一種便攜式超聲波在線檢測(cè)局部放電診斷裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種便攜式超聲波在線檢測(cè)局部放電診斷裝置，包括獨(dú)立的第一超聲波檢測(cè)探頭、獨(dú)立的第二超聲波檢測(cè)探頭和獨(dú)立的主機(jī)處理器，第一超聲波檢測(cè)探頭進(jìn)行首次寬范圍檢測(cè)，確定局部放電的大致范圍，再換取第二超聲波檢測(cè)探頭進(jìn)行第二次精確范圍檢測(cè)，每次檢測(cè)需要將檢測(cè)到的信號(hào)發(fā)送給主機(jī)處理器，首先經(jīng)過(guò)濾波、放大電路進(jìn)行采集信號(hào)的除雜及信號(hào)的放大，再將放大后的信號(hào)發(fā)送給數(shù)字電位器，數(shù)字電位器再將信號(hào)發(fā)送給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最終發(fā)送給中央處理器進(jìn)行處理，處理后的信號(hào)一方面發(fā)送給顯示模塊進(jìn)行顯示，方便工作人員查看局部放電情況，另一方面經(jīng)過(guò)功放模塊由耳機(jī)釋放。
【專利說(shuō)明】一種便攜式超聲波在線檢測(cè)局部放電診斷裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高壓輸電電氣設(shè)備的安全檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于電網(wǎng)變電站的便攜式超聲波在線檢測(cè)局部放電診斷裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，電網(wǎng)中電力設(shè)備的絕緣問(wèn)題一直是高壓輸電技術(shù)必須考慮的首要因素。絕緣部件是高壓電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，目前的統(tǒng)計(jì)研究表明，在所有電力故障中，絕緣故障所占比重較大。
[0003]電氣設(shè)備的絕緣性能可以通過(guò)局部放電來(lái)進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)。局部放電通常是一種分散地發(fā)生在絕緣介質(zhì)內(nèi)部一些極微小的空間上的放電現(xiàn)象，被認(rèn)為是絕緣故障的前兆。電力系統(tǒng)中很多運(yùn)行中的設(shè)備會(huì)因環(huán)境以及制造工藝等原因而發(fā)生局部放電現(xiàn)象。放電對(duì)絕緣設(shè)備造成兩種破壞:一種是由于放電質(zhì)點(diǎn)直接轟擊絕緣部件，使局部絕緣受到破壞并逐步擴(kuò)大，造成絕緣擊穿。另一種是放電產(chǎn)生的熱、臭氧、氧化氮等活性氣體的化學(xué)作用，使局部絕緣受到腐蝕，介質(zhì)損耗增大，最后導(dǎo)致熱擊穿。目前，采用檢測(cè)、分析這種放電現(xiàn)象，可以為絕緣系統(tǒng)的完整性提供有價(jià)值的信息。
[0004]局部放電的檢測(cè)方法主要是脈沖電流檢測(cè)法脈沖電流法。該方法可以分別測(cè)得放電量、放電重復(fù)率以及平均電流、放電能量等多種局放特征量。其基本原理是通過(guò)檢測(cè)阻抗來(lái)檢測(cè)局部放電引起的脈沖電流，從而獲得局部放電的信息。按測(cè)試回路的不同，脈沖電流法又可分為“直測(cè)法”和“平衡法”兩種。直測(cè)法直接測(cè)量局部放電所產(chǎn)生的脈沖電流在檢測(cè)阻抗兩端響應(yīng)的脈沖電壓；平衡法有西林電橋、差分電橋及雙電橋等多種測(cè)試回路，主要是為了增強(qiáng)抗外來(lái)干擾的能力?？偟恼f(shuō)來(lái)，脈沖電流法易受現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾的影響，局部放電脈沖信號(hào)提取困難，在檢測(cè)時(shí)，需要將被測(cè)設(shè)備從電網(wǎng)中脫離出來(lái)，由于被測(cè)設(shè)備的體積大、質(zhì)量重，在脫離時(shí)，需要消耗大量的人力物力，因此對(duì)供電生產(chǎn)產(chǎn)生一定影響，并延長(zhǎng)了設(shè)備維修周期。
[0005]綜上所述，對(duì)電網(wǎng)中局部放電現(xiàn)象的檢測(cè)急需一種能夠準(zhǔn)確、快捷的檢測(cè)裝置，此裝置應(yīng)符合日常巡檢中的各種需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種便攜式超聲波在線檢測(cè)局部放電診斷裝置，能夠在線快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)被測(cè)設(shè)備的局部放電現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、運(yùn)用靈活，降低維修檢測(cè)周期、提高工作效率。
