CN104749501A - 一种超声波局部放电分析仪及分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声波局部放电分析仪及分析方法，涉及高压电器绝缘故障检测领域，超声波局部放电分析仪包括超声波传感器、信号放大处理器、数据分析器、显示器、键盘，超声波传感器用于接收局部放电产生的超声波信号，信号放大处理器将接受的电信号进行多级放大和滤波整定，与现有的超声波局部放电定位仪器相比，本发明提供的超声波局部放电分析仪，只需要１个超声波传感器，经过３次测量就可以对超声波信号源进行精确定位，减少了检测成本。

Description

一种超声波局部放电分析仪及分析方法

技术领域

本发明涉及高压电器绝缘故障检测领域，特别涉及一种超声波局部放电分析仪及分析方法。

背景技术

气体绝缘组合电器GIS具有绝缘度高、结构紧凑、占地面积小、适应性广、可靠性高的特点，在电力系统的发电厂以及高压变电站中得到了广泛的应用。然而，GIS设备在制造和装配过程中，往往由于工艺等问题会使GIS内部留下一些小的缺陷，如金属微粒、绝缘气隙等，这些缺陷在GIS运行过程可能会引起局部放电并进一步引发绝缘事故。掌握并准确定位GIS设备内部存在的局部放电情况，就能确保有足够的反应时间，对电力设备做有效的预测和维护。

目前，对于运行中GIS 设备进行的局部放电检测技术有多种，包括电脉冲检测法、气相色谱检测法、超声波检测法、电磁波检测法、光检测法和红外检测法等。每种技术都有其优缺点。其中超声波法和超高频法作为目前两种比较有效的检测方法，抗干扰能力强，灵敏度高。相比之下，超高频法适合对设备进行长期连续的监测，需要厂家在设备制造时内置传感耦合器以保证测量精度；如果在GIS外部进行现场检测，极易受到外界的各种电磁信号的干扰。超声波法设备使用简便，可以通过对设备的逐点测量进行缺陷定位，更适合在现场的带电检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超声波局部放电分析仪及分析方法，通过采用超声波传感器、信号放大处理器和数据分析器配合使用，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种超声波局部放电分析仪，包括超声波传感器、信号放大处理器、数据分析器、显示器、键盘，所述超声波传感器输出端通过数据线与所述信号放大处理器的输入端连接，且信号放大处理器内部设有滤波器，所述信号放大处理器的输出端通过数据线与所述数据分析器连接，所述显示器和键盘均与所述数据分析器连接。

优选的，所述超声波传感器为直探头式超声波传感器。

优选的，所述键盘设有USB接口。

优选的，所述显示器为LCD显示器，且设有VGA接口。

一种超声波局部放电分析方法，利用上述超声波局部放电分析仪，包括以下步骤：

（1）启动分析仪后，选择参数自动配置模式对待测GIS设备的不同位置进行超声波信号的快速测量，确定信号强的3个位置作为下一步精确定位的测量点；

（2）以GIS设备的中心点作为3维坐标的原点，测量待测3个位点的3维坐标值；

（3）将超声波传感器固定在待测点1上，进入手动方式调整采样参数，并输入该待测点的坐标值（x1，y1，z1），然后开始采集数据，数据分析器存储局部放电的原始波形并对原始数据进行时域频域分析，提取特征值参数并保存这些数据，然后将所得的局部放电原始波形和相位分布图谱实时显示在显示器上；

（4）自动依次进入第二和三位点测定，每次测定前输入其坐标值（x2，y2，z2）和（x3，y3，z3）；

（5）根据3次测量的结果，根据内置的模型计算并精确定位超声波信号源的坐标位置。

采用以上技术方案的有益效果是：与现有的超声波局部放电定位仪器相比，本发明提供的超声波局部放电分析仪，只需要１个超声波传感器，经过３次测量就可以对超声波信号源进行精确定位，这样减小检测成本，超声波传感器用于接收局部放电产生的超声波信号，并通过模数转换为电信号输出，信号清晰，准确度高，信号放大处理器将接受的电信号进行多级放大和滤波整定，整个过程稳定可靠性高，信号传输准确，键盘用于数据分析的参数设置以及测量前超声波传感器坐标位置的输入，可随时更改修正各种参数，灵活性好。

