侵入式变压器油中局部放电特高频超声波检测方法及系统与流程

本发明涉及一种变压器局部放电检测技术，尤其是涉及一种侵入式变压器油中局部放电特高频超声波检测方法及系统。

背景技术：

目前超声波(声发射)测量主要传感器是压电式声传感器，应用时将传感器固定在变压器壳体之外。此种测量方法不但存在信号的电磁干扰问题，同时也有声波沿变压器壳体传播影响定位的问题。侵入式特高频局部放电监测在灵敏度、抗干扰等方面具有很大优势，但仅存单一性质信号源的判据往往使得检测人员或运行人员对是否存在局部放电存在较大疑惑，不敢轻易下结论。如果将超声波传感器设计成侵入式，利用变压器油介质传递局部放电超声波信号，将大大降低电磁干扰问题和声波沿变压器壳体传播影响定位的问题。特高频、超声波局部放电信号检测的相互佐证(声-电联合)已在目前在线监测、带电检测中广泛使用，但均是两套系统，或者两个独立的传感器，联合使用时效率低、信号分析时需人为介入判断。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种侵入式变压器油中局部放电特高频超声波检测方法及系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种侵入式变压器油中局部放电特高频超声波检测方法，包括：

设计成一体化的具备同时测量特高频、超声波脉冲信号的局部放电传感器，通过变压器壳体上的放油阀，深入变压器箱体内的变压器油中；

基于控制和显示装置，利用双通道数据采集、滤波和放大，对变压器油中局部放电特高频、超声波脉冲信号的进行检测。

该方法具体为：

步骤1，基于微机电设计和加工技术，将局部放电特高频、超声波信号测量模块封装成一体化传感器；

步骤2，将一体化传感器利用变压器壳体上的放油阀进行安装，深入于变压器油内；

步骤3，对局部放电特高频、超声波信号进行滤波和放大；

步骤4，利用双通道数据采集装置对局部放电特高频、超声波信号进行采集、存储和传输；

步骤5，局部放电特高频、超声波信号显示和对比分析。

一种侵入式变压器油中局部放电特高频超声波检测系统，包括侵入式一体化传感器封装外壳模块、局部放电特高频传感器模块、局部放电超声波传感器模块、双通道同轴电缆模块、信号滤波和放大模块、双通道采集装置模块、以及控制与显示装置模块；

所述的侵入式一体化传感器封装外壳模块利用微机电设计和加工技术将局部放电特高频传感器模块和局部放电超声波传感器模块封装在一起，形成了一体化的具备同时测量特高频、超声波脉冲信号的局部放电传感器；

所述的侵入式一体化传感器封装外壳模块通过双通道同轴电缆模块连接于信号滤波和放大模块；

所述的双通道采集装置模块采集经过滤波和放大后的局部放电特高频、超声波双通道信号，将数据送入控制与显示装置模块进行显示。

所述的侵入式一体化传感器封装外壳模块通过变压器壳体模块上的变压器放油阀模块进行安装。

所述的侵入式一体化传感器封装外壳模块按照电场计算要求深入于变压器油模块中，与变压器壳体模块形成设定距离L。

所述的控制与显示装置模块通过数据线对双通道采集装置模块和信号滤波和放大模块模块进行参数设置。

与现有技术相比，本发明从实际应用出发，客服现有局部放电特高频、超声波信号检测传感器相互独立使用存在的缺点，提出一种侵入式变压器油中局部放电特高频、超声波信号检测方法。即使用微机电设计和加工技术，改变现有的侵入式特高频局部放电传感器结构，设计成一体化的具备同时测量特高频、超声波脉冲信号的局部放电传感器，再利用双通道数据采集装置，通过滤波和放大器模块，形成一种能够同时测量变压器油中局部放电特高频、超声波脉冲信号的检测方法。且具有简单、实用、降低电磁干扰、能够克服声波沿变压器壳体传播影响定位的问题等优点，用于分析变压器内部局部放电信号和定位。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的系统方框示意图。

图2为本发明一较佳实施例的方法流程图。

图3为本发明一较佳实施例的得到的放电脉冲示意图。

其中10为变压器壳体模块、11为变压器放油阀模块、12为变压器油模块、13为侵入式一体化传感器封装外壳模块、14为局部放电特高频传感器模块、15为局部放电超声波传感器模块、16为双通道同轴电缆模块、17为信号滤波和放大模块、18为双通道采集装置模块、19为控制与显示装置模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

