基于声耦合环形结构的变压器局部放电检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于声耦合环形结构的变压器局部放电检测方法及装置，包括：通过声耦合环形结构的环形金属片和环形金属棒，接收由变压器发送的第一超声信号，并对第一超声信号进行频率分离，以获得多个与频率一一对应的第二超声信号，将各第二超声信号传导至声耦合环形结构的传感光纤；利用传感光纤，接收由激光器发出的传感激光，以使传感激光和各第二超声信号进行耦合，并产生各第二超声信号对应的背向散射光信号；将背向散射光信号传导至超声测量系统，并检测得到变压器的局部放电故障类型。在将超声信号传导至超声测量系统之前，本发明专利技术通过环形金属片和环形金属棒，将变压器的第一超声信号分离为多个不同频率的第二超声信号，以提升检测效率。以提升检测效率。以提升检测效率。

【技术实现步骤摘要】
基于声耦合环形结构的变压器局部放电检测方法及装置


[0001]本专利技术涉及局部放电检测
，尤其涉及一种基于声耦合环形结构的变压器局部放电检测方法及装置。

技术介绍

[0002]变压器的套管出线部位具有电荷密度大、出线结构复杂的特点，此位置容易出现局部放电故障，对变压器本体和套管的绝缘造成损害，因此开展变压器出线部位的局部放电检测尤为重要。
[0003]目前，局部放电故障类型的检测方法主要有基于脉冲电流、基于超声传感器和基于光纤法的检测方法，并基于各种局部放电故障建立特征数据库，以对比分析得到局部放电PRPD谱图、N－V谱图特征，从而实现局部放电故障类型的判别。然而，基于脉冲电流等电学局部放电故障类型检测方法容易受到外部电磁环境干扰，影响测量结果准确性，信噪比较低。而基于光纤法的局部放电故障检测方法，受限于传感器封装结构、谐振频率等因素影响，光纤超声传感器测量频带有限，且变压器出线部位局部放电所产生的超声信号能量小，经折反射传播衰减后信号微弱，无法准确检测其局部放电情况。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种基于声耦合环形结构的变压器局部放电检测方法及装置，在变压器发出第一超声信号时，简化频率分离流程，以提升变压器局部放电故障类型的检测效率。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种基于声耦合环形结构的变压器局部放电检测方法，包括：
[0006]通过声耦合环形结构的环形金属片和环形金属棒，接收由变压器发送的第一超声信号，并对所述第一超声信号进行频率分离处理，以获得多个频率对应的第二超声信号，然后将各所述第二超声信号传导至所述声耦合环形结构的传感光纤；其中，所述第二超声信号与所述频率一一对应；
[0007]利用所述传感光纤，接收各所述第二超声信号和由激光器发出的传感激光，以使所述传感激光和各所述第二超声信号进行耦合，并产生各所述第二超声信号对应的背向散射光信号；
[0008]将所有所述背向散射光信号传导至超声测量系统，并实时检测得到所述变压器的局部放电故障类型。
[0009]实施本专利技术实施例，通过声耦合环形结构的环形金属片和环形金属棒，将变压器发送的第一超声信号中不同频率的局部放电超声信号分开，以获得多个频率对应的第二超声信号，使得高频的第二超声信号分布于声耦合环形结构的内壁上部、低频的第二超信号分布于声耦合环形结构的内壁下部，并且无需通过额外的软件算法对传导至超声测量系统的信号进行频率分离，从而提升整体的检测效率。
[0010]作为优选方案，所述通过声耦合环形结构的环形金属片和环形金属棒，接收由变压器发送的第一超声信号，并对所述第一超声信号进行频率分离处理，以获得多个频率对应的第二超声信号，然后将各所述第二超声信号传导至所述声耦合环形结构的传感光纤，具体为：
