用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置及其檢定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于超聲波局部放電傳感器性能的 檢定裝置及其檢定方法，可實現(xiàn)超聲波局部放電傳感器的線性度和穩(wěn)定性的性能檢定。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，各行業(yè)對電網(wǎng)供電的可靠性和穩(wěn)定性的要求越來越 高，電力設(shè)備的停電試驗次數(shù)也將隨之減少，帶電檢測將逐步取代停電試驗，成為獲取電力 設(shè)備狀態(tài)信息的主要手段之一。電力設(shè)備絕緣內(nèi)部發(fā)生局部放電時，同時伴隨產(chǎn)生超聲波 信號。超聲波信號由局部放電源沿著絕緣介質(zhì)和金屬件傳導(dǎo)到電力設(shè)備外殼，并通過介質(zhì) 和縫隙向周圍空氣傳播。通過在電力設(shè)備外殼或設(shè)備附近安裝的超聲波傳感器，可以耦合 到局部放電產(chǎn)生的超聲波信號，進而判斷電力設(shè)備的局部放電情況。超聲波局部放電帶電 檢測作為檢測電氣設(shè)備健康狀況的重要手段，在組合電器（GIS)、變壓器、開關(guān)柜、電力電纜 等電氣設(shè)備故障檢測中發(fā)揮了重要作用，隨著超聲波局部放電檢測的應(yīng)用逐漸增多，超聲 波局部放電傳感器的性能也引起人們的重視。在對電力設(shè)備進行超聲波局部放電檢測時， 測試結(jié)果是否準(zhǔn)確，超聲波局部放電傳感器的性能參數(shù)至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種能夠解決超聲波 傳感器的性能檢定問題、易于實施、能夠滿足超聲波局部放電檢測儀的性能檢定要求、調(diào)頻 調(diào)幅正弦信號發(fā)生器幅值和頻率調(diào)節(jié)方便的用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置 及其檢定方法。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0005] 本發(fā)明提供一種用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置，包括調(diào)頻調(diào)幅正弦 信號發(fā)生器、聲發(fā)射傳感器、試塊、參考傳感器、示波器和信號采集模塊，所述調(diào)頻調(diào)幅正弦 信號發(fā)生器的輸出端和聲發(fā)射傳感器相連，所述聲發(fā)射傳感器設(shè)于試塊的一側(cè)，所述參考 傳感器和被測超聲波局部放電傳感器共同布置于試塊的另一側(cè)，所述參考傳感器的輸出端 和示波器相連，所述被測超聲波局部放電傳感器通過信號采集模塊將檢測到的超聲波信號 輸出。
[0006] 所述聲發(fā)射傳感器和試塊之間設(shè)有耦合劑。
[0007] 所述參考傳感器、被測超聲波局部放電傳感器兩者和試塊之間均有耦合劑。
[0008] 所述聲發(fā)射傳感器和參考傳感器布置于同一條直線上，且所述參考傳感器、被測 超聲波局部放電傳感器對稱布置于試塊的同一側(cè)。
[0009] 所述調(diào)頻調(diào)幅正弦信號發(fā)生器的輸出端通過同軸電纜和聲發(fā)射傳感器相連。
[0010] 所述參考傳感器的輸出端通過同軸電纜和示波器相連。
[0011] 所述試塊為鋼制塊。
[0012] 本發(fā)明還提供一種用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定方法，包括下述線性度 檢定的步驟：
[0013] I. 1)初始化連接前述用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置；
[0014] 1. 2)設(shè)置調(diào)頻調(diào)幅正弦信號發(fā)生器輸出頻率為指定的目標(biāo)設(shè)備頻率f的正弦波 信號，調(diào)節(jié)調(diào)頻調(diào)幅正弦信號發(fā)生器的輸出，使得被測超聲波局部放電傳感器的輸出為被 測超聲波局部放電傳感器的滿量程值A(chǔ)niax，記錄此時示波器顯示的參考傳感器輸出的峰值 電壓Umax;
[0015] 1. 3)針對參數(shù)A初始化設(shè)置一組大于〇且小于1的取值入1;
[0016] 1.4)針對參數(shù)A的每一個取值A(chǔ)1，調(diào)節(jié)調(diào)頻調(diào)幅正弦信號發(fā)生器的輸出，使得 示波器顯示的參考傳感器輸出的電壓為A*U_，記錄被測超聲波局部放電傳感器的輸出值 Ax;并根據(jù)式計算該取值A(chǔ)i對應(yīng)的性度誤差值S1;
[0018] 式（1)中，Si為參數(shù)A的第i個取值A(chǔ)i對應(yīng)的性度誤差值5yAxS參數(shù)入 的第i個取值X1對應(yīng)的被測超聲波局部放電傳感器的輸出值，X,為參數(shù)X的第i個取 值，Amax為被測超聲波局部放電傳感器的滿量程值。
[0019] 優(yōu)選地，超聲波局部放電傳感器檢定方法還包括下述穩(wěn)定性檢定的步驟：
[0020] 2. 1)設(shè)置調(diào)頻調(diào)幅正弦信號發(fā)生器輸出頻率為指定的目標(biāo)設(shè)備頻率f的正弦波 信號，調(diào)節(jié)調(diào)頻調(diào)幅正弦信號發(fā)生器的輸出，使得被測超聲波局部放電傳感器的輸出為初 始幅值；在調(diào)頻調(diào)幅正弦信號發(fā)生器持續(xù)工作指定時長后跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2. 2);
