一種用于局部放電故障檢測(cè)的可視化超聲波檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于局部放電故障檢測(cè)的可視化超聲波檢測(cè)方法，其特征在于：首先采用超聲傳感陣列對(duì)電力設(shè)備出現(xiàn)的超聲信號(hào)進(jìn)行采集，并進(jìn)行超聲強(qiáng)度空間的分布估計(jì)；與此同時(shí)對(duì)所在場(chǎng)景進(jìn)行視頻信號(hào)采集，繼而基于獲取的超聲信號(hào)和視頻信號(hào)，進(jìn)行超聲強(qiáng)度空間分布的可視化，從而直觀顯示出作為超聲源的局部放電點(diǎn)的空間位置。本發(fā)明對(duì)電力設(shè)備的局部放電故障檢測(cè)進(jìn)行研究，針對(duì)其所產(chǎn)生的超聲信號(hào)在時(shí)域和頻域上的分布特點(diǎn)，對(duì)該可視化超聲檢測(cè)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可高精度的對(duì)電力設(shè)備中存在的局部放電現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)。
【專利說(shuō)明】—種用于局部放電故障檢測(cè)的可視化超聲波檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設(shè)備的故障檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種用于局部放電故障檢測(cè)的可視化超聲波檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]局部放電是電力設(shè)備中需及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)的一種故障現(xiàn)象，其會(huì)造出設(shè)備的絕緣劣化，加速絕緣損壞的過(guò)程。及時(shí)避免和去除局部放電，從而使設(shè)備正常安全運(yùn)行成為電力設(shè)備維護(hù)人員最多考慮的事情，為了除去這種潛伏性故障現(xiàn)象，如今出現(xiàn)了很多在線檢測(cè)局部放電現(xiàn)象的方法。
[0003]局部放電的檢測(cè)均以其產(chǎn)生的各種物理現(xiàn)象為依據(jù)，估計(jì)放電的狀態(tài)、特性以及位置。局部放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電脈沖、電磁輻射、超聲波、光以及一些新的生成物，并會(huì)引起局部發(fā)熱。相應(yīng)地，可利用光測(cè)法、化學(xué)檢測(cè)法、紅外檢測(cè)法、超高頻檢測(cè)法、脈沖電流檢測(cè)法和超聲波檢測(cè)法等多種方法用于檢測(cè)局放。光測(cè)法最有利于定位，但也會(huì)受障礙物遮擋影響；化學(xué)檢測(cè)法的在線監(jiān)測(cè)結(jié)果可靠性高，但對(duì)突發(fā)性故障反應(yīng)較慢；紅外檢測(cè)法適用于檢測(cè)設(shè)備外部接線端的過(guò)熱現(xiàn)象，但不易監(jiān)測(cè)運(yùn)行中設(shè)備的內(nèi)部狀況；超高頻檢測(cè)法可避開(kāi)電暈干擾，能反映放電的強(qiáng)度，對(duì)突發(fā)性故障也能及時(shí)反應(yīng)，但由于電波波長(zhǎng)很長(zhǎng)，難以對(duì)放電源定位；脈沖電流檢測(cè)法的應(yīng)用最為廣泛，也最為有效，但其測(cè)量頻率低，不能避開(kāi)空氣電暈干擾，不適合在線監(jiān)測(cè)。
[0004]變壓器出現(xiàn)局部放電時(shí)，會(huì)伴隨著爆裂狀的聲發(fā)射，產(chǎn)生超聲波信號(hào)，且很快向四周傳播。因此，可利用超聲波信號(hào)檢測(cè)方法對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位。目前已有很多國(guó)內(nèi)外科研院校開(kāi)展基于超聲的局部放電檢測(cè)研究，然而已有的研究大多面向于局部放電的自動(dòng)定位，但其定位結(jié)果往往會(huì)由于各種干擾和障礙而產(chǎn)生誤差，其檢測(cè)結(jié)果也沒(méi)有以可視化方式呈現(xiàn)給用戶，且很多是基于單個(gè)傳感器的超聲檢測(cè)設(shè)備，需要人工搜索聲源位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)【背景技術(shù)】中所述的缺陷或不足，本發(fā)明的目的是提供一種用于局部放電故障檢測(cè)的可視化超聲波檢測(cè)方法，檢修人員可依據(jù)該方法直接精確的觀察到超聲源的位置，并判斷電力設(shè)備的局部放電點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn):一種用于局部放電故障檢測(cè)的可視化超聲波檢測(cè)方法，其特征在于:首先采用超聲傳感陣列對(duì)電力設(shè)備出現(xiàn)的超聲信號(hào)進(jìn)行采集，并進(jìn)行超聲強(qiáng)度空間的分布估計(jì)；與此同時(shí)對(duì)所在場(chǎng)景進(jìn)行視頻信號(hào)采集，繼而基于獲取的超聲信號(hào)和視頻信號(hào)，進(jìn)行超聲強(qiáng)度空間分布的可視化，從而直觀顯示出作為超聲源的局部放電點(diǎn)的空間位置。
