一種便攜式超聲波在線檢測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局部放電診斷裝置，包括獨(dú)立的第一超聲波檢測探頭、獨(dú)立的第二超聲波檢測探頭和獨(dú)立的主機(jī)處理器，第一超聲波檢測探頭進(jìn)行首次寬范圍檢測，確定局部放電的大致范圍，再換取第二超聲波檢測探頭進(jìn)行第二次精確范圍檢測，每次檢測需要將檢測到的信號發(fā)送給主機(jī)處理器，首先經(jīng)過濾波、放大電路進(jìn)行采集信號的除雜及信號的放大，再將放大后的信號發(fā)送給數(shù)字電位器，數(shù)字電位器再將信號發(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)過功放模塊由耳機(jī)釋放。
【專利說明】一種便攜式超聲波在線檢測局部放電診斷裝置

【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【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局部放電來進(jìn)行分析、評價(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、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]局部放電的檢測方法主要是脈沖電流檢測法脈沖電流法。該方法可以分別測得放電量、放電重復(fù)率以及平均電流、放電能量等多種局放特征量。其基本原理是通過檢測阻抗來檢測局部放電引起的脈沖電流，從而獲得局部放電的信息。按測試回路的不同，脈沖電流法又可分為“直測法”和“平衡法”兩種。直測法直接測量局部放電所產(chǎn)生的脈沖電流在檢測阻抗兩端響應(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試回路，主要是為了增強(qiáng)抗外來干擾的能力?？偟恼f來，脈沖電流法易受現(xiàn)場電磁干擾的影響，局部放電脈沖信號提取困難，在檢測時(shí)，需要將被測設(shè)備從電網(wǎng)中脫離出來，由于被測設(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，因此對供電生產(chǎn)產(chǎn)生一定影響，并延長了設(shè)備維修周期。
[0005]綜上所述，對電網(wǎng)中局部放電現(xiàn)象的檢測急需一種能夠準(zhǔn)確、快捷的檢測裝置，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局部放電診斷裝置，能夠在線快速、準(zhǔn)確的檢測被測設(shè)備的局部放電現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、運(yùn)用靈活，降低維修檢測周期、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局部放電診斷裝置，包括獨(dú)立的第一超聲波檢測探頭、獨(dú)立的第二超聲波檢測探頭和獨(dú)立的主機(jī)處理器，第一超聲波檢測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 ；第二超聲波檢測探頭結(jié)構(gòu)與第一超聲波檢測探頭相同；主機(jī)處理器包括長方體結(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，手持部內(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、放大模塊的信號輸入端連接超聲波檢測探頭的信號輸出端，濾波、放大模塊的信號輸出端連接數(shù)字電位器的信號輸入端，數(shù)字電位器的信號輸出端經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接中央處理器的信號采集輸入端，中央處理器的信號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探頭的檢測超聲波中心頻率范圍為40KHZ，第二超聲波檢測探頭的檢測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探頭進(jìn)行首次寬范圍檢測，確定局部放電的大致范圍，再換取第二超聲波檢測探頭進(jìn)行第二次精確范圍檢測，每次檢測需要將檢測到的信號發(fā)送給主機(jī)處理器，首先經(jīng)過濾波、放大電路進(jìn)行采集信號的除雜及信號的放大，再將放大后的信號發(fā)送給數(shù)字電位器，數(shù)字電位器再將信號發(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)確的檢測被測設(shè)備的局部放電現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、運(yùn)用靈活，降低維修檢測周期、提高工作效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[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探頭、獨(dú)立的第二超聲波檢測探頭和獨(dú)立的主機(jī)處理器，超聲波檢測探頭與主機(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，通過轉(zhuǎn)動手柄10調(diào)節(jié)檢測范圍的大小，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用于啟動超聲波傳感器，當(dāng)不需要檢測時(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 ;第二超聲波檢測探頭結(jié)構(gòu)與第一超聲波檢測探頭相同，但是檢測超聲波中心頻率不同，第一超聲波檢測探頭的檢測超聲波中心頻率范圍為40KHz，第二超聲波檢測探頭的檢測超聲波中心頻率范圍為10KHz，第一超聲波檢測探頭用于寬范圍檢測，第二超聲波檢測探頭用于精確檢測。主機(jī)處理器包括長方體結(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、放大模塊的信號輸入端連接超聲波檢測探頭的信號輸出端，濾波、放大模塊的信號輸出端連接數(shù)字電位器的信號輸入端，數(shù)字電位器的信號輸出端經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接中央處理器的信號采集輸入端，中央處理器的信號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)鐘電路和存儲模塊。
