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1绝缘子污秽放电超声检测及超声传感器的研究.pdf

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第 24卷 第 5期 电 力 学 报 VoI.24 No.5 2009年 1O月 JOURNAL OFELECTRIC POWER 0ct. 2009 文章编号 : 1005—6548(20O9)05—0423—03 绝缘子污秽放电超声检测及超声传感器的研究 赵战胜 ,李红军 ,袁英迪 (1.山西省 电力公司 运城供 电分公司,山西 运城 044000;2.厦 门江相 电力设备集 团有限公司,福建 厦 门361000) 摘 要 :绝缘子 污秽 放 电对 电力 系统 的危 害极 大 ,为 了对 绝 缘 子 的 污秽 状 况进 行 有 效监 测 ,在 研 究 了绝缘子 污秽放 电产 生超 声 波 的机理 的基 础上 ,简要 叙 述 了超 声 波声 信号 检测 的原 理 ,介 绍 了 压 电传感 器 的 原理 和结 构 ,以及抛 物 面 的特 性 和对球 面波 聚 焦 的效果 。使 用聚 焦型传 感 器 ,可 以有 效接 收放 电产 生 的声信 号并 转换 为 电信 号 进行 处理 ,以便 对 绝缘 子 污秽放 电进 行有 效 的 监测 。 关键词 :绝缘 子 ;污秽 放 电 ;超 声 波 ;传 感 器 中 图分 类 号 :TM835 文 献 标 识 码 :B 由于绝缘子污秽放电对 电力系统 的危害极大, 释放的能量很大。可见污秽放 电过程中放电释放的 对绝缘子污秽监测方法 的研究一直受到电力部门和 能量从小到大变化 ,声发射信号的声压是 由小到大 研究机构的重视。 变化,信号脉冲由稀疏到密集变化 。根据声发射信 号的特征 ,判断污秽放 电的强度 以及对系统威胁 的 1 污秽放电超声波发射及检测机理 大小,就可 以在污秽程度较轻时 ,发现它并采取措 绝缘子在运行过程 中会一直暴露在空气 中,大 施 ,将事故的苗头消灭 ,避免更大的损失。 气 中的悬浮颗粒沉积在绝缘子表面,日积月累形成 2 超声波传感器 污秽层 。遇到雾 、露 、细雨等湿润的气候条件 时,污 秽中的电解质溶解 ,污秽层成为导电层 ,造成绝缘水 声传感器 的作用是接收在空气传播的声信号, 平下降,甚至发生闪络 ,这被称为污秽放电。 将声信号转换为电信号 ,它实现了能量形式转换 ,所 在放电过程中,带电质点在电场作用下加速 ,电 以又称为换 能器。声传感器一般可 以分为以下几 弧产生高温 ,空气分子剧烈的热运动 ,与放电通道相 类 :A:压电式传感器;B:磁致伸缩式传感器;C:电 邻的空气产生 了压力,使之向外运动 ,而由于空气 的 磁换能器 ;D:静 电换能器 ;E:其他种类 的换能器 ,包 弹性阻力 ,使这部分空气在平衡位置附近产生振动 , 括热声换能器 、化学声换能器及光声换能器等。 并通过相邻空气媒质一直传播下去 ,形成声波 其 中,采用压电陶瓷作为敏感元件的压电式声 由于放 电的时间非常短,因此产生的声波的频 传感器具有体积小、性能好 、成本低等优点 ,所 以在 谱很宽 ,可以从几十 Hz至几 MHz。高于 20kHz 本文中主要介绍压电式声传感器。 超声波信号必须用超声波传感器能接收。放 电及其 2.1 传感器频率 的选择 产生的声信号都有一定程度 的随机性 ,频谱峰值对 为了达到不受到外界噪声干扰的 目的,所取的 应的频率是变化 的。 频段必须避开可听声 的频率范围,即所 以选取频率 从放电是电能的释放 ,文献Eli认为声能与放 电
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