專利名稱：一種電力用窄帶非接觸式超聲局放測試儀器技術參數測評方法
技術領域：
本發明屬于電力設備局部放電檢測范疇，尤其適用于窄帶非接觸式超聲局放測試和檢測儀器測評方法技術領域。
背景技術：
電氣設備的絕緣缺陷會導致局部放電，此類放電會以聲、電、光、氣體分解等現象表現出來。與電磁檢測法相比而言，聲音測量法對介質類型比較敏感，尤其適合介質表面類型的放電，如與空氣、油、SF6氣體直接接觸的導體、絕緣子、絕緣墊塊等表面放電。
聲音測量法的實質是放電源促使周圍氣體分子發生振動，通過一種波的傳遞過程，基于各類型壓電傳感器將振動信號轉換為電信號。在實際應用中，由于局部放電在起始和發展階段一般極為微弱，放電產生的聲響直接通過人耳很難進行辨識。在放電頻率大于20kHz至上百kHz的人耳不可聽的超聲波頻段，電致振動的信息極為豐富，故而聲檢測法以超聲傳感器為基礎開展的更多，且更為成熟。從傳感器類型上看，分直接與電氣設備表面相接觸的傳感器和通過空氣以非接觸形式實現測試的傳感器。基于40kHz的固定頻率超聲波信號，在空氣中的表面放電超聲頻譜能量存在一相對大值，且當電氣設備采用空氣絕緣、接地外裹金屬殼體存在肉眼可見的空氣縫隙時，利用窄帶非接觸式超聲局放測試儀器會有特定的檢出效果。作為一種窄帶非接觸式超聲局放檢測儀器，其超聲信號的衰減特性以及窄帶非接觸式超聲傳感器的方向性性能，直接決定了此類型儀器的現場應用范圍，而檢測儀器的靈敏度參數又決定了設備的應用效果。基于直接測量μ V值轉換為無單位的dB數值顯示應用方式，此類型儀器應用的判定依據是根據dB數值而定的，因此，檢測儀器的量程也需要的確認，避免不同廠家的儀器因量程不同而導致的判定依據不一致情況發生。目前來看，有關此類型檢測儀器的關鍵參數測評方法沒有參考依據，基本無法開展。但基于其測量原理，借助超聲波發射器，可以對其關鍵參數進行有效的量化測評。綜合上述情況，提出一種電力用窄帶非接觸式超聲局放測試儀器技術參數測評方法，以為此類型設備的選購、比對提供一種可實施、能量化、易復測的技術方案。

發明內容
本發明提出一種電力用窄帶非接觸式超聲局放測試儀器技術參數測評方法，針對靈敏度、衰減特性、方向性、量程等核心技術參數，利用函數發生器驅動超聲波發射器產生空間超聲波信號，基于輻射超聲波信號功率可調的特點，從距離、方向等方面進行實際測試，以為此類型設備的選購、比對提供一種可實施、能量化、易復測的技術方案。本發明是通過下列技術方案來實現的。一種電力用窄帶非接觸式超聲局放測試儀器技術參數測評方法，本發明特征是
(I)用函數發生器輸出的幅值在O IOV連續變化、頻率為40kHz的正弦模擬電壓信號驅動窄帶超聲波發射器產生輻射功率可變的空間超聲波，在2 3m固定間距,且正對超聲波發射器的位置，對采用窄帶非接觸方式的超聲法測試儀器的測試數值與無模擬電壓信號時的測試數值間的差值在測試儀器量程5% 8%范圍所對應的模擬電壓信號幅值進行實測，測試的模擬電壓信號越小，表明儀器的靈敏度越高；(2)用函數發生器輸出的幅值在O IOV間的某一固定值、頻率為40kHz的正弦模擬電壓信號驅動窄帶超聲波發射器產生輻射功率固定的空間超聲波，在以超聲波發射器為中心，45夾角，半徑2 3m的固定間距圓錐面上，對采用窄帶非接觸方式的超聲法測試儀器，在不同夾角且測試儀器超聲傳感器與超聲波發射器軸線平行的情況下，進行實測，在保證測試值小于測試儀器量程上限值、且大于儀器在無空間超聲波下的背景測試值下，以O夾角下的測試值為基準，基于其它夾角下的測試值相對基準變化不大于20%，確認測試儀器的方向性夾角；(3)用函數發生器輸出的幅值在O IOV間的某一固定值、頻率為40kHz的正弦 