超聲定位丈量技能是80年代開端發(fā)展，90年代趨于老練的，使用于勘探電氣設(shè)備絕緣體系中的缺點和故障方位，尤其是用來勘探大型高壓、超高壓電力變壓器內(nèi)部分放電量超支時所存在的制作缺點方位。經(jīng)過幾十臺變壓器超聲定位丈量證明，超聲定位丈量技能較傳統(tǒng)的電氣丈量技能表現(xiàn)出較大的*性和實用價值?？墒?，在實際測驗中發(fā)現(xiàn)，因為超聲定位丈量技能觸及的常識面廣，具有必定的深度，因而，把握超聲定位丈量技能具有較大的難度。以勘探變壓器制作缺點的實驗為根底，得出超聲定位丈量成果的可靠性與對該體系測驗技能的把握程度有關(guān)，引薦運用部分放電超聲定位體系。
1探頭的使用與裝置
1.1探頭的作業(yè)頻帶挑選
(1)當(dāng)被試品為油浸式電氣設(shè)備如大型電力變壓器時，作業(yè)頻帶規(guī)模應(yīng)大于80kHz；
(2)當(dāng)被試品為充氣式電氣設(shè)備時，作業(yè)頻帶規(guī)模應(yīng)大于4kHz。
1.2探頭的裝置辦法
探頭是磁浮式的，能夠確保其傳感器牢固地吸附在鐵制的油箱壁外表。因為超聲信號在空氣中傳達(dá)時衰減很大，探頭的傳感器平面與油箱外表要以約0.5mm厚的黃油為前言吸合，同時裝置探頭的油箱外表有必要滑潤清潔。
1.3探頭的裝置方位
因探頭的丈量角度規(guī)模有限，只能確保對與探頭地點平面成30°～150°角規(guī)模之內(nèi)的部分放電源進(jìn)行有用丈量，所以在進(jìn)行變壓器部分放電定位丈量時，對安置的所有探頭有必要確保部分放電源在其丈量規(guī)模之內(nèi)。
2聲電信號的同步性
電力變壓器內(nèi)發(fā)作的部分放電，往往不是由一個放電源發(fā)作。在進(jìn)行超聲定位丈量時，體系作業(yè)的觸發(fā)信號是經(jīng)過檢測阻抗取自變壓器套管末屏上的電信號，而定位丈量的超聲信號則來自安放在變壓器油箱外表的探頭。因為聲電信號獲得的途徑和辦法不同，可能呈現(xiàn)各自所獲得的大信號不是由同一個部分放電源所發(fā)作。所以，在進(jìn)行定位丈量之前，有必要對進(jìn)入定位體系的聲、電信號經(jīng)過尋覓、挑選、判斷，然后確保兩者測得的放電信號為同一放電源所發(fā)作。這一點在很大程度上決議了定位丈量成果的性。在某些狀況下，如部分放電源坐落變壓器的組件如套管、瓷套式互感器時，往往超出了探頭的丈量規(guī)模，這樣測得的電信號與超聲信號不能同步，此種狀況可另當(dāng)別論。
3丈量成果的性
進(jìn)行定位丈量時需求4個探頭丈量超聲信號。一般選用3個丈量探頭所測得放電源與探頭之間的間隔s1、s2、s3，只能求得僅有的一組部分放電源的空間坐標(biāo)(x1、y1、z1)。為了驗證丈量成果的性，常選用4個探頭丈量。這樣對于同一放電源則得到4個間隔數(shù)據(jù)s1、s2、s3、s4，由此可得兩組以上關(guān)于求解部分放電源方位坐標(biāo)的方程組。經(jīng)過比照兩組方程組的解，能夠發(fā)現(xiàn)其一般遵從著這樣一個規(guī)律：兩組方程的解持平或近似持平時，定位丈量成果的度高。
4超聲信號的波形質(zhì)量
