一種局部放電超聲波檢測儀的校驗系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種局部放電超聲波檢測儀的校驗系統，包括聲發射裝置、聲發射換能器、測量裝置、參考傳感器、試驗試塊、被測檢測儀和夾具；聲發射裝置與聲發射換能器相連；測量裝置與參考傳感器相連；聲發射換能器、參考傳感器和被測檢測儀的被測傳感器均設置在試驗試塊的表面；校驗系統用于對被測檢測儀進行縱波靈敏度試驗、表面波靈敏度試驗、壓力場靈敏度試驗以及對被測檢測儀的整機靈敏度、整機頻帶、整機線性度誤差和整機重復性進行檢測試驗。與現有技術相比，本發明提供的一種局部放電超聲波檢測儀的校驗系統，易于實現、聲源重復性好、操作簡單，廣泛適合于電力行業對局部放電超聲波檢測儀進行維護、測試和校驗。
【專利說明】一種局部放電超聲波檢測儀的校驗系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種超聲波檢測儀的校驗系統，具體講涉及一種局部放電超聲波檢測儀的校驗系統。
【背景技術】
[0002]有絕緣缺陷的高壓電力設備會產生局部放電，因此可以通過檢測高壓電力設備內部的局部放電水平來間接地獲悉高壓電力設備的絕緣狀況。局部放電時會伴隨著向外傳遞聲、光、電信號及化學物質等信號。目前檢測局部放電方法主要是電量檢測法和非電量檢測法，包括脈沖電流法、高頻電流法、超高頻法、超聲波法和溫度檢測法等。
[0003]其中局部放電超聲波檢測法具有較寬的檢測帶寬，一般為20kHz?200kHz。超聲波檢測一般為檢測聲發射傳感器耦合局部放電的超聲波信號；聲發射傳感器通常采用壓電晶體的結構，包括適用于不同檢測頻段和檢測靈敏度的固體耦合方式和空氣耦合方式。超聲波檢測法是一種非侵入式的檢測方法，其檢測系統與高壓回路之間沒有電氣聯系，因此原理上超聲波檢測法可以避免電磁信號的影響，具有良好的抗干擾能力和較高的靈敏度。同時超聲波檢測法可以在不影響高壓電力設備運行的情況下實現局部放電源的精確定位。
[0004]超聲波信號由局部放電源沿著絕緣介質和金屬件傳導到電力設備外殼，并通過介質和縫隙向周圍空氣傳播。通過在電力設備外殼或設備附近安裝的超聲波傳感器，可以耦合到局部放電產生的超聲波信號，進而判斷電力設備的局部放電情況。超聲波檢測法包括接觸檢測方式和非接觸檢測方式；接觸方式主要用于變壓器、GIS等電力設備的檢測，非接觸方式主要用于開關柜、電力電纜等電力設備的檢測。具有定位功能的局部放電超聲波檢測儀，可以利用超聲波信號到達不同位置傳感器的信號的時延或強度進行定位。
[0005]在金屬探傷等領域廣泛應用的超聲波檢測法，近年來也逐步應用于電力設備局部放電的檢測上，并作為帶電檢測和在線監測的重要手段，在電力變壓器、電抗器、GIS、電力電纜、開關柜等電力設備的局部放電監測中發揮了重要作用。然而局部放電超聲波檢測技術尚存在監測裝置的檢測技術和手段仍不完備等原因，給監測裝置的應用效果帶來了影響，對監測結果的評價分析帶來了困難，并限制了超聲波檢測技術的進一步發展。在電力行業內尚未建立針對局部放電檢測用的超聲波傳感器和超聲波檢測儀行之有效的測試方法及校驗系統。
[0006]因此，針對局部放電超聲波監測裝置的技術特點和要求，開展檢測技術研究，建立符合電力行業需求的測試方法和校驗系統，對于規范監測裝置的相關技術指標，保證監測裝置的入網質量，確保監測裝置安全可靠運行，指導監測裝置的檢驗和現場應用，提高監測裝置的應用效果，都具有重要意義和價值。
【發明內容】
