本發(fā)明涉及一種變壓器局部放電檢測技術(shù)，尤其是涉及一種侵入式變壓器油中局部放電特高頻超聲波檢測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前超聲波(聲發(fā)射)測量主要傳感器是壓電式聲傳感器，應(yīng)用時將傳感器固定在變壓器殼體之外。此種測量方法不但存在信號的電磁干擾問題，同時也有聲波沿變壓器殼體傳播影響定位的問題。侵入式特高頻局部放電監(jiān)測在靈敏度、抗干擾等方面具有很大優(yōu)勢，但僅存單一性質(zhì)信號源的判據(jù)往往使得檢測人員或運行人員對是否存在局部放電存在較大疑惑，不敢輕易下結(jié)論。如果將超聲波傳感器設(shè)計成侵入式，利用變壓器油介質(zhì)傳遞局部放電超聲波信號，將大大降低電磁干擾問題和聲波沿變壓器殼體傳播影響定位的問題。特高頻、超聲波局部放電信號檢測的相互佐證(聲-電聯(lián)合)已在目前在線監(jiān)測、帶電檢測中廣泛使用，但均是兩套系統(tǒng)，或者兩個獨立的傳感器，聯(lián)合使用時效率低、信號分析時需人為介入判斷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種侵入式變壓器油中局部放電特高頻超聲波檢測方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種侵入式變壓器油中局部放電特高頻超聲波檢測方法，包括：

設(shè)計成一體化的具備同時測量特高頻、超聲波脈沖信號的局部放電傳感器，通過變壓器殼體上的放油閥，深入變壓器箱體內(nèi)的變壓器油中；

基于控制和顯示裝置，利用雙通道數(shù)據(jù)采集、濾波和放大，對變壓器油中局部放電特高頻、超聲波脈沖信號的進行檢測。

該方法具體為：

步驟1，基于微機電設(shè)計和加工技術(shù)，將局部放電特高頻、超聲波信號測量模塊封裝成一體化傳感器；

步驟2，將一體化傳感器利用變壓器殼體上的放油閥進行安裝，深入于變壓器油內(nèi)；

步驟3，對局部放電特高頻、超聲波信號進行濾波和放大；

步驟4，利用雙通道數(shù)據(jù)采集裝置對局部放電特高頻、超聲波信號進行采集、存儲和傳輸；

步驟5，局部放電特高頻、超聲波信號顯示和對比分析。

一種侵入式變壓器油中局部放電特高頻超聲波檢測系統(tǒng)，包括侵入式一體化傳感器封裝外殼模塊、局部放電特高頻傳感器模塊、局部放電超聲波傳感器模塊、雙通道同軸電纜模塊、信號濾波和放大模塊、雙通道采集裝置模塊、以及控制與顯示裝置模塊；

所述的侵入式一體化傳感器封裝外殼模塊利用微機電設(shè)計和加工技術(shù)將局部放電特高頻傳感器模塊和局部放電超聲波傳感器模塊封裝在一起，形成了一體化的具備同時測量特高頻、超聲波脈沖信號的局部放電傳感器；

所述的侵入式一體化傳感器封裝外殼模塊通過雙通道同軸電纜模塊連接于信號濾波和放大模塊；

所述的雙通道采集裝置模塊采集經(jīng)過濾波和放大后的局部放電特高頻、超聲波雙通道信號，將數(shù)據(jù)送入控制與顯示裝置模塊進行顯示。

所述的侵入式一體化傳感器封裝外殼模塊通過變壓器殼體模塊上的變壓器放油閥模塊進行安裝。

所述的侵入式一體化傳感器封裝外殼模塊按照電場計算要求深入于變壓器油模塊中，與變壓器殼體模塊形成設(shè)定距離L。

所述的控制與顯示裝置模塊通過數(shù)據(jù)線對雙通道采集裝置模塊和信號濾波和放大模塊模塊進行參數(shù)設(shè)置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明從實際應(yīng)用出發(fā)，客服現(xiàn)有局部放電特高頻、超聲波信號檢測傳感器相互獨立使用存在的缺點，提出一種侵入式變壓器油中局部放電特高頻、超聲波信號檢測方法。即使用微機電設(shè)計和加工技術(shù)，改變現(xiàn)有的侵入式特高頻局部放電傳感器結(jié)構(gòu)，設(shè)計成一體化的具備同時測量特高頻、超聲波脈沖信號的局部放電傳感器，再利用雙通道數(shù)據(jù)采集裝置，通過濾波和放大器模塊，形成一種能夠同時測量變壓器油中局部放電特高頻、超聲波脈沖信號的檢測方法。且具有簡單、實用、降低電磁干擾、能夠克服聲波沿變壓器殼體傳播影響定位的問題等優(yōu)點，用于分析變壓器內(nèi)部局部放電信號和定位。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一較佳實施例的系統(tǒng)方框示意圖。

圖2為本發(fā)明一較佳實施例的方法流程圖。

圖3為本發(fā)明一較佳實施例的得到的放電脈沖示意圖。

其中10為變壓器殼體模塊、11為變壓器放油閥模塊、12為變壓器油模塊、13為侵入式一體化傳感器封裝外殼模塊、14為局部放電特高頻傳感器模塊、15為局部放電超聲波傳感器模塊、16為雙通道同軸電纜模塊、17為信號濾波和放大模塊、18為雙通道采集裝置模塊、19為控制與顯示裝置模塊。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的具體結(jié)果可參照附圖，圖1是本發(fā)明一較佳實施例的侵入式變壓器油中局部放電特高頻、超聲波信號檢測方法的主要模塊方框圖。如圖1所示，該侵入式變壓器油中局部放電特高頻、超聲波信號檢測系統(tǒng)至少包括：變壓器殼體模塊10、變壓器放油閥模塊11、變壓器油模塊12、侵入式一體化傳感器封裝外殼模塊13、局部放電特高頻傳感器模塊14、局部放電超聲波傳感器模塊15、雙通道同軸電纜模塊16、信號濾波和放大模塊17、雙通道采集裝置模塊18和控制與顯示裝置模塊19。

