[發明專利]一種變壓器出線裝置位置的超聲波測量方法和裝置

在審

• 申請號: 202110082920.2
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112764038A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 王朝華;寇曉適;程渙超;馬云瑞;杜君莉;張書琦;趙永鋒;王偉;王朝樂;遇心如;劉榮海;李嘉誠;劉靜宇
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司;中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: G01S15/46
• 分類號: G01S15/46
• 代理公司: 鄭州知己知識產權代理有限公司 41132
• 代理人: 任海玲

本發明涉及一種變壓器出線裝置位置的超聲波測量方法和裝置。所述的測量方法包括以下步驟：（1）聲波發射：選擇超聲波測量機構，通過水耦合機構，發射到變壓器殼體內部；（2）消除回波干擾：采用定量衰減方法或者縱波斜入射方法消除變壓器筒壁回波干擾；（3）記錄回波位置：通過垂直方向、水平方向運動探頭，尋找出線裝置各個位置聲程最小的反射點，連接成一條曲線；（4）確定變形量：在曲線上每隔一定距離確定一點，測量點到變壓器底板的位置，得到最大變形量。本發明超聲波測量方法操作簡單、檢測速度快，檢測結果準確、顯示直觀，成本低，易于大規模推廣。

技術領域

本發明屬于電力設備檢測檢修技術領域，具體涉及一種變壓器出線裝置位置的超聲波測量方法和裝置。

背景技術

換流變變壓器一般采用電工銅作為繞組導體材料，當高強度電流通過導體材料時，在焦耳熱效應和電子風力的共同作用下，會在金屬導體中產生電致塑性效應，從而導致導體材料的強度逐漸降低，由于變壓器出線裝置內部導體位置散熱較差，其溫度更高，強度下降幅度更大。出線裝置導體材料強度下降，會導致其在極端工況下發生塑性變形，在水平段形成下垂，而導體外部的絕緣材料承受的變形范圍有限，從而將導體外部的絕緣拉斷，造成放電故障發生。若未能及時發現放電故障，變壓器繼續運行，則會燒壞變壓器，造成大面積停電，甚至威脅電力系統的安全運行。

目前，國內外尚無相關檢測方法，導致出線裝置發生較大幅度變形后出現放電故障，生產中已因此引發多次大規模火災事故，損失數十億，給電網安全造成重大威脅。為避免類似事故的發生，急需尋求一種測量變壓器出線裝置位置的方法和裝置，從而評估出線裝置變形導致的下垂程度。

發明內容

為克服上述缺陷，本發明的目的在于提供一種變壓器出線裝置位置的超聲波測量方法和裝置，利用超聲波的反射原理，實現對出線裝置位置的測量和對出線裝置變形程度的有效評估。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種變壓器出線裝置位置的超聲波測量方法，包括以下步驟：

（1）聲波發射：選擇超聲波測量機構，施加激勵信號，激發相應頻率超聲波脈沖信號，通過水耦合機構，發射到變壓器殼體內部；

（2）消除回波干擾：消除變壓器筒壁回波干擾；

（3）記錄回波位置：通過垂直方向運動探頭，尋找出線裝置上聲程最小的反射點，在變壓器殼體外壁記錄該反射點位置，然后橫向變換探頭位置，重復上述掃查動作，尋找出線裝置各個位置聲程最小的反射點，連接成一條曲線；

（4）確定變形量：在步驟（3）曲線上每隔一定距離確定一點，測量點到變壓器底板的位置，形成一組測量數據，將設計數據與測量數據相減，得到一組偏差數據，最大偏差數據即是最大變形量。

優選地，步驟（1）所述的超聲波測量機構采用超聲波探頭。

優選地，步驟（1）所述的水耦合機構為一個空腔框體，所述的空腔框體的相對兩側面上分別設置若干小孔，每側的小孔均連接水管，兩側水管分別與盛水容器和水泵相連，在超聲波測量機構底部與變壓器外壁之間形成水膜。

優選地，步驟（2）所述的消除變壓器筒壁回波干擾包括定量衰減方法或者縱波斜入射方法。

優選地，所述的定量衰減方法是在無出線裝置的位置，在變壓器外部利用超聲波測量機構垂直于變壓器筒壁向內部發射一束超聲波，獲得多次反射底波，將波形反轉，形成負波形，疊加到檢測波中，從而抵消多次底波。

優選地，所述的縱波斜入射方法是采用5-8°縱波傾斜入射到筒壁內表面。

一種變壓器出線裝置位置的超聲波測量裝置，包括輸入模塊、測量模塊、信號處理模塊、掃查模塊和顯示模塊；

所述的輸入模塊用于輸入各種檢測參數；