[發明專利]一種基于多頻超聲波的絕緣子故障評估方法及其實驗平臺

在審

• 申請號: 202110421029.7
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN113341277A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 藺鑫;雷宇;倪江;李曉梅;張云;李如芬;陶江華;李文彬
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司臨滄供電局
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 于洪;金耀生

1.一種基于多頻超聲波的絕緣子故障評估實驗平臺，其特征在于，包括：

絕緣子局部放電實驗平臺(11)和多頻超聲波采集裝置(12)；

所述的絕緣子局部放電試驗平臺(11)包括絕緣子支架(4)、絕緣子(5)、局放控制系統(7)和高壓發生器(8)；

所述的多頻超聲波采集裝置(12)包括聲匯集裝置(1)、多頻超聲波傳感器(2)、多頻超聲波傳感器支架(3)、前置放大器(9)和數據采集器(10)

多頻超聲波傳感器(2)通過多頻超聲波傳感器支架(3)固定在聲匯集裝置(1)的焦點處；

絕緣子(5)安裝在絕緣子支架(4)上，且一端接地，另一端接高壓發生裝置(8)；

高壓發生裝置(8)由局放控制系統(7)控制；

終端機(6)通過局放控制系統(7)控制絕緣子(5)的局部放電水平；

多頻超聲波傳感器(2)采集到的數據通過前置放大器(9)送入數據采集器(10)，數據采集器(10)將采集到的多頻超聲波信號發送到終端機(6)。

2.根據權利要求1所述的基于多頻超聲波的絕緣子故障評估實驗平臺，其特征在于，絕緣子支架(4)包括絕緣子第一支架(4a)和絕緣子第二支架(4b)；絕緣子(5)兩端分別擺放在絕緣子第一支架(4a)、絕緣子第二支架(4b)上。

3.根據權利要求1所述的基于多頻超聲波的絕緣子故障評估實驗平臺，其特征在于，多頻超聲波傳感器支架(3)包括多頻超聲波傳感器第一支架(3a)和多頻超聲波傳感器第二支架(3b)；多頻超聲波傳感器(2)通過多頻超聲波傳感器第一支架(3a)、多頻超聲波傳感器第二支架(3b)固定在聲匯集裝置(1)的焦點處。

4.一種基于多頻超聲波的絕緣子故障評估方法，采用權利要求1～3任意一項所述的基于多頻超聲波的絕緣子故障評估實驗平臺，其特征在于，包括如下步驟：

第一步：由多頻超聲波傳感器采集絕緣子局部放電產生的多頻超聲波信號；

第二步：對采集到的多頻超聲波信號去噪，繪制去噪后的多頻超聲波信號在不同頻率ω下的波形曲線f_ω(t)；

第三步：計算多頻超聲波信號波形曲線的能量表征參數單位為伏·赫茲：

式中，t₁為波形曲線f_ω(t)的起始時刻，單位為秒；t₂為能量表征參數計算的終止時刻，單位為秒；ω為多頻超聲波傳感器的采集到的不同頻率信號的頻率值，單位為赫茲；

第四步：計算多頻超聲波信號波形曲線上t₁～t₂時間段內的峰值個數以及最大峰值大小，得到超聲波信號在不同頻率下的波形峰值個數參數N_ω，波形峰值大小參數A_ω，單位為伏；

第五步：重復第一步～第五步，總共獲取多組全新絕緣子正常工作時的特征參數，作為評估基準量；

第六步：計算第五步得到的絕緣子的多頻超聲波局部放電基準參量M_i，并取均值M_avg；

式中，D為前置放大器放大倍數，N_ωi、A_ωi分別為第i個全新絕緣子對應頻率的波形峰值個數參數、波形峰值大小參數，為第i個全新絕緣子的能量表征參數，Mi為第i個全新絕緣子的放電基準參量；

第七步：計算實際運行中絕緣子的多頻超聲波故障特征參量K；

所述的絕緣子的多頻超聲波故障特征參量K的計算式為：

式中，N_ω0、A_ω0分別為實際運行絕緣子對應頻率的波形峰值個數參數N_ω0、波形峰值大小參數A_ω0，為實際運行絕緣子的能量表征參數；

第八步：計算絕緣子的多頻超聲波局部放電故障評估系數L，評估絕緣子狀態；所述絕緣子局部放電多頻超聲波故障評估系數L為：

故障評估系數L小于0.5時，視為絕緣子絕緣良好，在[0.5,1.5]這個區間時視為絕緣子絕緣合格，大于1.5時視為絕緣子絕緣不良。