模擬電壓信號驅動窄帶超聲波發射器產生輻射功率固定的空間超聲波，在I 4m間距下，且正對超聲波發射器的位置，對采用窄帶非接觸方式的超聲法測試儀器在不同間距下的情況，進行實測，在保證測試值小于測試儀器量程上限值、且大于儀器在無空間超聲波下的背景測試值下，以Im間距下的測試值為基準，基于其它間距下的測試值相對基準變化不大于10%，確認測試儀器的有效測試距離；(4)用函數發生器輸出的幅值為10V、頻率為40kHz的正弦模擬電壓信號驅動窄帶超聲波發射器產生輻射功率固定的空間超聲波，在正對、不接觸超聲波發射器，且間距在
O.5cm Icm的位置，對采用窄帶非接觸方式的超聲法測試儀器，測量儀器的最大量程，在無空間超聲波時，測量儀器的最小量程。下面結合附圖及實例進一步闡述本發明內容。


圖I為靈敏度、衰減參數測試結構示意圖；圖2為方向性測試結構示意圖；圖3為量程測試結構示意圖。圖中1、函數發生器；2、超聲波發射器；3、測試儀器；4、窄帶非接觸式超聲波探頭；5、數值顯示屏；α與β、圓錐面上測試儀器超聲傳感器與超聲波發射器軸線平行情況下不同位置三維夾角。
具體實施例方式本發明屬一種電力用窄帶非接觸式超聲局放測試儀器技術參數測評方法，其特征是，該方法為(I)用函數發生器輸出的幅值在O IOV連續變化、頻率為40kHz的正弦模擬電壓信號驅動窄帶超聲波發射器產生輻射功率可變的空間超聲波，在2 3m固定間距,且正對超聲波發射器的位置，對采用窄帶非接觸方式的超聲法測試儀器的測試數值與無模擬電壓信號時的測試數值間的差值在測試儀器量程5% 8%范圍所對應的模擬電壓信號幅值進行實測，測試的模擬電壓信號越小，表明儀器的靈敏度越高；(2)用函數發生器輸出的幅值在O IOV間的某一固定值、頻率為40kHz的正弦模擬電壓信號驅動窄帶超聲波發射器產生輻射功率固定的空間超聲波，在以超聲波發射器為中心，45夾角，半徑2 3m的固定間距圓錐面上，對采用窄帶非接觸方式的超聲法測試儀器，在不同夾角且測試儀器超聲傳感器與超聲波發射器軸線平行的情況下，進行實測，在保證測試值小于測試儀器量程上限值、且大于儀器在無空間超聲波下的背景測試值下，以O夾角下的測試值為基準，基于其它夾角下的測試值相對基準變化不大于20%，確認測試儀器的方向性夾角；(3)用函數發生器輸出的幅值在O IOV間的某一固定值、頻率為40kHz的正弦模擬電壓信號驅動窄帶超聲波發射器產生輻射功率固定的空間超聲波，在I 4m間距下，且正對超聲波發射器的位置，對采用窄帶非接觸方式的超聲法測試儀器在不同間距下的情況，進行實測，在保證測試值小于測試儀器量程上限值、且大于儀器在無空間超聲波下的背景測試值下，以Im間距下的測試值為基準，基于其它間距下的測試值相對基準變化不大于 10%，確認測試儀器的有效測試距離；(4)用函數發生器輸出的幅值為10V、頻率為40kHz的正弦模擬電壓信號驅動窄帶超聲波發射器產生輻射功率固定的空間超聲波，在正對、不接觸超聲波發射器，且間距在
O.5cm Icm的位置，對采用窄帶非接觸方式的超聲法測試儀器，測量儀器的最大量程，在無空間超聲波時，測量儀器的最小量程。見圖1，該圖示出了針對測試儀器的靈敏度、衰減參數測試結構示意圖。圖中I為函數發生器，通過其產生的頻率為40kHz的正弦模擬電壓信號驅動窄帶超聲波發射器2產生空間超聲波，其輻射功率隨函數發生器產生的40kHz信號幅值變化而正向變化。3為測試儀器，其中窄帶非接觸式超聲波探頭一體化裝設于3的測試端，5為一體化測試儀器的數值顯示屏幕。將2與4正對在固定距離情況下，調整模擬電壓信號的幅值以間接調整超聲波輻射功率，可以測試儀器的靈敏度幅值；在距離變化的情況下，固定模擬電壓信號幅值以間接固定超聲波輻射功率，可以從距離與超聲測試數值的同步變化過程中，實現儀器衰減參數的測試。