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上海妙定電氣有限公司
主營產品： 4200鉗形接地電阻測試儀,數字式高壓絕緣電阻測試儀,光伏接線盒恒流溫升測試儀 |
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2018-4-26 閱讀(1395)
超聲定位測量技術是80年代開始發(fā)展,，90年代趨于成熟的,，應用于探測電氣設備絕緣系統(tǒng)中的缺陷和故障位置,，尤其是用來探測大型高壓,、超高壓電力變壓器內局部放電量超標時所存在的制造缺陷位置,。通過幾十臺變壓器超聲定位測量證實，超聲定位測量技術較傳統(tǒng)的電氣測量技術表現出較大的*性和實用價值,。但是,，在實際測試中發(fā)現，由于超聲定位測量技術涉及的知識面廣,，具有一定的深度,，因此，掌握超聲定位測量技術具有較大的難度,。以探測變壓器制造缺陷的試驗為基礎,，得出超聲定位測量結果的可靠性與對該系統(tǒng)測試技術的掌握程度有關，推薦使用局部放電超聲定位系統(tǒng),。
1探頭的應用與安裝
1.1探頭的工作頻帶選擇
(1)當被試品為油浸式電氣設備如大型電力變壓器時,，工作頻帶范圍應大于80kHz,；
(2)當被試品為充氣式電氣設備時，工作頻帶范圍應大于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。由于超聲信號在空氣中傳播時衰減很大,，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
因探頭的測量角度范圍有限,，只能保證對與探頭所在平面成30°～150°角范圍之內的局部放電源進行有效測量,，所以在進行變壓器局部放電定位測量時，對布置的所有探頭必須保證局部放電源在其測量范圍之內,。
2聲電信號的同步性
電力變壓器內產生的局部放電,，往往不是由一個放電源產生。在進行超聲定位測量時,，系統(tǒng)工作的觸發(fā)信號是通過檢測阻抗取自變壓器套管末屏上的電信號,，而定位測量的超聲信號則來自安放在變壓器油箱表面的探頭。由于聲電信號取得的途徑和方法不同,，可能出現各自所取得的大信號不是由同一個局部放電源所產生,。所以，在進行定位測量之前,，必須對進入定位系統(tǒng)的聲,、電信號經過尋找、篩選,、判斷,，從而確保兩者測得的放電信號為同一放電源所產生,。這一點在很大程度上決定了定位測量結果的準確性,。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,，往往超出了探頭的測量范圍，這樣測得的電信號與超聲信號不能同步,，此種情況可另當別論,。
3測量結果的準確性
進行定位測量時需要4個探頭測量超聲信號。一般選用3個測量探頭所測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(x1,、y1,、z1)。為了驗證測量結果的準確性，常選用4個探頭測量,。這樣對于同一放電源則得到4個距離數據s1,、s2、s3,、s4,，由此可得兩組以上關于求解局部放電源位置坐標的方程組。通過對比兩組方程組的解,，可以發(fā)現其一般遵循著這樣一個規(guī)律：兩組方程的解相等或近似相等時,，定位測量結果的準確度高。
4超聲信號的波形質量
探頭測量的超聲信號經過超聲定位系統(tǒng)傳輸處理,，后通過顯示器顯示的波形,，應該符合一定的要求，即：
(1)4個超聲信號均與觸發(fā)系統(tǒng)工作的電信號同步,。
(2)信噪比明顯,，即超聲信號的幅值要遠大于噪聲信號的幅值。聲信號一出現要達到限幅的高度,，噪聲信號均遠低于限幅高度,，不允許噪聲信號有一點達到限幅的高度。
(3)合理選擇記錄字的速度,，在保證4個超聲信號均顯示出的條件下,，使得超聲信號出現在2/3幅寬的位置附近。
(4)當測量系統(tǒng)的掃描速度一定時,，超聲信號在屏幕上出現的幾何位置一致性要好,。在測試過程中，可能存在變壓器內偶爾發(fā)生的氣泡放電信號較快地到達某一探頭,，導致某一超聲信號的幾何位置發(fā)生超常變化,，對此種情況必須進行分析予以排除。
5測量結果分析
5.1測量波形及數據處理
本超聲定位系統(tǒng)進行某次測量的波形圖如圖2所示,，圖中顯示的坐標數據為當次測量的計算結果,。圖2中，從左邊0位置起到超聲信號限幅位置的距離,，反映了觸發(fā)系統(tǒng)工作的電信號與超聲信號到達測量系統(tǒng)的時間差,，決定了試品內局部放電源到測量探頭的距離，其中,，忽略了電信號到測量系統(tǒng)的傳播時間,。根據波形圖中顯示的各個探頭測量的波形位置所決定的字長，如圖2中*探頭測量的波形位置決定的字長為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超聲定位測量波形圖
為了提高超聲定位測量系統(tǒng)的準確性，對一臺試品的超聲定位測量,，連續(xù)測量500次,，并采用本系統(tǒng)專門設計的處理程序，舍去500次中測量無效的次數,，進行算術平均,，得出終測量結果。
5.2測量誤差
造成本系統(tǒng)測量誤差的主要因素有三個方面：
(1)超聲波在變壓器油中的傳播速度1.4mm/μs是經驗數據,，認為超聲信號穿過繞組,、絕緣、變壓器油的傳播速度近似相同,。
(2)4個定位探頭的安裝位置是否成矩形,，所成矩形的邊長測量值是否準確，對計算局部放電源位置的坐標數據有直接影響,。
(3)在500次測量過程中,，偶爾會出現干擾，使得超聲信號波形出現的時間提前,。一般說,，考慮到上述因素的影響，測定局部放電源位置的坐標精度為±50mm以內,。
5.3測量結果分析
從實際問題考慮,，如能將變壓器內局部放電源的位置坐標誤差確定為±50mm以內，查找局部放電源是比較容易解決的,。另一方面,，為了更準確地確定局部放電源的位置，在500次測量過程中,，通過仔細觀察每次的測量數據與波形,，找出數據出現幾率較大的數據群與后的測量結果比較，對確定局部放電源的坐標誤差方向具有實際意義,。