[0007]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0008]一種便攜式超聲波在線檢測(cè)局部放電診斷裝置，包括獨(dú)立的第一超聲波檢測(cè)探頭、獨(dú)立的第二超聲波檢測(cè)探頭和獨(dú)立的主機(jī)處理器，第一超聲波檢測(cè)探頭包括兩端開口的擴(kuò)探筒，擴(kuò)探筒的一端為大口徑，另一端為小口徑，擴(kuò)探筒的小口徑端通過(guò)精度調(diào)節(jié)環(huán)連接直筒狀超聲波傳感器前端設(shè)有的連接筒，直筒狀超聲波傳感器外壁上設(shè)有按鈕開關(guān)，直筒狀超聲波傳感器的末端設(shè)有線纜出口 ；第二超聲波檢測(cè)探頭結(jié)構(gòu)與第一超聲波檢測(cè)探頭相同；主機(jī)處理器包括長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)外殼，外殼的正面設(shè)有顯不窗口，外殼的背面設(shè)有插孔，直筒狀超聲波傳感器的末端插入插孔內(nèi)，并且線纜出口配合連接插孔底部設(shè)有的線纜接口，外殼的下表面連接手持部，手持部?jī)?nèi)設(shè)有電池容納腔，手持部的外表面設(shè)有電源插孔；外殼內(nèi)設(shè)有濾波、放大模塊，濾波、放大模塊的信號(hào)輸入端連接超聲波檢測(cè)探頭的信號(hào)輸出端，濾波、放大模塊的信號(hào)輸出端連接數(shù)字電位器的信號(hào)輸入端，數(shù)字電位器的信號(hào)輸出端經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接中央處理器的信號(hào)采集輸入端，中央處理器的信號(hào)輸出端連接顯示模塊和功放模塊的輸入端，功放模塊的輸出端連接耳機(jī)插孔，中央處理器的控制端連接數(shù)字電位器，中央處理器電源端連接電池，電池設(shè)于電池容納腔。
[0009]所述的擴(kuò)探筒的小口徑端外壁上設(shè)有螺紋，精度調(diào)節(jié)環(huán)內(nèi)壁上配合設(shè)有螺紋，連接筒外壁上設(shè)有螺紋，精度調(diào)節(jié)環(huán)兩端分別螺紋連接擴(kuò)探筒的小口徑端和連接筒前端。
[0010]所述的直筒狀超聲波傳感器的外直徑與插孔的直徑相等。
[0011]所述的中央處理器還連接有時(shí)鐘電路和存儲(chǔ)模塊。
[0012]所述的精度調(diào)節(jié)環(huán)上設(shè)有手柄。
[0013]所述的第一超聲波檢測(cè)探頭的檢測(cè)超聲波中心頻率范圍為40KHZ，第二超聲波檢測(cè)探頭的檢測(cè)超聲波中心頻率范圍為10KHz。
[0014]本實(shí)用新型利用第一超聲波檢測(cè)探頭進(jìn)行首次寬范圍檢測(cè)，確定局部放電的大致范圍，再換取第二超聲波檢測(cè)探頭進(jìn)行第二次精確范圍檢測(cè)，每次檢測(cè)需要將檢測(cè)到的信號(hào)發(fā)送給主機(jī)處理器，首先經(jīng)過(guò)濾波、放大電路進(jìn)行采集信號(hào)的除雜及信號(hào)的放大，再將放大后的信號(hào)發(fā)送給數(shù)字電位器，數(shù)字電位器再將信號(hào)發(fā)送給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最終發(fā)送給中央處理器，中央處理器的信號(hào)一方面發(fā)送給顯示模塊進(jìn)行顯示，方便工作人員查看局部放電情況，另一方面經(jīng)過(guò)功放模塊由耳機(jī)釋放；本實(shí)用新型能夠在線快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)被測(cè)設(shè)備的局部放電現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、運(yùn)用靈活，降低維修檢測(cè)周期、提高工作效率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型的第一超聲波檢測(cè)探頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型的主機(jī)處理器電路原理圖；
[0018]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例1的棒板無(wú)局放時(shí)域波形圖；
