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上海妙定電氣有限公司
主營(yíng)產(chǎn)品： 4200鉗形接地電阻測(cè)試儀,數(shù)字式高壓絕緣電阻測(cè)試儀,光伏接線盒恒流溫升測(cè)試儀 |
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2018-4-26 閱讀(1358)
超聲定位測(cè)量技術(shù)是80年代開(kāi)始發(fā)展，90年代趨于成熟的，應(yīng)用于探測(cè)電氣設(shè)備絕緣系統(tǒng)中的缺陷和故障位置，尤其是用來(lái)探測(cè)大型高壓、超高壓電力變壓器內(nèi)局部放電量超標(biāo)時(shí)所存在的制造缺陷位置。通過(guò)幾十臺(tái)變壓器超聲定位測(cè)量證實(shí)，超聲定位測(cè)量技術(shù)較傳統(tǒng)的電氣測(cè)量技術(shù)表現(xiàn)出較大的*性和實(shí)用價(jià)值。但是，在實(shí)際測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，由于超聲定位測(cè)量技術(shù)涉及的知識(shí)面廣，具有一定的深度，因此，掌握超聲定位測(cè)量技術(shù)具有較大的難度。以探測(cè)變壓器制造缺陷的試驗(yàn)為基礎(chǔ)，得出超聲定位測(cè)量結(jié)果的可靠性與對(duì)該系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)的掌握程度有關(guān)，推薦使用局部放電超聲定位系統(tǒng)。
1探頭的應(yīng)用與安裝
1.1探頭的工作頻帶選擇
(1)當(dāng)被試品為油浸式電氣設(shè)備如大型電力變壓器時(shí)，工作頻帶范圍應(yīng)大于80kHz；
(2)當(dāng)被試品為充氣式電氣設(shè)備時(shí)，工作頻帶范圍應(yīng)大于4kHz。
1.2探頭的安裝方法
探頭是磁浮式的，可以保證其傳感器牢固地吸附在鐵制的油箱壁表面。由于超聲信號(hào)在空氣中傳播時(shí)衰減很大，探頭的傳感器平面與油箱表面要以約0.5mm厚的黃油為媒介吸合，同時(shí)安裝探頭的油箱表面必須平滑清潔。
1.3探頭的安裝位置
因探頭的測(cè)量角度范圍有限，只能保證對(duì)與探頭所在平面成30°～150°角范圍之內(nèi)的局部放電源進(jìn)行有效測(cè)量，所以在進(jìn)行變壓器局部放電定位測(cè)量時(shí)，對(duì)布置的所有探頭必須保證局部放電源在其測(cè)量范圍之內(nèi)。
2聲電信號(hào)的同步性
電力變壓器內(nèi)產(chǎn)生的局部放電，往往不是由一個(gè)放電源產(chǎn)生。在進(jìn)行超聲定位測(cè)量時(shí)，系統(tǒng)工作的觸發(fā)信號(hào)是通過(guò)檢測(cè)阻抗取自變壓器套管末屏上的電信號(hào)，而定位測(cè)量的超聲信號(hào)則來(lái)自安放在變壓器油箱表面的探頭。由于聲電信號(hào)取得的途徑和方法不同，可能出現(xiàn)各自所取得的大信號(hào)不是由同一個(gè)局部放電源所產(chǎn)生。所以，在進(jìn)行定位測(cè)量之前，必須對(duì)進(jìn)入定位系統(tǒng)的聲、電信號(hào)經(jīng)過(guò)尋找、篩選、判斷，從而確保兩者測(cè)得的放電信號(hào)為同一放電源所產(chǎn)生。這一點(diǎn)在很大程度上決定了定位測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在某些情況下，如局部放電源位于變壓器的組件如套管、瓷套式互感器時(shí)，往往超出了探頭的測(cè)量范圍，這樣測(cè)得的電信號(hào)與超聲信號(hào)不能同步，此種情況可另當(dāng)別論。
3測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性
進(jìn)行定位測(cè)量時(shí)需要4個(gè)探頭測(cè)量超聲信號(hào)。一般選用3個(gè)測(cè)量探頭所測(cè)得放電源與探頭之間的距離s1、s2、s3，只能求得*的一組局部放電源的空間坐標(biāo)(x1、y1、z1)。為了驗(yàn)證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，常選用4個(gè)探頭測(cè)量。這樣對(duì)于同一放電源則得到4個(gè)距離數(shù)據(jù)s1、s2、s3、s4，由此可得兩組以上關(guān)于求解局部放電源位置坐標(biāo)的方程組。通過(guò)對(duì)比兩組方程組的解，可以發(fā)現(xiàn)其一般遵循著這樣一個(gè)規(guī)律：兩組方程的解相等或近似相等時(shí)，定位測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度高。