[0007]為了滿足現有技術的需要，本發明提供了一種局部放電超聲波檢測儀的校驗系統，包括試驗試塊、聲發射裝置、聲發射換能器、測量裝置、參考傳感器、被測檢測儀和夾具；所述聲發射裝置與所述聲發射換能器相連；所述測量裝置與所述參考傳感器相連；所述聲發射換能器、參考傳感器和被測檢測儀的被測傳感器均設置在所述試驗試塊上；
[0008]所述校驗系統用于對所述被測檢測儀進行縱波靈敏度試驗、表面波靈敏度試驗、壓力場靈敏度試驗以及對所述被測檢測儀的整機靈敏度、整機頻帶、整機線性度誤差和整機重復性進行檢測試驗。
[0009]優選的，所述校驗系統進行所述縱波靈敏度試驗時:所述測量裝置分別與參考傳感器和被測傳感器相連；所述聲發射換能器設置在所述試驗試塊的中心點；所述參考傳感器和被測傳感器通過耦合劑對稱設置在所述中心點的兩側；
[0010]優選的，所述校驗系統進行所述表面波靈敏度試驗時:所述測量裝置分別與參考傳感器和被測傳感器相連；所述聲發射換能器設置在所述試驗試塊的中心點；所述參考傳感器和被測傳感器通過耦合劑對稱設置在所述聲發射換能器的兩側；
[0011]優選的，所述校驗系統進行所述壓力場靈敏度試驗時:若所述測量裝置與參考傳感器相連，則所述聲發射換能器與參考傳感器通過所述夾具面對面固定放置，其中接觸面涂抹耦合劑；若所述測量裝置與被測傳感器相連，則所述聲發射換能器與被測傳感器通過所述夾具面對面固定放置，其中接觸面涂抹耦合劑；
[0012]優選的，所述校驗系統進行所述被測檢測儀的整機靈敏度、整機頻帶、整機線性度誤差和整機重復性的檢測試驗時:所述測量裝置與參考傳感器相連；所述聲發射換能器設置在所述試驗試塊的中心點；所述參考傳感器和被測檢測儀的被測傳感器通過耦合劑對稱設置在所述中心點的兩側；
[0013]優選的，所述聲發射裝置向所述聲發射換能器發送一組測試信號后，分別測得參考傳感器的頻率響應U (f)和被測傳感器的頻率響應S (f);所述被測檢測儀的縱波靈敏度、表面波靈敏度、壓力場靈敏度和整機靈敏度通過式(I)計算得到，其中SJf)為參考傳感器的標定靈敏度；
[0014]D(f) = S0 (f) XU(f)/S(f) (I);
[0015]優選的，所述校驗系統進行整機頻帶檢測試驗時，對所述被測檢測儀的整機靈敏度進行歸一化處理，獲取所述整機靈敏度的歸一化值降到歸一化閾值時的頻率點；所述頻率點為被測檢測儀頻帶的截止頻率；
[0016]優選的，所述校驗系統進行整機線性度誤差檢測試驗時，所述聲發射裝置輸出頻率為20KHz~200KHz的正弦信號；
[0017]調整所述聲發射裝置使得被測檢測儀的輸出值Y ^ 80dB,并記錄此時所述測量裝置的輸出峰值電壓U和被測檢測儀的輸出峰值電壓A ；
[0018]調整所述聲發射裝置的輸出信號幅值，使得所述測量裝置的輸出峰值電壓為λ U并記錄每次所述被測檢測儀的輸出峰值電壓Αλ，λ的值依次為0.8、0.6、0.4和0.2;所述
被測檢測儀的整機線性度誤差
【權利要求】
1.一種局部放電超聲波檢測儀的校驗系統，所述系統包括試驗試塊，其特征在于，所述系統包括聲發射裝置、聲發射換能器、測量裝置、參考傳感器、被測檢測儀和夾具；所述聲發射裝置與所述聲發射換能器相連；所述測量裝置與所述參考傳感器相連；所述聲發射換能器、參考傳感器和被測檢測儀的被測傳感器均設置在所述試驗試塊上； 所述校驗系統用于對所述被測檢測儀進行縱波靈敏度試驗、表面波靈敏度試驗、壓力場靈敏度試驗以及對所述被測檢測儀的整機靈敏度、整機頻帶、整機線性度誤差和整機重復性進行檢測試驗。
2.如權利要求1所述的一種局部放電超聲波檢測儀的校驗系統，其特征在于，所述校驗系統進行所述縱波靈敏度試驗時:所述測量裝置分別與參考傳感器和被測傳感器相連；所述聲發射換能器設置在所述試驗試塊的中心點；所述參考傳感器和被測傳感器通過耦合劑對稱設置在所述中心點的兩側。
