一種超聲波局部放電分析儀及分析方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及高壓電器絕緣故障檢測領域，特別涉及一種超聲波局部放電分析儀及分析方法。
【背景技術】
[0002]氣體絕緣組合電器GIS具有絕緣度高、結構緊湊、占地面積小、適應性廣、可靠性高的特點，在電力系統(tǒng)的發(fā)電廠以及高壓變電站中得到了廣泛的應用。然而，GIS設備在制造和裝配過程中，往往由于工藝等問題會使GIS內(nèi)部留下一些小的缺陷，如金屬微粒、絕緣氣隙等，這些缺陷在GIS運行過程可能會引起局部放電并進一步引發(fā)絕緣事故。掌握并準確定位GIS設備內(nèi)部存在的局部放電情況，就能確保有足夠的反應時間，對電力設備做有效的預測和維護。
[0003]目前，對于運行中GIS設備進行的局部放電檢測技術有多種，包括電脈沖檢測法、氣相色譜檢測法、超聲波檢測法、電磁波檢測法、光檢測法和紅外檢測法等。每種技術都有其優(yōu)缺點。其中超聲波法和超高頻法作為目前兩種比較有效的檢測方法，抗干擾能力強，靈敏度高。相比之下，超高頻法適合對設備進行長期連續(xù)的監(jiān)測，需要廠家在設備制造時內(nèi)置傳感耦合器以保證測量精度；如果在GIS外部進行現(xiàn)場檢測，極易受到外界的各種電磁信號的干擾。超聲波法設備使用簡便，可以通過對設備的逐點測量進行缺陷定位，更適合在現(xiàn)場的帶電檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種超聲波局部放電分析儀及分析方法，通過采用超聲波傳感器、信號放大處理器和數(shù)據(jù)分析器配合使用，以解決現(xiàn)有技術中導致的上述多項缺陷。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術方案:一種超聲波局部放電分析儀，包括超聲波傳感器、信號放大處理器、數(shù)據(jù)分析器、顯示器、鍵盤，所述超聲波傳感器輸出端通過數(shù)據(jù)線與所述信號放大處理器的輸入端連接，且信號放大處理器內(nèi)部設有濾波器，所述信號放大處理器的輸出端通過數(shù)據(jù)線與所述數(shù)據(jù)分析器連接，所述顯示器和鍵盤均與所述數(shù)據(jù)分析器連接。
[0006]優(yōu)選的，所述超聲波傳感器為直探頭式超聲波傳感器。
[0007]優(yōu)選的，所述鍵盤設有USB接口。
[0008]優(yōu)選的，所述顯示器為IXD顯示器，且設有VGA接口。
[0009]一種超聲波局部放電分析方法，利用上述超聲波局部放電分析儀，包括以下步驟:
(O啟動分析儀后，選擇參數(shù)自動配置模式對待測Gis設備的不同位置進行超聲波信號的快速測量，確定信號強的3個位置作為下一步精確定位的測量點；
(2)以GIS設備的中心點作為3維坐標的原點，測量待測3個位點的3維坐標值； (3)將超聲波傳感器固定在待測點I上，進入手動方式調(diào)整采樣參數(shù)，并輸入該待測點的坐標值(xl，yl，zl)，然后開始采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析器存儲局部放電的原始波形并對原始數(shù)據(jù)進行時域頻域分析，提取特征值參數(shù)并保存這些數(shù)據(jù)，然后將所得的局部放電原始波形和相位分布圖譜實時顯示在顯示器上；
(4)自動依次進入第二和三位點測定，每次測定前輸入其坐標值(x2，y2,z2)和(x3，y3,z3)；
(5)根據(jù)3次測量的結果，根據(jù)內(nèi)置的模型計算并精確定位超聲波信號源的坐標位置。
[0010]采用以上技術方案的有益效果是:與現(xiàn)有的超聲波局部放電定位儀器相比，本發(fā)明提供的超聲波局部放電分析儀，只需要I個超聲波傳感器，經(jīng)過3次測量就可以對超聲波信號源進行精確定位，這樣減小檢測成本，超聲波傳感器用于接收局部放電產(chǎn)生的超聲波信號，并通過模數(shù)轉換為電信號輸出，信號清晰，準確度高，信號放大處理器將接受的電信號進行多級放大和濾波整定，整個過程穩(wěn)定可靠性高，信號傳輸準確，鍵盤用于數(shù)據(jù)分析的參數(shù)設置以及測量前超聲波傳感器坐標位置的輸入，可隨時更改修正各種參數(shù)，靈活性好。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明一種超聲波局部放電分析儀的結構示意圖；
圖2是本發(fā)明一種超聲波局部放電分析方法的流程圖。
[0012]其中，I一超聲波傳感器、2—信號放大處理器、3—數(shù)據(jù)分析器、4一顯示器、5—鍵盤。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖詳細說明本發(fā)明一種超聲波局部放電分析儀及分析方法的優(yōu)選實施方式。