見圖2，該圖示出了針對測試儀器的方向性測試結構示意圖。圖中以超聲波發射器為三維中心，基于固定距離情況下，在45空間夾角的圓錐面上，測試儀器3的超聲傳感器4與超聲波發射器2在軸線平行情況下處于不同位置的三維夾角α、β下，可進行固定超聲波輻射功率時，不同三維夾角的測試儀器超聲方向性參數測試。見圖3，該圖示出了針對測試儀器的量程測試結構示意圖。圖中將測試儀器3的超聲傳感器4與超聲波發射器2在靠近、正對但不接觸情況下，通過調整函數發生器I的40kHz正弦模擬電壓信號至最大輸出幅值和無輸出，來測試儀器3的量程大值和小值。
權利要求
1. 一種電力用窄帶非接觸式超聲局放測試儀器技術參數測評方法，其特征是(1)用函數發生器輸出的幅值在0 10V連續變化、頻率為40kHz的正弦模擬電壓信 號驅動窄帶超聲波發射器產生輻射功率可變的空間超聲波，在2 3m固定間距，且正對超 聲波發射器的位置，對采用窄帶非接觸方式的超聲法測試儀器的測試數值與無模擬電壓信 號時的測試數值間的差值在測試儀器量程5% 8%范圍所對應的模擬電壓信號幅值進行實 測，測試的模擬電壓信號越小，表明儀器的靈敏度越高；(2)用函數發生器輸出的幅值在0 10V間的某一固定值、頻率為40kHz的正弦模擬 電壓信號驅動窄帶超聲波發射器產生輻射功率固定的空間超聲波，在以超聲波發射器為中 心，45夾角，半徑2 3m的固定間距圓錐面上，對采用窄帶非接觸方式的超聲法測試儀器， 在不同夾角且測試儀器超聲傳感器與超聲波發射器軸線平行的情況下，進行實測，在保證 測試值小于測試儀器量程上限值、且大于儀器在無空間超聲波下的背景測試值下，以0夾 角下的測試值為基準，基于其它夾角下的測試值相對基準變化不大于20%，確認測試儀器的 方向性夾角；(3)用函數發生器輸出的幅值在0 10V間的某一固定值、頻率為40kHz的正弦模擬電 壓信號驅動窄帶超聲波發射器產生輻射功率固定的空間超聲波，在1 4m間距下,且正對 超聲波發射器的位置，對采用窄帶非接觸方式的超聲法測試儀器在不同間距下的情況，進 行實測，在保證測試值小于測試儀器量程上限值、且大于儀器在無空間超聲波下的背景測 試值下，以lm間距下的測試值為基準，基于其它間距下的測試值相對基準變化不大于10%， 確認測試儀器的有效測試距離；(4)用函數發生器輸出的幅值為10V、頻率為40kHz的正弦模擬電壓信號驅動窄帶 超聲波發射器產生輻射功率固定的空間超聲波，在正對、不接觸超聲波發射器，且間距在 0. 5cm 1cm的位置，對采用窄帶非接觸方式的超聲法測試儀器，測量儀器的最大量程，在 無空間超聲波時，測量儀器的最小量程。
全文摘要
一種電力用窄帶非接觸式超聲局放測試儀器技術參數測評方法，本發明利用函數發生器輸出的幅值可調、頻率為40kHz的正弦模擬電壓信號驅動窄帶超聲波發射器產生輻射功率可正向變化的空間超聲波，對采用窄帶非接觸方式的超聲法測試儀器，進行靈敏度幅值、方向性夾角、有效測試距離、量程等技術參數實際測評。本發明結合窄帶非接觸式超聲局放測試儀器的一體化封裝數值顯示特點，從超聲波空間輻射的傳播原理入手，針對靈敏度、方向性、衰減特性以及量程等核心技術參數，利用函數發生器，從空間超聲波輻射角度解決了該類型設備的測評問題，具有細致、直觀、準確、量化、可復測等顯著優點。
文檔編號G01R35/00GK102650686SQ20121014779
公開日2012年8月29日 申請日期2012年5月14日 優先權日2012年5月14日
發明者彭晶, 王科, 董均宇, 譚向宇, 趙現平, 陳磊, 馬儀 申請人:云南電力試驗研究院(集團)有限公司電力研究院, 云南電網公司技術分公司