[0019]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例1的棒板有局放時(shí)域波形圖；
[0020]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例1的棒板無(wú)局放頻域波形圖；
[0021]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例1的棒板有局放頻域波形圖；
[0022]圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例1的棒針無(wú)局放時(shí)域波形圖；
[0023]圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例1的棒針有局放時(shí)域波形圖；
[0024]圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例1的棒針無(wú)局放頻域波形圖；
[0025]圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例1的棒針有局放頻域波形圖；
[0026]圖12為本實(shí)用新型實(shí)施例1的針板無(wú)局放時(shí)域波形圖；
[0027]圖13為本實(shí)用新型實(shí)施例1的針板有局放時(shí)域波形圖；
[0028]圖14為本實(shí)用新型實(shí)施例1的針板無(wú)局放頻域波形圖；
[0029]圖15為本實(shí)用新型實(shí)施例1的針板有局放頻域波形圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]如圖1、2和3所示，本實(shí)用新型包括獨(dú)立的第一超聲波檢測(cè)探頭、獨(dú)立的第二超聲波檢測(cè)探頭和獨(dú)立的主機(jī)處理器，超聲波檢測(cè)探頭與主機(jī)處理器可以抽查拆卸連接，方便操作、攜帶。如圖2所示，第一超聲波檢測(cè)探頭包括兩端開口的擴(kuò)探筒8，擴(kuò)探筒8的一端為大口徑，另一端為小口徑，擴(kuò)探筒8呈喇叭狀，方便尋找超聲波及限定尋找范圍；擴(kuò)探筒8的小口徑端8-2通過(guò)精度調(diào)節(jié)環(huán)9連接直筒狀超聲波傳感器12前端設(shè)有的連接筒11，擴(kuò)探筒8的小口徑端8-2外壁上設(shè)有螺紋，精度調(diào)節(jié)環(huán)9內(nèi)壁上配合設(shè)有螺紋，連接筒11外壁上設(shè)有螺紋，精度調(diào)節(jié)環(huán)9兩端分別螺紋連接擴(kuò)探筒8的小口徑端8-2和連接筒11前端，精度調(diào)節(jié)環(huán)9上設(shè)有手柄10，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄10調(diào)節(jié)檢測(cè)范圍的大小，直筒狀超聲波傳感器12外壁上設(shè)有按鈕開關(guān)13，開關(guān)13用于啟動(dòng)超聲波傳感器，當(dāng)不需要檢測(cè)時(shí)，斷開開關(guān)13，節(jié)省電量，直筒狀超聲波傳感器12的末端設(shè)有線纜出口 14 ;第二超聲波檢測(cè)探頭結(jié)構(gòu)與第一超聲波檢測(cè)探頭相同，但是檢測(cè)超聲波中心頻率不同，第一超聲波檢測(cè)探頭的檢測(cè)超聲波中心頻率范圍為40KHz，第二超聲波檢測(cè)探頭的檢測(cè)超聲波中心頻率范圍為10KHz，第一超聲波檢測(cè)探頭用于寬范圍檢測(cè)，第二超聲波檢測(cè)探頭用于精確檢測(cè)。主機(jī)處理器包括長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)外殼I，外殼I的左端面設(shè)有耳機(jī)插孔7,外殼I的正面設(shè)有顯不窗口 2,外殼I的背面設(shè)有插孔3，直筒狀超聲波傳感器12的末端插入插孔3內(nèi)，并且線纜出口 14配合連接插孔3底部設(shè)有的線纜接口，直筒狀超聲波傳感器12的外直徑與插孔3的直徑相等，夕卜殼I的下表面連接手持部4，手持部4內(nèi)設(shè)有電池容納腔6，手持部4的外表面設(shè)有電源插孔5 ;外殼I內(nèi)設(shè)有濾波、放大模塊，濾波、放大模塊的信號(hào)輸入端連接超聲波檢測(cè)探頭的信號(hào)輸出端，濾波、放大模塊的信號(hào)輸出端連接數(shù)字電位器的信號(hào)輸入端，數(shù)字電位器的信號(hào)輸出端經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接中央處理器的信號(hào)采集輸入端，中央處理器的信號(hào)輸出端連接顯示模塊和功放模塊的輸入端，功放模塊的輸出端連接耳機(jī)插孔7，中央處理器的控制端連接數(shù)字電位器，中央處理器電源端連接電池，電池設(shè)于電池容納腔6內(nèi)，中央處理器還連接有時(shí)鐘電路和存儲(chǔ)模塊。