[0011]通过所述声耦合环形结构的所述环形金属片和多个所述环形金属棒，接收经所述声耦合环形结构的磁吸底座传导的所述第一超声信号；其中，所述第一超声信号是在所述变压器的内部发生局部放电时由所述变压器向所述声耦合环形结构发送的，所述环形金属片粘贴于所述磁吸底座的上表面和主体声聚焦结构的下表面之间，各所述环形金属棒按照预设间距内嵌于所述主体声聚焦结构的内部，所述声耦合环形结构贴附于所述变压器的变压器升高座，所述磁吸底座是由磁吸底座外壳、以及内嵌于所述磁吸底座外壳的凹槽处的钕磁铁构成的；
[0012]通过所述环形金属片和所述环形金属棒，对所述第一超声信号进行频率分离处理，以获得多个频率对应的第二超声信号，并将各所述第二超声信号传导至所述声耦合环形结构的内表面，以实现将各所述第二超声信号传导至粘贴于所述声耦合环形结构的内表面的所述传感光纤。
[0013]实施本专利技术实施例的优选方案，通过在主体声聚焦结构的内部按照预设间距布置环形金属棒，并在磁吸底座的上表面和主体声聚焦结构的下表面之间贴附一层环形金属片，以实现光纤超声传感的宽频增敏，从而拓宽对变压器局部放电故障类型的检测频带。
[0014]作为优选方案，所述将所有所述背向散射光信号传导至超声测量系统，并实时检测得到所述变压器的局部放电故障类型，具体为：
[0015]使用铠装光缆，对所述传感光纤的始端进行加固处理，并将所有所述背向散射光信号经加固后的所述传感光纤的始端传导至超声测量系统；
[0016]通过所述超声测量系统，提取得到对应的局部放电频谱特征，并结合特征数据库，对所述局部放电频谱特征进行检测，以获得所述变压器的局部放电故障类型；
[0017]其中，所述特征数据库包括若干种变压器局部放电故障类型对应的超声频率分布结果。
[0018]实施本专利技术实施例的优选方案，通过声耦合环形结构和超声测量系统，实现第一超声信号的频率分解和局部放电频谱特征的提取，而无需在计算机等服务端再进行特征提取，以提升局部放电故障类型的检测速率，并且，通过设置铠装光缆，能够防止此段光纤长时间暴露在外部环境中而发生损坏。
[0019]作为优选方案，所述的一种基于声耦合环形结构的变压器局部放电检测方法，还包括：
[0020]通过信号传输系统，将所述局部放电频谱特征和所述局部放电故障类型实时传输至服务端，并控制所述服务端，实时读取并显示所述局部放电频谱特征和所述局部放电故障类型；
[0021]其中，所述超声测量系统布置于金属屏蔽箱内。
[0022]实施本专利技术实施例的优选方案，将超声测量系统放置于金属屏蔽箱内，可以有效消除空间中存在的其他电磁对测量过程的干扰，从而能有效降低测量难度，且提高了测量结果的准确度。此外，将局部放电频谱特征和局部放电故障类型实时传输至服务端，以便技
术人员或者其他用户通过服务端实时读取变压器的局部放电频谱特征和局部放电故障类型。
[0023]作为优选方案，所述的一种基于声耦合环形结构的变压器局部放电检测方法，还包括：
[0024]在所述传感光纤的末端熔接匹配端子，并通过所述传感光纤的末端，将由激光器发出的传感激光传输至所述传感光纤。
[0025]实施本专利技术实施例的优选方案，在传感光纤的末端熔接匹配端子，能够防止传感激光的反射，进一步提升检测精度。
[0026]为了解决相同的技术问题，本专利技术实施例还提供了一种基于声耦合环形结构的变压器局部放电检测装置，包括：
[0027]信号分频模块，用于通过声耦合环形结构的环形金属片和环形金属棒，接收由变压器发送的第一超声信号，并对所述第一超声信号进行频率分离处理，以获得多个频率对应的第二超声信号，然后将各所述第二超声信号传导至所述声耦合环形结构的传感光纤；其中，所述第二超声信号与所述频率一一对应；
