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超聲波法檢測局部放電的原理（2）
局部放電超聲波檢測的特點(diǎn)
1、可以避免電磁干擾
超聲波信號由其所處的頻帶范圍及物理性質(zhì)決定了其抗電氣干擾的能力比較強(qiáng)。
2、便于實(shí)現(xiàn)在線帶電檢測
目前國內(nèi)外采用的超聲波檢測局部放電的方法是利用超聲波傳感器緊貼在接地的高壓設(shè)備或者手持傳感器接近被測設(shè)備進(jìn)行局部放電檢測，無需要求對設(shè)備進(jìn)行停電檢測，對電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和操作沒有任何影響。光纖具有良好的隔離作用，在傳感器與檢測設(shè)備之間采用光纖連接，可以使設(shè)備和檢測人員的安全得到保障，并且不存在在線帶電檢測結(jié)果與離線停電檢測結(jié)果存在差異的問題，因此得出結(jié)論：利用超聲波法可以比較容易實(shí)現(xiàn)高壓設(shè)備局部放電的在線帶電檢測。
3、便于實(shí)現(xiàn)局部放電音頻信號的再現(xiàn)
局部放電超聲波信號可通過載波調(diào)頻，得到20Hz-20KHz頻域范圍內(nèi)的信號，即我們?nèi)硕陕牭降男盘枺d波頻率的選擇需根據(jù)檢測對象發(fā)射的超聲波信號的頻率來選擇。如：采集開關(guān)柜局部放電超聲波信號的傳感器中心頻率為40KHz，語音信號大約分布在0.3-4KHz之內(nèi)，本文中所涉及到的載波頻率為38.4KHz。經(jīng)過調(diào)頻處理后可得到中心頻率約為1. 6KHz的信號。本文正是基于這樣的原理實(shí)現(xiàn)局部放電信號從超聲波轉(zhuǎn)換至音頻信號。
4、利用超聲波進(jìn)行局部放電模式識別和定量分析
很對專家學(xué)者致力于實(shí)現(xiàn)基于超聲波的局部放電定量分析及智能識別。德國和日本的科學(xué)家曾在此方面進(jìn)行過研究，但并未取得良好的進(jìn)展。隨著信號處理技術(shù)的發(fā)展，人們對利用頻譜識別技術(shù)來診斷局部放電寄予厚望。非線性數(shù)學(xué)及人工智能的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)局部放電的模式識別奠定了堅(jiān)實(shí)的基石，其嘗試也取得了一些進(jìn)展，特別是在成熟的數(shù)學(xué)分析體系及傳感器的輔助下，基于超聲波的局部放電模式識別不再僅僅是停留在論證階段。
局部放電超聲波信號檢測原理
一般的超聲波檢測系統(tǒng)由聲電轉(zhuǎn)換、前置放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換和信號處理顯示4個基本部分組成，在開關(guān)柜中，超聲波從金屬箱體的內(nèi)表面通過柜體之間的空隙連接處傳播出去，通過聲電轉(zhuǎn)換原理可將信號放大，在超聲檢測系統(tǒng)中，應(yīng)用廣泛的聲電轉(zhuǎn)換及增益的傳感器是壓電陶瓷傳感器，此類傳感器利用壓電陶瓷的正壓電效應(yīng)原理。在傳感器的選擇中，傳感器的工作頻帶是非常正要的參考指標(biāo)，本文中信號的采集是選用中心頻率為40KHz的超聲波傳感器。
采集得到的超聲波信號頻率高，根據(jù)信號采樣原理，需采集大量數(shù)據(jù)才會保證信號不失真，對硬件要求與軟件要求均比較高。利用信號的調(diào)頻原理，將信號調(diào)制到音頻信號頻段。再利用音頻信號分類技術(shù)及模式識別技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)故障信號的識別。