[0031]下面詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的工作原理:
[0032]大量的實(shí)驗(yàn)研究證明局部放電現(xiàn)象都伴隨著聲發(fā)射現(xiàn)象，分析研究各種放電類型發(fā)現(xiàn)伴隨放電所發(fā)出的超聲波信號(hào)頻率集中在20KHz?40KHz和80KHz?140KHz之間。本實(shí)用新型使用兩種不同型號(hào)超聲波傳感器，分別接收兩種頻段內(nèi)的超聲波信號(hào)，第一次進(jìn)行的是寬范圍的測(cè)量，第一超聲波檢測(cè)探頭的檢測(cè)超聲波中心頻率范圍為40KHz，首先將第一超聲波檢測(cè)探頭的直筒狀超聲波傳感器12的末端插入外殼I背面的插孔3內(nèi)，工作人員拿握手持部4，將擴(kuò)探筒8的大口徑端8-1對(duì)電氣被測(cè)設(shè)備進(jìn)行在線掃描，不需要將被測(cè)設(shè)備脫離原設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，首次掃描，可以大致確定被測(cè)設(shè)備的大范圍內(nèi)有局部放電現(xiàn)象，同時(shí)，可以通過(guò)手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄10調(diào)節(jié)精度調(diào)節(jié)環(huán)9與擴(kuò)探筒8及連接筒11連接的長(zhǎng)度，從而調(diào)節(jié)檢測(cè)范圍的大小。第一超聲波檢測(cè)探頭將檢測(cè)到的超聲波信號(hào)發(fā)送給濾波、放大電路進(jìn)行采集信號(hào)的除雜及信號(hào)的放大，再將放大后的信號(hào)發(fā)送給數(shù)字電位器，數(shù)字電位器再將信號(hào)發(fā)送給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最終發(fā)送給中央處理器進(jìn)行處理、對(duì)比，處理后的信號(hào)一方面發(fā)送給顯示模塊進(jìn)行顯示，方便工作人員查看，另一方面經(jīng)過(guò)功放模塊由耳機(jī)釋放，寬范圍檢測(cè)完畢，工作人員可以大概判斷出局部放電的位置。此時(shí)，將第一超聲波檢測(cè)探頭從插孔3中卸載下來(lái)，再將第二超聲波檢測(cè)探頭按照安裝第一超聲波檢測(cè)探頭的方式插入外殼I的插孔3中，安裝完畢后，對(duì)第一次檢測(cè)的大致范圍進(jìn)行詳細(xì)的掃面，第二超聲波檢測(cè)探頭的檢測(cè)超聲波中心頻率范圍為10KHz,可以精確的檢測(cè)局部放電位直，掃描后將采集的信息發(fā)送給濾波、放大電路進(jìn)行采集信號(hào)的除雜及信號(hào)的放大，再將放大后的信號(hào)發(fā)送給數(shù)字電位器，數(shù)字電位器再將信號(hào)發(fā)送給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最終發(fā)送給中央處理器進(jìn)行時(shí)域和頻域的處理，最后確定超聲波頻率，再將此超聲波頻率的波形發(fā)送給顯示模塊進(jìn)行顯示，方便工作人員查看，另一方面經(jīng)過(guò)功放模塊由耳機(jī)釋放；在中央處理器處理的過(guò)程中，需要對(duì)信息進(jìn)一步確定，此時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器可以篩選有用頻帶的超聲波，再次進(jìn)行顯示和通過(guò)耳機(jī)釋放聲音。時(shí)鐘電路和存儲(chǔ)模塊記錄局部放電的時(shí)刻和檢測(cè)情況，方便后期查看。本實(shí)用新型中所述的中央處理器處理的過(guò)程，在本領(lǐng)域中屬于現(xiàn)有成熟技術(shù)，在此不再贅述。本實(shí)用新型的第一超聲波檢測(cè)探頭采用信號(hào)為KS-A1040H07，第二超聲波檢測(cè)探頭采用信號(hào)為DYA-100-01G。