[0031]下面詳細(xì)說明本實(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超聲波傳感器，分別接收兩種頻段內(nèi)的超聲波信號，第一次進(jìn)行的是寬范圍的測量，第一超聲波檢測探頭的檢測超聲波中心頻率范圍為40KHz，首先將第一超聲波檢測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對電氣被測設(shè)備進(jìn)行在線掃描，不需要將被測設(shè)備脫離原設(shè)備進(jìn)行檢測，首次掃描，可以大致確定被測設(shè)備的大范圍內(nèi)有局部放電現(xiàn)象，同時(shí)，可以通過手動轉(zhuǎn)動手柄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連接的長度，從而調(diào)節(jié)檢測范圍的大小。第一超聲波檢測探頭將檢測到的超聲波信號發(fā)送給濾波、放大電路進(jìn)行采集信號的除雜及信號的放大，再將放大后的信號發(fā)送給數(shù)字電位器，數(shù)字電位器再將信號發(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、對比，處理后的信號一方面發(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)過功放模塊由耳機(jī)釋放，寬范圍檢測完畢，工作人員可以大概判斷出局部放電的位置。此時(shí)，將第一超聲波檢測探頭從插孔3中卸載下來，再將第二超聲波檢測探頭按照安裝第一超聲波檢測探頭的方式插入外殼I的插孔3中，安裝完畢后，對第一次檢測的大致范圍進(jìn)行詳細(xì)的掃面，第二超聲波檢測探頭的檢測超聲波中心頻率范圍為10KHz,可以精確的檢測局部放電位直，掃描后將采集的信息發(fā)送給濾波、放大電路進(jìn)行采集信號的除雜及信號的放大，再將放大后的信號發(fā)送給數(shù)字電位器，數(shù)字電位器再將信號發(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)過功放模塊由耳機(jī)釋放；在中央處理器處理的過程中，需要對信息進(jìn)一步確定，此時(shí)，通過調(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)行顯示和通過耳機(jī)釋放聲音。時(shí)鐘電路和存儲模塊記錄局部放電的時(shí)刻和檢測情況，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探頭采用信號為KS-A1040H07，第二超聲波檢測探頭采用信號為DYA-100-01G。
[0033]由于放電總伴隨著聲發(fā)射現(xiàn)象，根據(jù)不同類型的放電對應(yīng)的聲發(fā)射信號也不同，從波形圖中可以判斷出是被測設(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，為棒板無放電、有放電的時(shí)域、頻域波形圖，圖4為無局放時(shí)域波形圖，圖5為有局放時(shí)域波形圖，圖6為無局放頻域波形圖，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，為棒針放電時(shí)時(shí)域、頻域波形圖，圖8為無局放時(shí)域波形圖，圖9為有局放時(shí)域波形圖，圖10為無局放頻域波形圖，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為無局放時(shí)域波形圖，圖13為有局放時(shí)域波形圖，圖14為無局放頻域波形圖，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探頭、獨(dú)立的第二超聲波檢測探頭和獨(dú)立的主機(jī)處理器，第一超聲波檢測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 ；第二超聲波檢測探頭結(jié)構(gòu)與第一超聲波檢測探頭相同；主機(jī)處理器包括長方體結(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，手持部內(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、放大模塊的信號輸入端連接超聲波檢測探頭的信號輸出端，濾波、放大模塊的信號輸出端連接數(shù)字電位器的信號輸入端，數(shù)字電位器的信號輸出端經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接中央處理器的信號采集輸入端，中央處理器的信號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局部放電診斷裝置，其特征在于:所述的第一超聲波檢測探頭的檢測超聲波中心頻率范圍為40KHz，第二超聲波檢測探頭的檢測超聲波中心頻率范圍為10KHz。
【文檔編號】G01R31/12GK203981822SQ201420219644
【公開日】2014年12月3日 申請日期: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, 康國慶, 卜祥洲, 曹英帥, 鄭勝利 申請人:國網(wǎng)河南省電力公司商丘供電公司, 河南宏博測控技術(shù)有限公司