[0021] 2. 2)記錄被測超聲波局部放電傳感器的輸出值；
[0022] 2. 3)將所述初始幅值和記錄的被測超聲波局部放電傳感器的輸出值做差，作為穩(wěn) 定性檢定的結(jié)果輸出。
[0023] 本發(fā)明用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置具有下述優(yōu)點：本發(fā)明包括調(diào) 頻調(diào)幅正弦信號發(fā)生器、聲發(fā)射傳感器、試塊、參考傳感器、示波器和信號采集模塊，采用調(diào) 頻調(diào)幅正弦信號發(fā)生器、聲發(fā)射傳感器作為超聲波信號激勵源，試塊作為超聲波信號傳遞 介質(zhì)，參考傳感器和示波器作為被測超聲波局部放電傳感器接收超聲波信號的參考，通過 信號采集模塊輸出被測超聲波局部放電傳感器的檢測信號，能夠為超聲波局部放電傳感器 的線性度和穩(wěn)定性檢測提供基礎(chǔ)硬件，能夠解決超聲波傳感器的性能檢定問題、易于實施、 能夠滿足超聲波局部放電檢測儀的性能檢定要求、調(diào)頻調(diào)幅正弦信號發(fā)生器幅值和頻率調(diào) 節(jié)方便。
[0024] 本發(fā)明用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置的檢定方法為本發(fā)明用于超 聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置的應(yīng)用方法，基于本發(fā)明用于超聲波局部放電傳感器 性能的檢定裝置來對超聲波局部放電傳感器進行線性度檢定，進一步還可對超聲波局部放 電傳感器進行穩(wěn)定性檢定。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明實施例裝置的框架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖2為本發(fā)明實施例裝置的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖3為本發(fā)明實施例方法進行線性度檢定的基本流程圖。
[0028] 圖例說明：1、調(diào)頻調(diào)幅正弦信號發(fā)生器；2、聲發(fā)射傳感器；3、試塊；4、參考傳感 器；5、不波器；6、信號米集模塊；7、超聲波局部放電傳感器。
【具體實施方式】
[0029] 如圖1和圖2所示，本實施例用于超聲波局部放電傳感器性能的檢定裝置包括調(diào) 頻調(diào)幅正弦信號發(fā)生器1、聲發(fā)射傳感器2、試塊3、參考傳感器4、示波器5和信號采集模塊 6,調(diào)頻調(diào)幅正弦信號發(fā)生器1的輸出端和聲發(fā)射傳感器2相連，聲發(fā)射傳感器2設(shè)于試塊 3的一側(cè)，參考傳感器4和被測超聲波局部放電傳感器7共同布置于試塊3的另一側(cè)，參考 傳感器4的輸出端和示波器5相連，被測超聲波局部放電傳感器7通過信號采集模塊6將 檢測到的超聲波信號輸出。調(diào)頻調(diào)幅正弦信號發(fā)生器1主要用于提供信號源（或激勵源）， 可提供幅值為〇~10V、頻率為0~IOMHz的電流，本實施例中調(diào)頻調(diào)幅正弦信號發(fā)生器1 具體采用北京譜源精電科技有限公司生產(chǎn)的DG4102信號發(fā)生器，在工作狀態(tài)下調(diào)頻調(diào)幅 正弦信號發(fā)生器1通過聲發(fā)射傳感器2產(chǎn)生將電信號轉(zhuǎn)化為超聲波信號，并向試塊3傳輸， 以檢定被測超聲波傳感器7的線性度和穩(wěn)定性。聲發(fā)射傳感器2用于將電信號轉(zhuǎn)化為頻率 大于20kHz的超聲波信號。試塊3用于作為超聲波信號的傳播介質(zhì)，超聲波信號可在試塊3 內(nèi)傳播，并被下一級超聲波傳感器（參考傳感器4和被測超聲波局部放電傳感器7所接收。 參考傳感器4用于將超聲波信號轉(zhuǎn)化為電信號，并被示波器5所接收，用于SF6設(shè)備局部放 電超聲波檢測的超聲波信號頻率f為20kHz~80kHz，用于充油設(shè)備局部放電超聲波檢測的 超聲波信號頻率f為80kHz~200kHz。示波器5用于顯示參考傳感器4輸出的電壓。信號 采集模塊6用于將被測超聲波局部放電傳感器7的電信號進行調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換后輸出給上 位機或者處理器，以便上位機或者處理器對信號進行處理。被測超聲波局部放電傳感器7 同樣也會將超聲波信號轉(zhuǎn)化為電信號，并通過信號采集模塊6將信號輸出（輸出給上位機 或者處理器），同樣地，用于SF6S備局部放電超聲波檢測的超聲波信號頻率f為20kHz~ 80kHz，用于充油設(shè)備局部放電超聲波檢測的超聲波信號頻率f為80kHz~200kHz。
[0030] 本實施例中，聲發(fā)射傳感器2和試塊3之間設(shè)有耦合劑，耦合劑能夠排除聲發(fā)射傳 感器2和試塊3之間的空氣間隙，使得聲發(fā)射傳感器2和試塊3之間的超聲波信號傳遞更 保真。
[0031] 本實施例中，參考傳感器4、被測超聲波局部放電傳感器7兩者和試塊3之間均有 耦合劑，耦合劑能夠排除參考傳感器4、被測超聲波局部放電傳感器7兩者和試塊3之間的 空氣間隙，使得參考傳感器4、被測超聲波局部放電傳感器7兩者和試塊3之間的超聲波信 號傳遞更保真。
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