[0007]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述的超聲信號(hào)和視頻信號(hào)的采集是采用一超聲、視頻集中采集板采集；所述超聲、視頻集中采集板包括集成于一 PCB板上的超聲傳感器陣列、攝像模塊以及為該采集板供電的電池組；所述的超聲波傳感器陣列的輸出端經(jīng)一陣列信號(hào)放大電路與一多通道數(shù)據(jù)采集卡連接。
[0008]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述的超聲傳感器陣列由16只擺放在不同位置的超聲傳感器組成，每四個(gè)傳感器構(gòu)成一組線型陣，以四組線型陣為四邊，形成二維方形陣。
[0009]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述的二維方形陣的長(zhǎng)邊為30cm，短邊為20cm。
[0010]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述超聲強(qiáng)度空間的分布估計(jì)是通過(guò)超聲強(qiáng)度在空間中的分布情況判斷超聲源位置，通過(guò)對(duì)各個(gè)通道信號(hào)的延時(shí)疊加，得到具有空間指向性的波束信號(hào)，如式(I)所示:
【權(quán)利要求】
1.一種用于局部放電故障檢測(cè)的可視化超聲波檢測(cè)方法，其特征在于:首先采用超聲傳感陣列對(duì)電力設(shè)備出現(xiàn)的超聲信號(hào)進(jìn)行采集，并進(jìn)行超聲強(qiáng)度空間的分布估計(jì)；與此同時(shí)對(duì)所在場(chǎng)景進(jìn)行視頻信號(hào)采集，繼而基于獲取的超聲信號(hào)和視頻信號(hào)，進(jìn)行超聲強(qiáng)度空間分布的可視化，從而直觀顯示出作為超聲源的局部放電點(diǎn)的空間位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于局部放電故障檢測(cè)的可視化超聲波檢測(cè)方法，其特征在于:所述的超聲信號(hào)和視頻信號(hào)的采集是采用一超聲、視頻集中采集板采集；所述超聲、視頻集中采集板包括集成于一 PCB板上的超聲傳感器陣列、攝像模塊以及為該采集板供電的電池組；所述的超聲波傳感器陣列的輸出端經(jīng)一陣列信號(hào)放大電路與一多通道數(shù)據(jù)采集卡連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于局部放電故障檢測(cè)的可視化超聲波檢測(cè)方法，其特征在于:所述的超聲傳感器陣列由16只擺放在不同位置的超聲傳感器組成，每四個(gè)傳感器構(gòu)成一組線型陣，以四組線型陣為四邊，形成二維方形陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于局部放電故障檢測(cè)的可視化超聲波檢測(cè)方法，其特征在于:所述的二維方形陣的長(zhǎng)邊為30cm，短邊為20cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于局部放電故障檢測(cè)的可視化超聲波檢測(cè)方法，其特征在于:所述超聲強(qiáng)度空間的分布估計(jì)是通過(guò)超聲強(qiáng)度在空間中的分布情況判斷超聲源位置，通過(guò)對(duì)各個(gè)通道信號(hào)的延時(shí)疊加，得到具有空間指向性的波束信號(hào)，如式(I)所示:
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK103969561SQ201410230466
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】趙文彬, 張志平, 葛耿民, 聶俊勝 申請(qǐng)人:上海艾飛能源科技有限公司, 北達(dá)正視(北京)科技有限公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司, 福建水口發(fā)電集團(tuán)有限公司