一種用于局部放電故障檢測的可視化超聲波檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于局部放電故障檢測的可視化超聲波檢測方法，其特征在于：首先采用超聲傳感陣列對電力設備出現(xiàn)的超聲信號進行采集，并進行超聲強度空間的分布估計；與此同時對所在場景進行視頻信號采集，繼而基于獲取的超聲信號和視頻信號，進行超聲強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的空間位置。本發(fā)明對電力設備的局部放電故障檢測進行研究，針對其所產(chǎn)生的超聲信號在時域和頻域上的分布特點，對該可視化超聲檢測進行設計，可高精度的對電力設備中存在的局部放電現(xiàn)象進行檢測。
【專利說明】—種用于局部放電故障檢測的可視化超聲波檢測方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設備的故障檢測領域，特別涉及一種用于局部放電故障檢測的可視化超聲波檢測方法。
【背景技術】
[0002]局部放電是電力設備中需及時進行檢測的一種故障現(xiàn)象，其會造出設備的絕緣劣化，加速絕緣損壞的過程。及時避免和去除局部放電，從而使設備正常安全運行成為電力設備維護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)了很多在線檢測局部放電現(xiàn)象的方法。
[0003]局部放電的檢測均以其產(chǎn)生的各種物理現(xiàn)象為依據(jù)，估計放電的狀態(tài)、特性以及位置。局部放電過程中會產(chǎn)生電脈沖、電磁輻射、超聲波、光以及一些新的生成物，并會引起局部發(fā)熱。相應地，可利用光測法、化學檢測法、紅外檢測法、超高頻檢測法、脈沖電流檢測法和超聲波檢測法等多種方法用于檢測局放。光測法最有利于定位，但也會受障礙物遮擋影響；化學檢測法的在線監(jiān)測結果可靠性高，但對突發(fā)性故障反應較慢；紅外檢測法適用于檢測設備外部接線端的過熱現(xiàn)象，但不易監(jiān)測運行中設備的內(nèi)部狀況；超高頻檢測法可避開電暈干擾，能反映放電的強度，對突發(fā)性故障也能及時反應，但由于電波波長很長，難以對放電源定位；脈沖電流檢測法的應用最為廣泛，也最為有效，但其測量頻率低，不能避開空氣電暈干擾，不適合在線監(jiān)測。
[0004]變壓器出現(xiàn)局部放電時，會伴隨著爆裂狀的聲發(fā)射，產(chǎn)生超聲波信號，且很快向四周傳播。因此，可利用超聲波信號檢測方法對故障點進行定位。目前已有很多國內(nèi)外科研院校開展基于超聲的局部放電檢測研究，然而已有的研究大多面向于局部放電的自動定位，但其定位結果往往會由于各種干擾和障礙而產(chǎn)生誤差，其檢測結果也沒有以可視化方式呈現(xiàn)給用戶，且很多是基于單個傳感器的超聲檢測設備，需要人工搜索聲源位置。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對【背景技術】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的可視化超聲波檢測方法，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，并判斷電力設備的局部放電點。
[0006]本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn):一種用于局部放電故障檢測的可視化超聲波檢測方法，其特征在于:首先采用超聲傳感陣列對電力設備出現(xiàn)的超聲信號進行采集，并進行超聲強度空間的分布估計；與此同時對所在場景進行視頻信號采集，繼而基于獲取的超聲信號和視頻信號，進行超聲強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的空間位置。
[0007]在本發(fā)明一實施例中，所述的超聲信號和視頻信號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，每四個傳感器構成一組線型陣，以四組線型陣為四邊，形成二維方形陣。
[0009]在本發(fā)明一實施例中，所述的二維方形陣的長邊為30cm，短邊為20cm。
[0010]在本發(fā)明一實施例中，所述超聲強度空間的分布估計是通過超聲強度在空間中的分布情況判斷超聲源位置，通過對各個通道信號的延時疊加，得到具有空間指向性的波束信號，如式(I)所示:
【權利要求】
1.一種用于局部放電故障檢測的可視化超聲波檢測方法，其特征在于:首先采用超聲傳感陣列對電力設備出現(xiàn)的超聲信號進行采集，并進行超聲強度空間的分布估計；與此同時對所在場景進行視頻信號采集，繼而基于獲取的超聲信號和視頻信號，進行超聲強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的空間位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于局部放電故障檢測的可視化超聲波檢測方法，其特征在于:所述的超聲信號和視頻信號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)一陣列信號放大電路與一多通道數(shù)據(jù)采集卡連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于局部放電故障檢測的可視化超聲波檢測方法，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，每四個傳感器構成一組線型陣，以四組線型陣為四邊，形成二維方形陣。
4.根據(jù)權利要求3所述的用于局部放電故障檢測的可視化超聲波檢測方法，其特征在于:所述的二維方形陣的長邊為30cm，短邊為20cm。
5.根據(jù)權利要求3所述的用于局部放電故障檢測的可視化超聲波檢測方法，其特征在于:所述超聲強度空間的分布估計是通過超聲強度在空間中的分布情況判斷超聲源位置，通過對各個通道信號的延時疊加，得到具有空間指向性的波束信號，如式(I)所示:
【文檔編號】G01R31/12GK103969561SQ201410230466
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權日:2014年5月28日
【發(fā)明者】趙文彬, 張志平, 葛耿民, 聶俊勝 申請人:上海艾飛能源科技有限公司, 北達正視(北京)科技有限公司, 國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司, 福建水口發(fā)電集團有限公司