论高压电力设备绝缘诊断的声学检测技术_1

1、    论高压电力设备绝缘诊断的声学检测技术    李翔摘要：高压电力设备在制作中所使用的材料在加工制造中会产生气泡，由此导致放电反应，引发绝缘反应。这就需要研究绝缘老化机理，并对绝缘缺陷进行检测。对于高压电力设备绝缘诊断采用声学检测技术可以获得良好的效果。本论文针对高压电力设备绝缘诊断的声学检测技术进行研究。关键词：高压电力设备;绝缘;诊断;声学;检测技术中国的高压电力设备制造中，绝缘材料是复合性的聚合物，在加工的过程中产生气泡。当高压设备处于运行中，就会有局部放电效应，这就必然会导致绝缘老化，还会由此引起绝缘击穿的现象。为了保证高压电力设备运行的安全

2、，就需要研究绝缘老化机理，采用声学检测技术进行诊断，可以获得准确的诊断结果。一、声学检测技术（一）声学检测技术之声学敲击检测技术对高压电力设备进行绝缘缺陷检测的过程中应用敲击检测技术，不仅检测手段简单，而且还可以随时进行检测。这种检测技术的灵活度是非常高的，在应用的过程中还可以配合其他的检测技术，可以获得良好的检测效果。声学敲击检测技术在具体的应用中，就是对检测的材料进行叩击，手法要轻，从经验的角度出发可以对材料的缺陷进行判断。检测人员对完好的材料的声音要充分熟悉，在对被测试的材料进行叩击的时候，就可以根据声音的不同作出判断。如果被测试材料存在缺陷，声音的频率就会很低。长期以来，对于被检测材料

3、进行判断的过程中，检测人员都会从经验的角度出发分辨所叩击的声响。虽然操作容易，但是，声音的判断很容易产生偏差，所以，对绝缘诊断也不够准确。中国的科学技术快速发展，信息技术、通信技术得以广泛应用，数字信号处理技术应用于检测技术中，结合现代技术，可以研制出声音传感器。在对高压电力设备的绝缘缺陷进行检测的过程中，采用声学敲击检测技术，可以使得绝缘检测具有很高的准确性。声学敲击检测中，校准的模拟源的时候，可以使用长度为2.5毫米的铅笔笔芯，当铅芯与检测对象的夹角为30度夹角，就可以获得准确的检测值。如果距离模拟源100毫米，检测差值会低于4db，可以获得良好的检测效果。（二）声学检测技术之声发射技术当

4、被测材料在外力的作用下，或者内部存在残余的应力，这些力过于集中，就会使得材料在力的作用下产生变形，甚至会因此导致材料破坏。材料在各種外力的作用下，就会产生各种现象，主要是释放出来的各种弹性波，此即为声发射现象。当高压电力设备的监测中采用声发射技术，是采用声波发射的方法进行监测，对于声波发射中所产生的信号采用数字信号处理技术，根据信号的规律对设备的绝缘进行诊断。绝缘是具有一定的规律的，包括绝缘的发展也会存在规律。采用声发射技术诊断绝缘，就会对高压电力设备的绝缘规律和发展规律予以有效判断。当处于电应力环境下，局部放电脉冲的过程中所产生的电流会持续很短的时间，同时会释放出超声波能量。在此基础上，就可

5、以检测绝缘性能。很多国家都已经应用声发射技术对高压电力设备进行绝缘诊断，同时能够对变压器声发射法局部放进行定位，在技术研究上已经趋于成熟。但是，落实到具体的应用中，就会由于变压器油中存在放电源，而且放电源有多种，在处理数字信号的过程中，就会由于处理技术复杂，处理程序复杂，就会影响后续的诊断工作。（三）声学检测技术之超声检测技术超声波是频率高于20千赫的机械波。在超声探伤中常用的频率为0.5-5兆赫。对高压电力设备绝缘诊断中采用超声检测技术，就是超声波在物体中传播所产生物理特性。当超声波接触到界面的时候，就会返回，由此产生超声波的反射现象和折射现象。如果被检测物内部存在不连续性，就可以采用声学检

6、测技术进行绝缘诊断。超声波检测技术可以分为多种，根据波形的不同，可以分为两种，即横波检测技术和纵波检测技术。其一，横波检测技术在具体的操作中，采用两种模式，其一为磁盘绝缘子的绝缘检测，其二为发电机定子绝缘检测。在制作瓷盘绝缘子的过程中，很容易出现亚表面裂纹，而且这些裂纹往往是隐性的，多会存在于釉层的内部，不容易被发现。对于这种缺陷如果采用常规的检测技术，就难以对这种缺陷扑捉。采用超声横波检测技术，在绝缘的内部会有横波发出，其深度为一个波长。在检测瓷盘中亚表面裂缝的时候，需要通过横波接触到界面反射传回的时间，就可以测定波长，基于此对绝缘缺陷作出判断。如果没有缺陷，探伤仪的荧光屏上就会显示出瓷圆柱

7、体断面所出现的反射波。如果有裂纹缺陷，断面处就会有缺陷波产生。通常定点发电机存在绝缘缺陷，就是要采用横波检测技术。在检测斜探头的时候，可以对超声横波的发射加以有效利用。通过实验可以证明，如果由于热循环导致绝缘老化速度加快，定子线棒就会脱壳，探头所接收到的超声波幅值都会相应地减小。其二，纵波检测技术在具体的操作中，对于高压电气设备的绝缘缺陷都可以使用超声直探头检测。通过实验可以证明，如果绝缘为合成树脂材料，厚度介于70毫米至80毫米之间，就可以采用纵波检测技术。在检测的过程中，将厚度介于20毫米至30毫米之间的树脂浸渍纸用于绝缘气隙检测和裂纹检测，绝缘电缆的主要材料为低密度交联聚乙烯，如果厚度为

8、15毫米，也可以采用这种检测方法。二、诊断高压电力设备绝缘状态所应用的低频超声检测技术对于高压电力设备进行检测的过程中采用声学检测方法，可以对绝缘检测的缺陷进行检测，对于绝缘状态却很难检测出来，这是声学检测技术所存在的缺陷。如果绝缘存在缺陷，高压电力设备绝缘老化的速度就会加快，固态的绝缘材料所具备的性能对于绝缘老化也起到了一定的作用。高压电力设备在绝缘状态下采用检测技术进行诊断，就要及时检测绝缘材料，能够对围观缺陷及时发现。现行对于高压电力设备的绝缘诊断中，较为常用的是低频超声纵波检测技术，主要是对超声波特性充分利用。在对绝缘物质的各项参与进行测量的过程中，要确定超声波在绝缘物质中传播的速度和

9、传播的过程中的衰减系数，据此测量绝缘密度的参数和绝缘弹性的参数。参数并不是稳定不变的，而是在绝缘微观结构发生变化的同时，绝缘参数也会有所变化，根据这种变化就可以对高压电力设备的绝缘状态作出诊断。应用低频超声波检测技术检测高压电力设备，就是将声波的反射特性充分利用，将其测量上的优势发挥出来。所以，在绝缘诊断声学技术中，低频超声波检测技术是具有发展前景的技术。结束语：综上所述，声学检测技术在具体的应用中各有优点，也存在着弊端。这就意味着该技术在应用领域中需要深入研究，并根据设备运行实际不断地完善，以使电网运行具有较高的安全可靠性。参考文献：1王洋.解析高压电气设备试验与安全管理j.民营科技，2014（12）：104104.2郑淑军，李铁军.高压电器设备绝缘试验