4超聲信號(hào)的波形質(zhì)量
探頭測(cè)量的超聲信號(hào)經(jīng)過(guò)超聲定位系統(tǒng)傳輸處理，后通過(guò)顯示器顯示的波形，應(yīng)該符合一定的要求，即：
(1)4個(gè)超聲信號(hào)均與觸發(fā)系統(tǒng)工作的電信號(hào)同步。
(2)信噪比明顯，即超聲信號(hào)的幅值要遠(yuǎn)大于噪聲信號(hào)的幅值。聲信號(hào)一出現(xiàn)要達(dá)到限幅的高度，噪聲信號(hào)均遠(yuǎn)低于限幅高度，不允許噪聲信號(hào)有一點(diǎn)達(dá)到限幅的高度。
(3)合理選擇記錄字的速度，在保證4個(gè)超聲信號(hào)均顯示出的條件下，使得超聲信號(hào)出現(xiàn)在2/3幅寬的位置附近。
(4)當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)的掃描速度一定時(shí)，超聲信號(hào)在屏幕上出現(xiàn)的幾何位置一致性要好。在測(cè)試過(guò)程中，可能存在變壓器內(nèi)偶爾發(fā)生的氣泡放電信號(hào)較快地到達(dá)某一探頭，導(dǎo)致某一超聲信號(hào)的幾何位置發(fā)生超常變化，對(duì)此種情況必須進(jìn)行分析予以排除。
5測(cè)量結(jié)果分析
5.1測(cè)量波形及數(shù)據(jù)處理
本超聲定位系統(tǒng)進(jìn)行某次測(cè)量的波形圖如圖2所示，圖中顯示的坐標(biāo)數(shù)據(jù)為當(dāng)次測(cè)量的計(jì)算結(jié)果。圖2中，從左邊0位置起到超聲信號(hào)限幅位置的距離，反映了觸發(fā)系統(tǒng)工作的電信號(hào)與超聲信號(hào)到達(dá)測(cè)量系統(tǒng)的時(shí)間差，決定了試品內(nèi)局部放電源到測(cè)量探頭的距離，其中，忽略了電信號(hào)到測(cè)量系統(tǒng)的傳播時(shí)間。根據(jù)波形圖中顯示的各個(gè)探頭測(cè)量的波形位置所決定的字長(zhǎng)，如圖2中*探頭測(cè)量的波形位置決定的字長(zhǎng)為5816，則得出*探頭安裝位置距局部放電源的距離為：
s1=5816×0.2×1.4=1628.5mm
式中，0.2為每字的記錄時(shí)間，單位為μs；1.4為超聲波在變壓器油中的傳播速度，單位為mm/μs。
圖2超聲定位測(cè)量波形圖
為了提高超聲定位測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，對(duì)一臺(tái)試品的超聲定位測(cè)量，連續(xù)測(cè)量500次，并采用本系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)的處理程序，舍去500次中測(cè)量無(wú)效的次數(shù)，進(jìn)行算術(shù)平均，得出終測(cè)量結(jié)果。
5.2測(cè)量誤差
造成本系統(tǒng)測(cè)量誤差的主要因素有三個(gè)方面：
(1)超聲波在變壓器油中的傳播速度1.4mm/μs是經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，認(rèn)為超聲信號(hào)穿過(guò)繞組、絕緣、變壓器油的傳播速度近似相同。
(2)4個(gè)定位探頭的安裝位置是否成矩形，所成矩形的邊長(zhǎng)測(cè)量值是否準(zhǔn)確，對(duì)計(jì)算局部放電源位置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)有直接影響。
(3)在500次測(cè)量過(guò)程中，偶爾會(huì)出現(xiàn)干擾，使得超聲信號(hào)波形出現(xiàn)的時(shí)間提前。一般說(shuō)，考慮到上述因素的影響，測(cè)定局部放電源位置的坐標(biāo)精度為±50mm以內(nèi)。
5.3測(cè)量結(jié)果分析
從實(shí)際問(wèn)題考慮，如能將變壓器內(nèi)局部放電源的位置坐標(biāo)誤差確定為±50mm以內(nèi)，查找局部放電源是比較容易解決的。另一方面，為了更準(zhǔn)確地確定局部放電源的位置，在500次測(cè)量過(guò)程中，通過(guò)仔細(xì)觀察每次的測(cè)量數(shù)據(jù)與波形，找出數(shù)據(jù)出現(xiàn)幾率較大的數(shù)據(jù)群與后的測(cè)量結(jié)果比較，對(duì)確定局部放電源的坐標(biāo)誤差方向具有實(shí)際意義。
