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摘要：本文先对电力高压绝缘设备状态监测的现状进行了分析，然后对电力高压绝缘设备非接触检测的方法进行了阐述，并对超声波检测技术在高压设备绝缘状态监测中的应用和超声波检测仪的测量原理进行了研究，希望可以为相关行业提供一定的参考借鉴。
关键词:超声波检测技术;电力设备;绝缘
前言：在线监测有着多方面优势，能够在不更改设备接线、不妨碍设备正常运行的前提下，非常便捷的开展工作，不仅有效的降低了相关工作人员的工作量，还使得测试效率得到显著的提升，其中还有一点需要重点注意的是在线监测能更加真实的显示设备正常运行状态下的相关状况。在设备状态检测方面，超声波检测已在多个领域取得不错的成绩，具有较高的应用价值。超声波检测可以凭借其远距离、非接触的特点很好的解决了高压设备在线监测的不能接触、不能靠近的问题，进而在确保设备正常运行的前提下有效的保障了工作人员和相关的测试设备的安全，其是一种非常可靠的、理想的检测方法。
1电力高压绝缘设备状态监测的现状
新世纪以来，管理、工程及科研等相关的技术人才越来越重视电力系统中的状态监测，毫无疑问，电力系统要想获得更好的发展，必须要采用状态监测技术。科技的进步、市场的扩大在一定程度上推动了状态监测技术在电力系统中的某些技术和装置的应用，在线监测系统和故障诊断系统就是最为成功的应用案例。这些系统能够在一程度上发挥状态监测作用，但还是存在一些问题。当前，虽说相关的技术人员已先后提出了多种多样的状态监测方法来应对不同类型的电力设备，但其中一些状态监测技术具有通用性，能够应用于不同的电力设备，如绝缘恢复电压法、局部放电检测法等。目前，国内的高压设备绝缘状态监测已经普遍使用局部放电检测法，该方法作用效果显著，已受到社会普遍认可。局部放电不仅有效的显示了设备绝缘系统的老化，还在一定程度上引起设备绝缘老化，因而高压设备绝缘性能检测的一个非常关键的指标就是测量局部放电。声学检测、电气测量、光学检测等都是应用最为普遍的局部放电检测方法。
2电力高压绝缘设备非接触检测的方法
与传统的检测法相比，非接触检测的一个最为显著的不同就是传感器、需要测量的物体两者不需要直接的接触和电线连接，因而该方法特别是在高温、高压等人不能接触的区域有着巨大的应用优势。声波、光波、射线等可以在空气中传输的波是非接触检测最为常用的通信媒介，相应地，被检测物辐射的声波、光波、射线等是最常见的检测物理量。通常情况下，非接触检测对象具有以下一个或多个特征的物体:一是远距离物体;二是处于运动状态中的物体;三是处于密封装置中的物体;四是大量分布的物体;五是处于高温或高压状态下的物体;六是处于特殊环境中不能接触的物体。针对处于高压状态下的高压设备的检测作业和检测系统，采用一些必要的绝缘对策是相当重要的。由于非接触检测在经济性、安全性这两个方面都有着较大的优越性，因而该方法是高压设备检测的一种最为理想的检测方法。
3超声波检测技术在高压设备绝缘状态监测中的应用
一般情况下，超声波的产生来源有两种:一种是电力设备中高压绝缘体由于劣化而出现局部放电，进而产生了超声波。另一种是电力设备出现故障，如机器异常的振动、电站蒸气管道泄漏、发电设备材料龟裂等，也会产生超声波。在正常的情况下，通过超声波检测，就可以很精准的找出并定位设备故障的位置。包括被动的和主动的两种检测方式，两者之间的区别还是较为明显的。主动的检测方式能够有效的检测出导体和绝缘体的内部损伤和绝缘内部的空隙。而被动的检测方式主要侧重于导体和绝缘体的老化、导线的节点和表面的放电等故障的检测。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆主要依据的理论知识就是向出现故障的设备发射一定频率的超声波，对其反射波的强度、相位和频谱展开检测，就能够很准确的判断故障问题。过去常常使用的非接触高压绝缘状态检测法主要以红外测温仪、红外摄像仪等仪器显示的绝缘发热点为依据来判断并定位故障的位置。高压绝缘设备中出现的火花放电、电晕在有些时候可能不会产生较多的热量，而绝缘体四周的高温将极有可能掩盖了那些发热点，大大的增加了检测的难度。但有一点是非常明确、不用怀疑的，即如果绝缘体出现故障就一定产生超声波，对产生的超声波进行检测就能够很精确的找出并定位故障绝缘的位置。当前，超声波检测方法已经被广泛的应用于多个领域，如高压测量、绝缘材料放电研究、局部放电的测量和定位等。在国外，超声波检测在电力设备在线监测这个方面的应用也是非常广泛的，该技术的作用得到了最大程度的发挥。如一些欧美的发达国家通过超声波检测诊断电容器、互感器、变压器的绝缘缺陷，在线监测和定位电力传输线路的绝缘子、线路电晕和变电站绝缘立柱表面放电、切换开关触电放电等。此外，这些国家的技术专家还积极的参与相关的行业标准的起草和制定，深刻的表明了大家对超声波检测技术的重视。
4超声波检测仪的测量原理
超声波检测能够有效的检测到绝缘局部放电的辐射信号，甚至能够准确的检测到微小的放电声，进而判断高压设备的绝缘故障位置。其检测原理就是通过运用敏度高的窄带超声波换能器，采用超外差接收机的工作原理，将超声波高频信号转变为音频段，再通过信号处理，将音频放大，进而成功的显示信号。超声波检测系统包括传感器、信号变换与放大、信号处理、显示及数据接口五个重要的组成部分。要想成功的检测出非接触设备的绝缘缺陷，所使用的传感器需要兼具信号定向和信号收集两大功能。通常情况下，普通的超声波检测器具有较差的方向性，很难准确的进行故障位置的定位。为了有效的解决这个问题，就需要添加具有特殊功能的超声波收集器，这样就具备较好的方向性，能非常精确的捕捉并定位故障发生的位置，这里有一点需特别说明一下，高精度的定位有时甚至能达到2°以内，可见其功能的强大。此外，运用敏度高的窄带超声波换能器，采用雷达接收机的工作原理，能够使得检测器的信号噪声比得到显著的提升。
5结论
超声波检测是一种成本比较低、使用效果好、原理较简单的高压设备绝缘状态的检测方法，能够非常精确的找出并定位绝缘故障的位置。总体来说，其具备不用接触高压设备、不用停电并在线监测、安全距离内准确定位、准确定位绝缘子的表面放电位置、能扫描定位绝缘子串故障等优点，还有一点需要特别提到的就是如果能够安装一个信号收集器，检测范围将会更远，因而具有广泛的应用前景。但在实际使用中，还存在一些缺点，如周围墙体反射可能影响定位的精确性、定性检测且无标准刻度等。超声波检测对象不仅可以是露天的变电站，也可以是室内的设备，尤其添加了超声波收集器后，能够更加精确的定位设备绝缘故障的位置。此外，该方法也可以有效的结合频谱分析和神经网络识别两大技术来检测全封闭组合电器。超声波检测仪能够实现非接触、远距离的检测，具有较高的安全性，非常适用于高压设备的绝缘检测。
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论文作者:石征宇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第10期
论文发表时间:2018/7/26
标签：超声波论文; 设备论文; 高压论文; 在线论文; 状态论文; 局部论文; 故障论文; 《电力设备》2018年第10期论文;