超聲定位丈量技能是80年代開(kāi)端發(fā)展，90年代趨于老練的，使用于勘探電氣設(shè)備絕緣體系中的缺點(diǎn)和故障方位，尤其是用來(lái)勘探大型高壓、超高壓電力變壓器內(nèi)部分放電量超支時(shí)所存在的制作缺點(diǎn)方位。經(jīng)過(guò)幾十臺(tái)變壓器超聲定位丈量證明，超聲定位丈量技能較傳統(tǒng)的電氣丈量技能表現(xiàn)出較大的*性和實(shí)用價(jià)值?？墒?，在實(shí)際測(cè)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槌暥ㄎ徽闪考寄苡|及的常識(shí)面廣，具有必定的深度，因而，把握超聲定位丈量技能具有較大的難度。以勘探變壓器制作缺點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)為根底，得出超聲定位丈量成果的可靠性與對(duì)該體系測(cè)驗(yàn)技能的把握程度有關(guān)，引薦運(yùn)用部分放電超聲定位體系。
1探頭的使用與裝置
1.1探頭的作業(yè)頻帶挑選
(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)，作業(yè)頻帶規(guī)模應(yīng)大于80kHz；
(2)當(dāng)被試品為充氣式電氣設(shè)備時(shí)，作業(yè)頻帶規(guī)模應(yīng)大于4kHz。
1.2探頭的裝置辦法
探頭是磁浮式的，能夠確保其傳感器牢固地吸附在鐵制的油箱壁外表。因?yàn)槌曅盘?hào)在空氣中傳達(dá)時(shí)衰減很大，探頭的傳感器平面與油箱外表要以約0.5mm厚的黃油為前言吸合，同時(shí)裝置探頭的油箱外表有必要滑潤(rùn)清潔。
1.3探頭的裝置方位
因探頭的丈量角度規(guī)模有限，只能確保對(duì)與探頭地點(diǎn)平面成30°～150°角規(guī)模之內(nèi)的部分放電源進(jìn)行有用丈量，所以在進(jìn)行變壓器部分放電定位丈量時(shí)，對(duì)安置的所有探頭有必要確保部分放電源在其丈量規(guī)模之內(nèi)。
2聲電信號(hào)的同步性
電力變壓器內(nèi)發(fā)作的部分放電，往往不是由一個(gè)放電源發(fā)作。在進(jìn)行超聲定位丈量時(shí)，體系作業(yè)的觸發(fā)信號(hào)是經(jīng)過(guò)檢測(cè)阻抗取自變壓器套管末屏上的電信號(hào)，而定位丈量的超聲信號(hào)則來(lái)自安放在變壓器油箱外表的探頭。因?yàn)槁曤娦盘?hào)獲得的途徑和辦法不同，可能呈現(xiàn)各自所獲得的大信號(hào)不是由同一個(gè)部分放電源所發(fā)作。所以，在進(jìn)行定位丈量之前，有必要對(duì)進(jìn)入定位體系的聲、電信號(hào)經(jīng)過(guò)尋覓、挑選、判斷，然后確保兩者測(cè)得的放電信號(hào)為同一放電源所發(fā)作。這一點(diǎn)在很大程度上決議了定位丈量成果的性。在某些狀況下，如部分放電源坐落變壓器的組件如套管、瓷套式互感器時(shí)，往往超出了探頭的丈量規(guī)模，這樣測(cè)得的電信號(hào)與超聲信號(hào)不能同步，此種狀況可另當(dāng)別論。
3丈量成果的性
進(jìn)行定位丈量時(shí)需求4個(gè)探頭丈量超聲信號(hào)。一般選用3個(gè)丈量探頭所測(cè)得放電源與探頭之間的間隔s1、s2、s3，只能求得僅有的一組部分放電源的空間坐標(biāo)(x1、y1、z1)。為了驗(yàn)證丈量成果的性，常選用4個(gè)探頭丈量。這樣對(duì)于同一放電源則得到4個(gè)間隔數(shù)據(jù)s1、s2、s3、s4，由此可得兩組以上關(guān)于求解部分放電源方位坐標(biāo)的方程組。經(jīng)過(guò)比照兩組方程組的解，能夠發(fā)現(xiàn)其一般遵從著這樣一個(gè)規(guī)律：兩組方程的解持平或近似持平時(shí)，定位丈量成果的度高。
4超聲信號(hào)的波形質(zhì)量