模塊之間聯(lián)接關(guān)系：侵入式一體化傳感器封裝外殼模塊13利用微機電設(shè)計和加工技術(shù)將局部放電特高頻傳感器模塊14和局部放電超聲波傳感器模塊15封裝在一起，形成了一體化的具備同時測量特高頻、超聲波脈沖信號的局部放電傳感器；侵入式一體化傳感器封裝外殼模塊13基于變壓器殼體模塊10上的變壓器放油閥模塊11進行安裝，安裝時由于工藝的設(shè)計和尺寸的配合，可以實現(xiàn)不漏油安裝，此外，為確保傳感器的測量精度，侵入式一體化傳感器封裝外殼模塊13按照電場計算要求深入于變壓器油模塊12中，與變壓器殼體模塊10形成一定距離L；侵入式一體化傳感器封裝外殼模塊13通過雙通道同軸電纜模塊16連接于信號濾波和放大模塊17；雙通道采集裝置模塊18采集經(jīng)過濾波和放大后的局部放電特高頻、超聲波雙通道信號，將數(shù)據(jù)送入控制與顯示裝置模塊19進行顯示，供技術(shù)人員分析；控制與顯示裝置模塊19可以通過數(shù)據(jù)線對雙通道采集裝置模塊18和信號濾波和放大模塊模塊17進行參數(shù)設(shè)置。

本發(fā)明提供了提供一種侵入式變壓器油中局部放電特高頻、超聲波信號檢測方法，使用微機電設(shè)計和加工技術(shù)，改變現(xiàn)有的侵入式特高頻局部放電傳感器結(jié)構(gòu)，設(shè)計成一體化的具備同時測量特高頻、超聲波脈沖信號的局部放電傳感器，通過變壓器殼體上的放油閥，深入變壓器箱體內(nèi)的變壓器油中?；诳刂坪惋@示裝置，利用雙通道數(shù)據(jù)采集和濾波和放大器模塊，形成一種能夠同時測量變壓器油中局部放電特高頻、超聲波脈沖信號的檢測方法。

本發(fā)明提供了一種基于侵入式傳感器，同時測量變壓器油中局部放電特高頻、超聲波脈沖信號的檢測方法。

本發(fā)明提供了一種比傳統(tǒng)局部放電超聲波信號檢測更加有效的方法，其不但解決了電磁干擾問題，同時也避免了原超聲波沿變壓器殼體傳播影響定位的問題。

本發(fā)明提供了一種新型的局部放電信號特高頻、超聲波檢測相互佐證(聲-電聯(lián)合)分析方法。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過以下技術(shù)方案的得以解決的：

如圖2所示，一種侵入式變壓器油中局部放電特高頻、超聲波信號檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，基于微機電設(shè)計和加工技術(shù)，將局部放電特高頻、超聲波信號測量模塊封裝成一體化傳感器；

步驟2，將一體化傳感器利用變壓器殼體上的放油閥進行安裝，深入于變壓器油內(nèi)；

步驟3，局部放電特高頻、超聲波信號濾波和放大；

步驟4，利用雙通道數(shù)據(jù)采集裝置對局部放電特高頻、超聲波信號進行采集、存儲和傳輸；

步驟5，局部放電特高頻、超聲波信號顯示和對比分析。

侵入式變壓器油中局部放電特高頻、超聲波信號檢測方法形成的實物裝置。其中，涉及的傳感器、濾波和放大、數(shù)據(jù)采集的參數(shù)分別如下定義：

(1)特高頻模塊

檢測頻帶：300MHz～1500MHz；

檢測通道：1CH；

濾波帶寬：500MHz～1500MHz；

動態(tài)范圍：-80～15dBm；

采樣率：3GS/s；

(2)超聲波模塊

檢測頻帶：10kHz～2MHz；

檢測通道：1CH；

濾波帶寬：20kHz～200kHz；

靈敏度：≤3dB；

采樣率：2MS/s；

(3)顯示和分析

顯示：放電幅值、頻率、相位、波形，以及PRPD譜圖；

分析：信號趨勢分析、模式識別等。

一種侵入式變壓器油中局部放電特高頻、超聲波信號檢測方法用于得到的局部放電特高頻、超聲波單個脈沖示例如圖3所示。

就1)一體化傳感器設(shè)計和加工定義和2)信號采集方式，二個環(huán)節(jié)做以下說明：

1)一體化傳感器設(shè)計和加工定義

本發(fā)明采用基于微機電設(shè)計和加工技術(shù)，將局部放電特高頻、超聲波信號測量模塊封裝成一體化傳感器，也可以采用其他設(shè)計或加工方法。

2)信號采集方式

圖2中描述的雙通道數(shù)據(jù)采集裝置對局部放電特高頻、超聲波信號進行采集、存儲和傳輸，也可以利用多通道采集實現(xiàn)，或分布式采集方式實現(xiàn)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護范圍為準。