本发明的具体结果可参照附图，图1是本发明一较佳实施例的侵入式变压器油中局部放电特高频、超声波信号检测方法的主要模块方框图。如图1所示，该侵入式变压器油中局部放电特高频、超声波信号检测系统至少包括：变压器壳体模块10、变压器放油阀模块11、变压器油模块12、侵入式一体化传感器封装外壳模块13、局部放电特高频传感器模块14、局部放电超声波传感器模块15、双通道同轴电缆模块16、信号滤波和放大模块17、双通道采集装置模块18和控制与显示装置模块19。

模块之间联接关系：侵入式一体化传感器封装外壳模块13利用微机电设计和加工技术将局部放电特高频传感器模块14和局部放电超声波传感器模块15封装在一起，形成了一体化的具备同时测量特高频、超声波脉冲信号的局部放电传感器；侵入式一体化传感器封装外壳模块13基于变压器壳体模块10上的变压器放油阀模块11进行安装，安装时由于工艺的设计和尺寸的配合，可以实现不漏油安装，此外，为确保传感器的测量精度，侵入式一体化传感器封装外壳模块13按照电场计算要求深入于变压器油模块12中，与变压器壳体模块10形成一定距离L；侵入式一体化传感器封装外壳模块13通过双通道同轴电缆模块16连接于信号滤波和放大模块17；双通道采集装置模块18采集经过滤波和放大后的局部放电特高频、超声波双通道信号，将数据送入控制与显示装置模块19进行显示，供技术人员分析；控制与显示装置模块19可以通过数据线对双通道采集装置模块18和信号滤波和放大模块模块17进行参数设置。

本发明提供了提供一种侵入式变压器油中局部放电特高频、超声波信号检测方法，使用微机电设计和加工技术，改变现有的侵入式特高频局部放电传感器结构，设计成一体化的具备同时测量特高频、超声波脉冲信号的局部放电传感器，通过变压器壳体上的放油阀，深入变压器箱体内的变压器油中。基于控制和显示装置，利用双通道数据采集和滤波和放大器模块，形成一种能够同时测量变压器油中局部放电特高频、超声波脉冲信号的检测方法。

本发明提供了一种基于侵入式传感器，同时测量变压器油中局部放电特高频、超声波脉冲信号的检测方法。

本发明提供了一种比传统局部放电超声波信号检测更加有效的方法，其不但解决了电磁干扰问题，同时也避免了原超声波沿变压器壳体传播影响定位的问题。

本发明提供了一种新型的局部放电信号特高频、超声波检测相互佐证(声-电联合)分析方法。

本发明的上述技术问题主要是通过以下技术方案的得以解决的：

如图2所示，一种侵入式变压器油中局部放电特高频、超声波信号检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，基于微机电设计和加工技术，将局部放电特高频、超声波信号测量模块封装成一体化传感器；

步骤2，将一体化传感器利用变压器壳体上的放油阀进行安装，深入于变压器油内；

步骤3，局部放电特高频、超声波信号滤波和放大；

步骤4，利用双通道数据采集装置对局部放电特高频、超声波信号进行采集、存储和传输；

步骤5，局部放电特高频、超声波信号显示和对比分析。

侵入式变压器油中局部放电特高频、超声波信号检测方法形成的实物装置。其中，涉及的传感器、滤波和放大、数据采集的参数分别如下定义：

(1)特高频模块

检测频带：300MHz～1500MHz；

检测通道：1CH；

滤波带宽：500MHz～1500MHz；

动态范围：-80～15dBm；

采样率：3GS/s；

(2)超声波模块

检测频带：10kHz～2MHz；

检测通道：1CH；

滤波带宽：20kHz～200kHz；

灵敏度：≤3dB；

采样率：2MS/s；

(3)显示和分析

显示：放电幅值、频率、相位、波形，以及PRPD谱图；

分析：信号趋势分析、模式识别等。

一种侵入式变压器油中局部放电特高频、超声波信号检测方法用于得到的局部放电特高频、超声波单个脉冲示例如图3所示。

就1)一体化传感器设计和加工定义和2)信号采集方式，二个环节做以下说明：

1)一体化传感器设计和加工定义

本发明采用基于微机电设计和加工技术，将局部放电特高频、超声波信号测量模块封装成一体化传感器，也可以采用其他设计或加工方法。

2)信号采集方式

图2中描述的双通道数据采集装置对局部放电特高频、超声波信号进行采集、存储和传输，也可以利用多通道采集实现，或分布式采集方式实现监测网络。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。