探頭丈量的超聲信號(hào)經(jīng)過(guò)超聲定位體系傳輸處理，終究經(jīng)過(guò)顯現(xiàn)器顯現(xiàn)的波形，應(yīng)該契合必定的要求，即：
(1)4個(gè)超聲信號(hào)均與觸發(fā)體系作業(yè)的電信號(hào)同步。
(2)信噪比顯著，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)一呈現(xiàn)要抵達(dá)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)抵達(dá)限幅的高度。
(3)合理挑選記載字的速度，在確保4個(gè)超聲信號(hào)均顯現(xiàn)出的條件下，使得超聲信號(hào)呈現(xiàn)在2/3幅寬的方位鄰近。
(4)當(dāng)丈量體系的掃描速度必守時(shí)，超聲信號(hào)在屏幕上呈現(xiàn)的幾許方位一致性要好。在測(cè)驗(yàn)過(guò)程中，可能存在變壓器內(nèi)偶然發(fā)作的氣泡放電信號(hào)較快地抵達(dá)某一探頭，導(dǎo)致某一超聲信號(hào)的幾許方位發(fā)作超凡變化，對(duì)此種狀況有必要進(jìn)行剖析予以掃除。
5丈量成果剖析
5.1丈量波形及數(shù)據(jù)處理
本超聲定位體系進(jìn)行某次丈量的波形圖如圖2所示，圖中顯現(xiàn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)為當(dāng)次丈量的核算成果。圖2中，從左面0方位起到超聲信號(hào)限幅方位的間隔，反映了觸發(fā)體系作業(yè)的電信號(hào)與超聲信號(hào)抵達(dá)丈量體系的時(shí)刻差，決議了試品內(nèi)部分放電源到丈量探頭的間隔，其中，疏忽了電信號(hào)到丈量體系的傳達(dá)時(shí)刻。依據(jù)波形圖中顯現(xiàn)的各個(gè)探頭丈量的波形方位所決議的字長(zhǎng)，如圖2中探頭丈量的波形方位決議的字長(zhǎng)為5816，則得出探頭裝置方位距部分放電源的間隔為：
s1=5816×0.2×1.4=1628.5mm
式中，0.2為每字的記載時(shí)刻，單位為μs；1.4為超聲波在變壓器油中的傳達(dá)速度，單位為mm/μs。
圖2超聲定位丈量波形圖
為了進(jìn)步超聲定位丈量體系的性，對(duì)一臺(tái)試品的超聲定位丈量，接連丈量500次，并選用本體系專門規(guī)劃的處理程序，舍去500次中丈量無(wú)效的次數(shù)，進(jìn)行算術(shù)平均，得出終究丈量成果。
5.2丈量差錯(cuò)
造成本體系丈量差錯(cuò)的主要要素有三個(gè)方面：
(1)超聲波在變壓器油中的傳達(dá)速度1.4mm/μs是經(jīng)歷數(shù)據(jù)，以為超聲信號(hào)穿過(guò)繞組、絕緣、變壓器油的傳達(dá)速度近似相同。
(2)4個(gè)定位探頭的裝置方位是否成矩形，所成矩形的邊長(zhǎng)丈量值是否，對(duì)核算部分放電源方位的坐標(biāo)數(shù)據(jù)有直接影響。
(3)在500次丈量過(guò)程中，偶然會(huì)呈現(xiàn)攪擾，使得超聲信號(hào)波形呈現(xiàn)的時(shí)刻提前。一般說(shuō)，考慮到上述要素的影響，測(cè)定部分放電源方位的坐標(biāo)精度為±50mm以內(nèi)。
5.3丈量成果剖析
從實(shí)際問(wèn)題考慮，如能將變壓器內(nèi)部分放電源的方位坐標(biāo)差錯(cuò)斷定為±50mm以內(nèi)，查找部分放電源是比較簡(jiǎn)單處理的。另一方面，為了更地?cái)喽ú糠址烹娫吹姆轿?，?00次丈量過(guò)程中，經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀察每次的丈量數(shù)據(jù)與波形，找出數(shù)據(jù)呈現(xiàn)幾率較大的數(shù)據(jù)群與終究的丈量成果比較，對(duì)斷定部分放電源的坐標(biāo)差錯(cuò)方向具有實(shí)際意義。
