一种基于超声导波的高温盆式绝缘子损伤定位设备的制作方法

本发明涉及盆式绝缘子损伤监测，具体为一种基于超声导波的高温盆式绝缘子损伤定位设备。

背景技术：

1、目前，气体绝缘开关设备(gas lnsulated switchgear)，简称gis)因具有占地面积小、可靠性高、安装周期短、检修周期长等优点，在变电站中得到广泛的应用。gis盆式绝缘子的质量对gis整体质量具有决定性影响。作为gis中最为重要的绝缘部件，盆式绝缘子起到电气绝缘、气体密封、外壳加固与支撑的作用。在实际生产与带电运行中，由于产品生产工艺控制不当、法兰处螺栓紧固件应力分布不均、场强以及温度变化等因素会造成盆式绝缘子的变形、开裂，进而导致gis漏气、局部放电甚至绝缘子沿面闪络等故障，从而导致大面积停电事故的发生。因此，针对盆式绝缘子的损伤定位对gis的安全运行具有重大意义。

2、传统的损伤定位设备大多是对离线室温绝缘子进行损伤定位，但盆式绝缘子在线运行时，温度可达几百摄氏度，所以需要研发一套对高温绝缘子进行损伤定位的设备以实现绝缘子的在线监测。

3、因此，如何提供一种能够解决上述问题的高温绝缘子损伤定位设备。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供高温环境下基于超声导波技术的高温绝缘子损伤定位装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：高温环境下基于超声导波技术的绝缘子损伤定位装置，包括耐高温传感器、信号发生单元、计算机和示波器；所述任意两个耐高温超声导波传感器构成一对激发-接收传感器对，每个传感器对中的其中一个耐高温超声导波传感器受激励发出超声导波信号，另一个耐高温超声导波传感器则用于接收该超声导波信号；所述信号发生单元用于产生缺陷探测所需的激励信号；所述示波器用于显示并保存接收的超声导波信号；所述计算机用于通过算法计算承压设备缺陷位置；

3、所述信号发生单元产生第一电信号，该第一电信号经耐高温导线传输至耐高温传感器，并转换为压力信号；压力信号在绝缘子中传播至其余耐高传感器，并转换为第二电信号，该第二电信号经耐高温导线传输至示波器显示，并保存接收至计算机，计算机根据第二电信号计算出承压设备的缺陷位置。

4、优选的，所述耐高温压电晶片在使用前通过扫频操作确定中心频率，激励的第一电信号为调制正弦波，其波形计算公式为：

5、

6、其中fc为扫频获得的中心频率，n为激励的第一电信号的周期数目，该周期数目优选设置为5。

7、优选的，所述绝缘子上至少设置有两个传感器。

8、优选的，所述信号发生单元包括任意两个相连接的函数发生器和放大器。

9、优选的，所述放大器的放大倍数为20～100，以保证足够的激发功率。

10、优选的，所述示波器和计算机通过串口连接，直接保存信号至计算机。

11、 优选的，计算承压设备缺陷位置的算法为基于椭圆的损伤定位算法，具体方程为：s＝td+dr，缺陷位于以激励传感器t和接收传感器r为焦点，s 为长轴的椭圆轨迹上。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、1、本发明提供的高温环境下基于超声导波技术的绝缘子损伤探测装置，该绝缘子损伤探测装置实现了高温环境下绝缘子的在线监测，为进一步停机检测提供指导，从而有效避免灾难性事故发生。

14、 2、本发明提供的高温环境下基于超声导波技术的绝缘子损伤探测装置，该绝缘子损伤探测装置利用超声导波损伤监测方法探测承压设备缺陷状态，可根据需要随时激发接收导波信号，监测灵敏。

15、 3、本发明提供的高温环境下基于超声导波技术的绝缘子损伤探测探测装置，该绝缘子损伤探测装置能够实时的、在线的监测高温环境下的绝缘子，通过椭圆定位算法获取缺陷位置，监测结果准确。

技术特征：

1.一种基于超声导波的高温盆式绝缘子损伤定位设备，其特征在于：采用超声导波信号采集装置采集盆式绝缘子（5）的健康信号；所述超声导波信号采集装置包括：布置于盆式绝缘子(5)表面的至少两个耐高温超声导波传感器(7)，任意两个耐高温超声导波传感器(7)构成一对激发-接收传感器对，每个传感器对中的其中一个耐高温超声导波传感器(7)受激励发出超声导波信号，另一个耐高温超声导波传感器(7)则用于接收该超声导波信号；

2.根据权利要求1所述的一种基于超声导波的高温盆式绝缘子损伤定位设备，其特征在于：所述耐高温超声导波传感器(7)通过耐高温导电胶(6)粘贴于压力容器(5)表面，。

3.根据权利要求1所述的一种基于超声导波的高温盆式绝缘子损伤定位设备，其特征在于：所述耐高温超声导波信号发生器(1)用于激励并输出超声导波电信号。

4.根据权利要求1所述的一种基于超声导波的高温盆式绝缘子损伤定位设备，其特征在于：所述放大器(2)用于放大超声导波电信号，放大倍数为20～100。

5.根据权利要求1所述的一种基于超声导波的高温盆式绝缘子损伤定位设备，其特征在于：所述示波器(3)用于接收耐高温超声导波传感器(7)反馈的电信号，并存储该信号至计算机(4)。

6.根据权利要求1所述的一种基于超声导波的高温盆式绝缘子损伤定位设备，其特征在于：所述计算机(4)用于处理超声导波信号，并通过算法计算超声导波缺陷位置。

7.根据权利要求1所述的一种基于超声导波的高温压力容器损伤定位设备，其特征在于：所述耐高温超声导波信号发生器(1)激励的信号频率为传感器中心频率。

8.根据权利要求1所述的一种基于超声导波的高温盆式绝缘子损伤定位设备，其特征在于：所述耐高温超声导波传感器(7)使用前进行扫频操作，记录传感器中心频率及带宽。

9.一种基于超声导波的高温盆式绝缘子损伤定位方法，该方法基于上述权利要求1所述的基于超声导波的高温盆式绝缘子损伤定位设备，其特征为：

10.一种非易失性存储介质，其特征在于，所述非易失性存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时控制非易失性存储介质所在的设备执行权利要求9所述的方法。

技术总结
本发明涉及绝缘子损伤监测技术领域，具体公开了一种基于超声导波的高温绝缘子损伤定位设备，该损伤设备采用超声导波信号采集装置采集盆式绝缘子的健康信号；所述超声导波信号采集装置包括：布置于盆式绝缘子表面的至少两个耐高温超声导波传感器，任意两个耐高温超声导波传感器构成一对激发‑接收传感器对；所述超声导波信号采集装置还包括耐高温超声导波信号发生器、放大器、示波器和计算机，耐高温超声导波信号发生器与放大器连接，用于将激励信号传至耐高温超声导波传感器，通过示波器将耐高温超声导波传感器反馈的电信号保存至计算机，通过计算机进行信号处理及损伤定位。

技术研发人员：李阳,王延瑞,杨建峰,和娟平,刘君伟,倪早怀,谭一元,张晓林,唐琰,陈辉,李海龙,夏云伟,徐兴龙,高恩广
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司丽江供电局
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5