[0028]耦合模块，用于利用所述传感光纤，接收各所述第二超声信号和由激光器发出的传感激光，以使所述传感激光和各所述第二超声信号进行耦合，并产生各所述第二超声信号对应的背向散射光信号；
[0029]检测模块，用于将所有所述背向散射光信号传导至超声测量系统，并实时检测得到所述变压器的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于声耦合环形结构的变压器局部放电检测方法，其特征在于，包括：通过声耦合环形结构的环形金属片和环形金属棒，接收由变压器发送的第一超声信号，并对所述第一超声信号进行频率分离处理，以获得多个频率对应的第二超声信号，然后将各所述第二超声信号传导至所述声耦合环形结构的传感光纤；其中，所述第二超声信号与所述频率一一对应；利用所述传感光纤，接收各所述第二超声信号和由激光器发出的传感激光，以使所述传感激光和各所述第二超声信号进行耦合，并产生各所述第二超声信号对应的背向散射光信号；将所有所述背向散射光信号传导至超声测量系统，并实时检测得到所述变压器的局部放电故障类型。2.如权利要求1所述的一种基于声耦合环形结构的变压器局部放电检测方法，其特征在于，所述通过声耦合环形结构的环形金属片和环形金属棒，接收由变压器发送的第一超声信号，并对所述第一超声信号进行频率分离处理，以获得多个频率对应的第二超声信号，然后将各所述第二超声信号传导至所述声耦合环形结构的传感光纤，具体为：通过所述声耦合环形结构的所述环形金属片和多个所述环形金属棒，接收经所述声耦合环形结构的磁吸底座传导的所述第一超声信号；其中，所述第一超声信号是在所述变压器的内部发生局部放电时由所述变压器向所述声耦合环形结构发送的，所述环形金属片粘贴于所述磁吸底座的上表面和主体声聚焦结构的下表面之间，各所述环形金属棒按照预设间距内嵌于所述主体声聚焦结构的内部，所述声耦合环形结构贴附于所述变压器的变压器升高座，所述磁吸底座是由磁吸底座外壳、以及内嵌于所述磁吸底座外壳的凹槽处的钕磁铁构成的；通过所述环形金属片和所述环形金属棒，对所述第一超声信号进行频率分离处理，以获得多个频率对应的第二超声信号，并将各所述第二超声信号传导至所述声耦合环形结构的内表面，以实现将各所述第二超声信号传导至粘贴于所述声耦合环形结构的内表面的所述传感光纤。3.如权利要求1所述的一种基于声耦合环形结构的变压器局部放电检测方法，其特征在于，所述将所有所述背向散射光信号传导至超声测量系统，并实时检测得到所述变压器的局部放电故障类型，具体为：使用铠装光缆，对所述传感光纤的始端进行加固处理，并将所有所述背向散射光信号经加固后的所述传感光纤的始端传导至超声测量系统；通过所述超声测量系统，提取得到对应的局部放电频谱特征，并结合特征数据库，对所述局部放电频谱特征进行检测，以获得所述变压器的局部放电故障类型；其中，所述特征数据库包括若干种变压器局部放电故障类型对应的超声频率分布结果。4.如权利要求3所述的一种基于声耦合环形结构的变压器局部放电检测方法，其特征在于，还包括：通过信号传输系统，将所述局部放电频谱特征和所述局部放电故障类型实时传输至服务端，并控制所述服务端，实时读取并显示所述局部放电频谱特征和所述局部放电故障类型；
其中，所述超声测量系统布置于金属屏蔽箱内。5.如权利要求1所述的一种基于声耦合环形结构的变压器局部放电检测方法，其特征在于，还包括：在所述传感光纤的末端熔接匹配端子，并通过所述传感光纤的末...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨贤，周丹，马志钦，李端姣，刘建明，靳宇晖，舒想，姜烁，邰彬，林春耀，饶章权，蔡玲珑，李兴旺，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：