探頭丈量的超聲信號經(jīng)過超聲定位體系傳輸處理，終究經(jīng)過顯現(xiàn)器顯現(xiàn)的波形，應(yīng)該契合必定的要求，即：
(1)4個超聲信號均與觸發(fā)體系作業(yè)的電信號同步。
(2)信噪比顯著，即超聲信號的幅值要遠(yuǎn)大于噪聲信號的幅值。聲信號一呈現(xiàn)要抵達(dá)限幅的高度，噪聲信號均遠(yuǎn)低于限幅高度，不允許噪聲信號有一點抵達(dá)限幅的高度。
(3)合理挑選記載字的速度，在確保4個超聲信號均顯現(xiàn)出的條件下，使得超聲信號呈現(xiàn)在2/3幅寬的方位鄰近。
(4)當(dāng)丈量體系的掃描速度必守時，超聲信號在屏幕上呈現(xiàn)的幾許方位一致性要好。在測驗過程中，可能存在變壓器內(nèi)偶然發(fā)作的氣泡放電信號較快地抵達(dá)某一探頭，導(dǎo)致某一超聲信號的幾許方位發(fā)作超凡變化，對此種狀況有必要進(jìn)行剖析予以掃除。
5丈量成果剖析
5.1丈量波形及數(shù)據(jù)處理
本超聲定位體系進(jìn)行某次丈量的波形圖如圖2所示，圖中顯現(xiàn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)為當(dāng)次丈量的核算成果。圖2中，從左面0方位起到超聲信號限幅方位的間隔，反映了觸發(fā)體系作業(yè)的電信號與超聲信號抵達(dá)丈量體系的時刻差，決議了試品內(nèi)部分放電源到丈量探頭的間隔，其中，疏忽了電信號到丈量體系的傳達(dá)時刻。依據(jù)波形圖中顯現(xiàn)的各個探頭丈量的波形方位所決議的字長，如圖2中探頭丈量的波形方位決議的字長為5816，則得出探頭裝置方位距部分放電源的間隔為：
s1=5816×0.2×1.4=1628.5mm
式中，0.2為每字的記載時刻，單位為μs；1.4為超聲波在變壓器油中的傳達(dá)速度，單位為mm/μs。
圖2超聲定位丈量波形圖
為了進(jìn)步超聲定位丈量體系的性，對一臺試品的超聲定位丈量，接連丈量500次，并選用本體系專門規(guī)劃的處理程序，舍去500次中丈量無效的次數(shù)，進(jìn)行算術(shù)平均，得出終究丈量成果。
5.2丈量差錯
造成本體系丈量差錯的主要要素有三個方面：
(1)超聲波在變壓器油中的傳達(dá)速度1.4mm/μs是經(jīng)歷數(shù)據(jù)，以為超聲信號穿過繞組、絕緣、變壓器油的傳達(dá)速度近似相同。
(2)4個定位探頭的裝置方位是否成矩形，所成矩形的邊長丈量值是否，對核算部分放電源方位的坐標(biāo)數(shù)據(jù)有直接影響。
(3)在500次丈量過程中，偶然會呈現(xiàn)攪擾，使得超聲信號波形呈現(xiàn)的時刻提前。一般說，考慮到上述要素的影響，測定部分放電源方位的坐標(biāo)精度為±50mm以內(nèi)。
5.3丈量成果剖析
從實際問題考慮，如能將變壓器內(nèi)部分放電源的方位坐標(biāo)差錯斷定為±50mm以內(nèi)，查找部分放電源是比較簡單處理的。另一方面，為了更地斷定部分放電源的方位，在500次丈量過程中，經(jīng)過仔細(xì)觀察每次的丈量數(shù)據(jù)與波形，找出數(shù)據(jù)呈現(xiàn)幾率較大的數(shù)據(jù)群與終究的丈量成果比較，對斷定部分放電源的坐標(biāo)差錯方向具有實際意義。