3.如權利要求1所述的一種局部放電超聲波檢測儀的校驗系統，其特征在于，所述校驗系統進行所述表面波靈敏度試驗時:所述測量裝置分別與參考傳感器和被測傳感器相連；所述聲發射換能器設置在所述試驗試塊的中心點；所述參考傳感器和被測傳感器通過耦合劑對稱設置在所述聲發射換能器的兩側。
4.如權利要求1所述的一種局部放電超聲波檢測儀的校驗系統，其特征在于，所述校驗系統進行所述壓力場靈敏度試驗時:若所述測量裝置與參考傳感器相連，則所述聲發射換能器與參考傳感器通過所述夾具面對面固定放置，其中接觸面涂抹耦合劑；若所述測量裝置與被測傳感器相連，則所述聲發射換能器與被測傳感器通過所述夾具面對面固定放置，其中接觸面涂抹耦合劑。
5.如權利要求1所述的一種局部放電超聲波檢測儀的校驗系統，其特征在于，所述校驗系統進行所述被測檢測儀的整機靈敏度、整機頻帶、整機線性度誤差和整機重復性的檢測試驗時:所述測量裝置與參考傳感器相連；所述聲發射換能器設置在所述試驗試塊的中心點；所述參考傳感器和被測檢測儀的被測傳感器通過耦合劑對稱設置在所述中心點的兩側。
6.如權利要求2-5任一項所述的一種局部放電超聲波檢測儀的校驗系統,其特征在于，所述聲發射裝置向所述聲發射換能器發送一組測試信號后，分別測得參考傳感器的頻率響應U(f)和被測傳感器的頻率響應S(f);所述被測檢測儀的縱波靈敏度、表面波靈敏度、壓力場靈敏度和整機靈敏度通過式(I)計算得到，其中Sc^f)為參考傳感器的標定靈敏度； D(f) = S0(f) XU(f)/S(f)(I)。
7.如權利要求6所述的一種局部放電超聲波檢測儀的校驗系統，其特征在于，所述校驗系統進行整機頻帶檢測試驗時，對所述被測檢測儀的整機靈敏度進行歸一化處理，獲取所述整機靈敏度的歸一化值降到歸一化閾值時的頻率點；所述頻率點為被測檢測儀頻帶的截止頻率。
8.如權利要求1所述的一種局部放電超聲波檢測儀的校驗系統，其特征在于，所述校驗系統進行整機線性度誤差檢測試驗時，所述聲發射裝置輸出頻率為20KHz~200KHz的正弦信號； 調整所述聲發射裝置使得被測檢測儀的輸出值Y > 80dB，并記錄此時所述測量裝置的輸出峰值電壓U和被測檢測儀的輸出峰值電壓A ； 調整所述聲發射裝置的輸出信號幅值，使得所述測量裝置的輸出峰值電壓為λ U并記錄每次所述被測檢測儀的輸出峰值電壓Αλ，λ的值依次為0.8、0.6、0.4和0.2;所述被測
檢測儀的整機線性度語
9.如權利要求1所述的一種局部放電超聲波檢測儀的校驗系統，其特征在于，所述校驗系統進行整機重復性檢測試驗時，所述聲發射裝置輸出恒定幅值和恒定頻率的正弦信號；分別記錄所述被測檢測儀開機和連續工作30min后的輸出信號幅值，若所述輸出信號幅值的變化量不超過±20%，則被測檢測儀滿足重復性的要求。
10.如權利要求2或3所述的一種局部放電超聲波檢測儀的校驗系統，其特征在于，所述縱波靈敏度試驗的試驗試塊為直徑不小于200mm，高度不小于IOOmm的鋼制圓柱型材；所述表面波靈敏度試驗的試驗試塊為直徑不小于400mm,高度不小于180_的鋼制圓柱型材。
【文檔編號】G01R35/00GK103913714SQ201410138892
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月9日 優先權日:2014年4月9日
【發明者】楊寧, 閻春雨, 畢建剛, 是艷杰, 袁帥, 楊圓, 弓艷朋, 王鴻杰, 吳立遠, 王峰, 鄧彥國, 孟楠, 高彬 申請人:國家電網公司, 中國電力科學研究院, 江蘇省電力公司