[0014]如圖1所不，本發(fā)明一種超聲波局部放電分析儀，包括超聲波傳感器1、信號放大處理器2、數(shù)據(jù)分析器3、顯示器4、鍵盤5，所述超聲波傳感器I為直探頭式超聲波傳感器，所述超聲波傳感器I輸出端通過數(shù)據(jù)線與所述信號放大處理器2的輸入端連接，且信號放大處理器2內(nèi)部設有濾波器，所述信號放大處理器2的輸出端通過數(shù)據(jù)線與所述數(shù)據(jù)分析器3連接，所述顯示器4和鍵盤5均與所述的數(shù)據(jù)分析器3連接，顯示器4為顯示器，且設有VGA接口，鍵盤5設有USB接口。
[0015]結合圖1和圖2，超聲波局部放電分析儀的分析方法包括以下步驟:
(O啟動分析儀后，選擇參數(shù)自動配置模式對待測GIS設備的不同位置進行超聲波信號的快速測量，確定信號強的3個位置作為下一步精確定位的測量點；
(2)以GIS設備的中心點作為3維坐標的原點，測量待測3個位點的3維坐標值；
(3)將超聲波傳感器固定在待測點I上，進入手動方式調(diào)整采樣參數(shù)，并輸入該待測點的坐標值(xl，yl, zl)，然后開始采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析器存儲局部放電的原始波形并對原始數(shù)據(jù)進行時域頻域分析，提取特征值參數(shù)并保存這些數(shù)據(jù)，然后將所得的局部放電原始波形和相位分布圖譜實時顯示在顯示器上；
(4)自動依次進入第二和三位點測定，每次測定前輸入其坐標值(x2，y2,z2)和(x3，y3,z3)；
(5)根據(jù)3次測量的結果，根據(jù)內(nèi)置的模型計算并精確定位超聲波信號源的坐標位置，內(nèi)置的模型計算公式為:
(X-X1 ) 2+ (y-y! )2 +(Z-Z1 )2 =v2 (x-x2 ) 2+ (y-y2 )2 +(z-z2 )2 =v2 t22 (x-x3 ) 2+ (y-y3 )2 +(z-z3 )2 =v2 t32。
[0016]以上的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種超聲波局部放電分析儀，其特征在于:包括超聲波傳感器、信號放大處理器、數(shù)據(jù)分析器、顯示器、鍵盤，所述超聲波傳感器輸出端通過數(shù)據(jù)線與所述信號放大處理器的輸入端連接，且信號放大處理器內(nèi)部設有濾波器，所述信號放大處理器的輸出端通過數(shù)據(jù)線與所述數(shù)據(jù)分析器連接，所述顯示器和鍵盤均與所述數(shù)據(jù)分析器連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的超聲波局部放電分析儀，其特征在于:所述超聲波傳感器為直探頭式超聲波傳感器。
3.根據(jù)權利要求1所述的超聲波局部放電分析儀，其特征在于:所述鍵盤設有USB接□ O
4.根據(jù)權利要求1所述的超聲波局部放電分析儀，其特征在于:所述顯示器為LCD顯示器，且設有VGA接口。
5.—種超聲波局部放電分析方法，利用如權利要求1所述的超聲波局部放電分析儀，包括以下步驟: (O啟動分析儀后，選擇參數(shù)自動配置模式對待測GIS設備的不同位置進行超聲波信號的快速測量，確定信號強的3個位置作為下一步精確定位的測量點； (2)以GIS設備的中心點作為3維坐標的原點，測量待測3個位點的3維坐標值； (3)將超聲波傳感器固定在待測點I上，進入手動方式調(diào)整采樣參數(shù)，并輸入該待測點的坐標值(xl，yl，zl)，然后開始采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析器存儲局部放電的原始波形并對原始數(shù)據(jù)進行時域頻域分析，提取特征值參數(shù)并保存這些數(shù)據(jù)，然后將所得的局部放電原始波形和相位分布圖譜實時顯示在顯示器上； (4)自動依次進入第二和三位點測定，每次測定前輸入其坐標值(x2，y2,z2)和(x3，y3,z3)； (5)根據(jù)3次測量的結果，根據(jù)內(nèi)置的模型計算并精確定位超聲波信號源的坐標位置。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超聲波局部放電分析儀及分析方法，涉及高壓電器絕緣故障檢測領域，超聲波局部放電分析儀包括超聲波傳感器、信號放大處理器、數(shù)據(jù)分析器、顯示器、鍵盤，超聲波傳感器用于接收局部放電產(chǎn)生的超聲波信號，信號放大處理器將接受的電信號進行多級放大和濾波整定，與現(xiàn)有的超聲波局部放電定位儀器相比，本發(fā)明提供的超聲波局部放電分析儀，只需要１個超聲波傳感器，經(jīng)過３次測量就可以對超聲波信號源進行精確定位，減少了檢測成本。
【IPC分類】G01R31-12
【公開號】CN104749501
【申請?zhí)枴緾N201510123227
【發(fā)明人】周菊根, 章嘯, 龔紹文
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)江西省電力公司贛西供電分公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月20日