附图说明

图1是本发明一种超声波局部放电分析仪的结构示意图；

图2是本发明一种超声波局部放电分析方法的流程图。

其中，1—超声波传感器、2—信号放大处理器、3—数据分析器、4—显示器、5—键盘。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明一种超声波局部放电分析仪及分析方法的优选实施方式。

如图1 所示，本发明一种超声波局部放电分析仪，包括超声波传感器1、信号放大处理器2、数据分析器3、显示器4、键盘5，所述超声波传感器1为直探头式超声波传感器，所述超声波传感器1输出端通过数据线与所述信号放大处理器2的输入端连接，且信号放大处理器2内部设有滤波器，所述信号放大处理器2的输出端通过数据线与所述数据分析器3连接，所述显示器4和键盘5均与所述的数据分析器3连接，显示器4为显示器，且设有VGA接口，键盘5设有USB接口。

结合图1和图2，超声波局部放电分析仪的分析方法包括以下步骤：

（1）启动分析仪后，选择参数自动配置模式对待测GIS设备的不同位置进行超声波信号的快速测量，确定信号强的3个位置作为下一步精确定位的测量点；

（2）以GIS设备的中心点作为3维坐标的原点，测量待测3个位点的3维坐标值；

（3）将超声波传感器固定在待测点1上，进入手动方式调整采样参数，并输入该待测点的坐标值（x1，y1，z1），然后开始采集数据，数据分析器存储局部放电的原始波形并对原始数据进行时域频域分析，提取特征值参数并保存这些数据，然后将所得的局部放电原始波形和相位分布图谱实时显示在显示器上；

（4）自动依次进入第二和三位点测定，每次测定前输入其坐标值（x2，y2，z2）和（x3，y3，z3）；

（5）根据3次测量的结果，根据内置的模型计算并精确定位超声波信号源的坐标位置，内置的模型计算公式为：

(x-x₁ ) ²+(y-y₁ )² +(z-z₁ )² =v² t₁ ²

(x-x₂ ) ²+(y-y₂ )² +(z-z₂ )² =v² t₂ ²

(x-x₃ ) ²+(y-y₃ )² +(z-z₃ )² =v² t₃ ²。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种超声波局部放电分析仪，其特征在于：包括超声波传感器、信号放大处理器、数据分析器、显示器、键盘，所述超声波传感器输出端通过数据线与所述信号放大处理器的输入端连接，且信号放大处理器内部设有滤波器，所述信号放大处理器的输出端通过数据线与所述数据分析器连接，所述显示器和键盘均与所述数据分析器连接。

2.根据权利要求1所述的超声波局部放电分析仪，其特征在于：所述超声波传感器为直探头式超声波传感器。

3.根据权利要求1所述的超声波局部放电分析仪，其特征在于：所述键盘设有USB接口。

4.根据权利要求1所述的超声波局部放电分析仪，其特征在于：所述显示器为LCD显示器，且设有VGA接口。

5.一种超声波局部放电分析方法，利用如权利要求 1 所述的超声波局部放电分析仪，包括以下步骤：

（1）启动分析仪后，选择参数自动配置模式对待测GIS设备的不同位置进行超声波信号的快速测量，确定信号强的3个位置作为下一步精确定位的测量点；

（2）以GIS设备的中心点作为3维坐标的原点，测量待测3个位点的3维坐标值；

（3）将超声波传感器固定在待测点1上，进入手动方式调整采样参数，并输入该待测点的坐标值（x1，y1，z1），然后开始采集数据，数据分析器存储局部放电的原始波形并对原始数据进行时域频域分析，提取特征值参数并保存这些数据，然后将所得的局部放电原始波形和相位分布图谱实时显示在显示器上；

（4）自动依次进入第二和三位点测定，每次测定前输入其坐标值（x2，y2，z2）和（x3，y3，z3）；

（5）根据3次测量的结果，根据内置的模型计算并精确定位超声波信号源的坐标位置。