[發(fā)明專利]一種局部放電超聲波信號及圖譜識別系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010171497.9
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111157864B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖雁群;韋亦龍;裴星宇;周灝;黃培專;黃順濤;李迪;葉宇婷;趙蓬勃;史筱川;李劍
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司;廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 戴濤

本發(fā)明提供一種局部放電超聲波信號及圖譜識別系統(tǒng)。一種局部放電超聲波信號及圖譜識別系統(tǒng)，其中，包括超聲波傳感器、信號采集箱和診斷分析儀，所述超聲波傳感器與所述信號采集箱通過同軸電纜連接，所述信號采集箱與所述診斷分析儀通過USB傳輸線連接。本發(fā)明還提供一種局部放電超聲波信號及圖譜識別方法。本發(fā)明體積小，重量輕，易于現(xiàn)場安裝，應(yīng)用操作簡單方便，還能夠探測電纜接頭和終端局部放電的放電量，并判斷出放電故障狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超聲波信號分析技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種局部放電超聲波信號及圖譜識別系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

隨著電纜接頭和終端運(yùn)行年限的增長，電纜接頭和終端長久承受著電應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力和環(huán)境因素的單一或多重作用，絕緣的介電強(qiáng)度逐漸降低，電纜接頭和終端存在缺陷時會產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象。對于電纜系統(tǒng)，大部分故障發(fā)生于電纜接頭和終端，而局部放電是電纜接頭和終端絕緣存在局部缺陷的有效手段，如何準(zhǔn)確檢測此信號并判斷絕緣狀態(tài)是電纜線路可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。

介電材料的局部放電現(xiàn)象可以視為能量以脈沖的形式爆發(fā)出來，局部放電源可以視為一個超聲波信號源，該信號的幅值與局部放電的放電量成正比。目前，局部放電信號檢測方法主要包括電信號檢測法和超聲波檢測法。傳統(tǒng)的電信號檢測法選用高頻傳感器對局部放電信號進(jìn)行采集，但該方法，尤其是在現(xiàn)場測試的情況下，對電磁干擾信號的抗干擾能力較差，局部放電信號在電檢測法中可能會被干擾信號湮沒，現(xiàn)有的超聲波檢測方法能夠檢測出局部放電信號，但是并不能探測并判斷出局部放電的放電量和放電故障狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有對電纜接頭和終端局部放電檢測中易受到干擾信號的影響，不能夠探測并判斷出局部放電的放電量和放電故障狀態(tài)的缺點，提供一種局部放電超聲波信號及圖譜識別系統(tǒng)。本發(fā)明體積小，重量輕，易于現(xiàn)場安裝，應(yīng)用操作簡單方便，還能夠探測電纜接頭和終端局部放電的放電量，并判斷出放電故障狀態(tài)。

本發(fā)明還提供了一種局部放電超聲波信號及圖譜識別方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種局部放電超聲波信號及圖譜識別系統(tǒng)，其中，包括超聲波傳感器、信號采集箱和診斷分析儀，所述超聲波傳感器與所述信號采集箱通過同軸電纜連接，所述信號采集箱與所述診斷分析儀通過USB傳輸線連接。超聲波傳感器靠近電纜接頭或終端，采集超聲波原始信號，超聲波傳感器將原始信號傳輸?shù)叫盘柌杉渲校盘柌杉鋵Τ暡▊鞲衅鬏斎氲脑夹盘栠M(jìn)行采樣形成連續(xù)的信號點，信號采集箱再將采樣好的信號點的數(shù)據(jù)出入診斷分析儀，診斷分析儀對信號點的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算分析得出被測物體的絕緣狀態(tài)和放電故障類型。

進(jìn)一步的，所述信號采集箱每秒采集的采樣頻率f_s不低于10MSa/s，所述信號采集箱在每個50Hz為一周期的工頻中的采樣點數(shù)N₀的計算公式為由于電纜接頭和終端局部放電超聲波信號的頻率在20k～300k Hz的范圍內(nèi)，故信號采集箱中的每秒采樣點數(shù)不得低于10MSa/s，才能對超聲波信號進(jìn)行有效的信號采集。

進(jìn)一步的，所述診斷分析儀上設(shè)有顯示屏。顯示屏能夠?qū)⒃\斷分析儀計算的結(jié)果和圖譜進(jìn)行現(xiàn)實，便于工作人員查看。

一種局部放電超聲波信號及圖譜識別方法，包括以下步驟：

S1.超聲波傳感器靠近被測電纜接頭或終端進(jìn)行信號探測；

S2.信號采集箱對超聲波傳感器探測的信號按照每50Hz的工頻為一周期進(jìn)行采樣，采樣點數(shù)為N₀，被采樣的點為信號點，所有信號點的數(shù)據(jù)形成原始信號u；

S3.信號采集箱將原始信號u輸入診斷分析儀進(jìn)行相關(guān)性檢驗識別計算，計算得出該原始信號u中局部放電信號的個數(shù)n；

S4.診斷分析儀對局部放電信號的個數(shù)n采用K-means聚類方法繪制出局部放電信號圖譜，計算出局部放電量；