[0033]由于放電總伴隨著聲發(fā)射現(xiàn)象，根據(jù)不同類型的放電對(duì)應(yīng)的聲發(fā)射信號(hào)也不同，從波形圖中可以判斷出是被測(cè)設(shè)備的哪個(gè)部件放電，實(shí)施例1，如圖4、圖5、圖6、圖7所示，為棒板無(wú)放電、有放電的時(shí)域、頻域波形圖，圖4為無(wú)局放時(shí)域波形圖，圖5為有局放時(shí)域波形圖，圖6為無(wú)局放頻域波形圖，圖7為有局放頻域波形圖，從波形圖可以看出有局放時(shí)的波形及幅值。實(shí)施例2，如圖8、圖9、圖10、圖11所示，為棒針?lè)烹姇r(shí)時(shí)域、頻域波形圖，圖8為無(wú)局放時(shí)域波形圖，圖9為有局放時(shí)域波形圖，圖10為無(wú)局放頻域波形圖，圖11為有局放頻域波形圖。實(shí)施例3，如圖12、圖13、圖14、圖15所示，為針板放電時(shí)時(shí)域、頻域波形圖，圖12為無(wú)局放時(shí)域波形圖，圖13為有局放時(shí)域波形圖，圖14為無(wú)局放頻域波形圖，圖15為有局放頻域波形圖。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式超聲波在線檢測(cè)局部放電診斷裝置，其特征在于:包括獨(dú)立的第一超聲波檢測(cè)探頭、獨(dú)立的第二超聲波檢測(cè)探頭和獨(dú)立的主機(jī)處理器，第一超聲波檢測(cè)探頭包括兩端開口的擴(kuò)探筒，擴(kuò)探筒的一端為大口徑，另一端為小口徑，擴(kuò)探筒的小口徑端通過(guò)精度調(diào)節(jié)環(huán)連接直筒狀超聲波傳感器前端設(shè)有的連接筒，直筒狀超聲波傳感器外壁上設(shè)有按鈕開關(guān)，直筒狀超聲波傳感器的末端設(shè)有線纜出口 ；第二超聲波檢測(cè)探頭結(jié)構(gòu)與第一超聲波檢測(cè)探頭相同；主機(jī)處理器包括長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)外殼，外殼的左端面設(shè)有耳機(jī)插孔，外殼的正面設(shè)有顯示窗口，外殼的背面設(shè)有插孔，直筒狀超聲波傳感器的末端插入插孔內(nèi)，并且線纜出口配合連接插孔底部設(shè)有的線纜接口，外殼的下表面連接手持部，手持部?jī)?nèi)設(shè)有電池容納腔，手持部的外表面設(shè)有電源插孔；外殼內(nèi)設(shè)有濾波、放大模塊，濾波、放大模塊的信號(hào)輸入端連接超聲波檢測(cè)探頭的信號(hào)輸出端，濾波、放大模塊的信號(hào)輸出端連接數(shù)字電位器的信號(hào)輸入端，數(shù)字電位器的信號(hào)輸出端經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接中央處理器的信號(hào)采集輸入端，中央處理器的信號(hào)輸出端連接顯示模塊和功放模塊的輸入端，功放模塊的輸出端連接耳機(jī)插孔，中央處理器的控制端連接數(shù)字電位器，中央處理器電源端連接電池，電池設(shè)于電池容納腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式超聲波在線檢測(cè)局部放電診斷裝置，其特征在于:所述的擴(kuò)探筒的小口徑端外壁上設(shè)有螺紋，精度調(diào)節(jié)環(huán)內(nèi)壁上配合設(shè)有螺紋，連接筒外壁上設(shè)有螺紋，精度調(diào)節(jié)環(huán)兩端分別螺紋連接擴(kuò)探筒的小口徑端和連接筒前端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式超聲波在線檢測(cè)局部放電診斷裝置，其特征在于:所述的直筒狀超聲波傳感器的外直徑與插孔的直徑相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式超聲波在線檢測(cè)局部放電診斷裝置，其特征在于:所述的中央處理器還連接有時(shí)鐘電路和存儲(chǔ)模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式超聲波在線檢測(cè)局部放電診斷裝置，其特征在于:所述的精度調(diào)節(jié)環(huán)上設(shè)有手柄。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的便攜式超聲波在線檢測(cè)局部放電診斷裝置，其特征在于:所述的第一超聲波檢測(cè)探頭的檢測(cè)超聲波中心頻率范圍為40KHz，第二超聲波檢測(cè)探頭的檢測(cè)超聲波中心頻率范圍為10KHz。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK203981822SQ201420219644
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】劉偉, 曹海軍, 蔣俊杰, 康國(guó)慶, 卜祥洲, 曹英帥, 鄭勝利 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)河南省電力公司商丘供電公司, 河南宏博測(cè)控技術(shù)有限公司