电力设备元器件击穿的超声信号采集装置、方法和设备与流程

本发明涉及电力安全领域，特别是指一种电力设备元器件击穿的超声信号采集装置、方法和设备。

背景技术：

1、高压电容器是电力系统中重要的无功补偿器件，其安全性和可靠性对电网的安全可靠有着重要影响。高压电容器是储能器件，一旦发生严重故障可能导致起火、爆炸等事故，严重威胁电站人身财产的安全。因此，对电容器元件击穿的监测一直是电容器研究的热点之一。

2、电容器元件击穿后，击穿点附近会发生电火花，元件的内熔丝也会因其他元件的能量释放而发生电爆炸。不管是击穿点的电火花还是内熔丝的电爆炸，都会产生丰富的超声波信号，因此，可以用超声传感器对电容器内部的放电现象进行检测。

3、目前，基于超声传感器的电容器内部放电监测或检测技术主要用于实验室中。无法在开放的户外的电力设备上进行使用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明在于提供一种电力设备元器件击穿的超声信号采集装置、方法和设备，以解决上述电力设备的击穿的超声信号，无法在开放的户外的电力设备上进行使用的问题。

2、为解决上述问题，本发明提供一种电力设备元器件击穿的超声信号采集装置、方法和设备。

3、本发明的实施例提供一种电力设备元器件击穿的超声信号采集装置，包括：

4、装置的壳体，具有贴敷电力设备表面的适配安装的底面；

5、共振板，安装在所述壳体内的底部；其共振频率与超声波探头的检测范围耦合；

6、超声波探头，位于所述共振板的正上方，用于采集所述共振板的超声波信号。

7、本发明实施例提供的采集装置，通过将共振板封装在壳体内，实现了电力设备在户外场景的使用，密封效果好。可以实现设备的熔丝击穿的告警。

8、优选的，所述共振板与所述底面一体化，嵌在所述底面，与共振板之间涂抹有密封胶；

9、或，所述共振板与所述底面分体设计，所述共振板悬空，与所述壳体底面之间通过安装部件连接。

10、可以采用两种结构实现共振板的安装，对于悬空的方式，具有更好的传声效果。

11、优选的，所述安装部件为两条平行的凸起，具有翻边；

12、所述共振板具有与所述翻边配合的凸起的折边，二者卡接，在所述共振板的下方，形成振动的空腔。

13、采用翻边和折边的形式，更利于安装和固定，也可以进一步通过螺丝固定。

14、优选的，所述壳体的翻边，固定有螺旋部件，用于抵接所述壳体底面，调整所述振动板的振动频率。

15、通过调整螺旋部件的外力，提升共振板的张力。

16、优选的，所述共振板的参数符合以下等式：

17、

18、e为共振板杨式模量；t为共振板厚度；a、b分别为共振板的长度和宽度；超声探头的中心频率为f0；

19、v为共振板的泊松比；

20、ρ为共振板的密度。

21、优选的，所述共振板材质为金属，其杨氏模量为210gpa，泊松比为0.3，外形尺寸为2cm×2cm×0.1cm，共振频率为39.36khz。

22、实施例还提供一种电力设备元器件击穿的超声信号采集方法，采用上述的超声信号采集装置，包括：

23、步骤1：根据待测电力设备元器件的击穿频率，调整所述螺旋部件，使所述超声波探头检测的灵敏度最高；

24、步骤2：固定所述螺旋部件；

25、步骤3：将所述超声信号采集装置的底面贴敷电力设备表面，固定安装，检测所述超声波探头的信号超过阈值，产生告警。

26、实施例还提供一种电力设备，具有可被击穿的熔丝，表面贴敷有上述的超声信号采集装置。电力设备可以是电容器。

技术特征：

1.一种电力设备元器件击穿的超声信号采集装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的超声信号采集装置，其特征在于，所述共振板与所述底面一体化，嵌在所述底面，与共振板之间涂抹有密封胶；

3.根据权利要求2所述的超声信号采集装置，其特征在于，所述安装部件为两条平行的凸起，具有翻边；

4.根据权利要求3所述的超声信号采集装置，其特征在于，所述壳体的翻边，固定有螺旋部件，用于抵接所述壳体底面，调整所述振动板的振动频率。

5.根据权利要求4所述的超声信号采集装置，其特征在于，所述共振板的参数符合以下等式：

6.根据权利要求5所述的超声信号采集装置，其特征在于，所述共振板材质为金属，其杨氏模量为210gpa，泊松比为0.3，外形尺寸为2cm×2cm×0.1cm，共振频率为39.36khz。

7.一种电力设备元器件击穿的超声信号采集方法，采用权利要求5所述的超声信号采集装置，包括：

8.一种电力设备，具有可被击穿的熔丝，表面贴敷有权利要求5所述的超声信号采集装置。

技术总结
本发明公开了一种电力设备元器件击穿的超声信号采集装置、方法和设备。本发明通过分析熔丝熔断的电流波形，分析其产生超声波的频谱，基于频谱和成本等因素选择合适的传感器中心频率，可以提高对元件击穿的监测灵敏度。本发明采用封闭式传感器，通过特殊设计的共振板在超声探头中心频率发生共振，可以高效的耦合超声信号，即实现了防水防尘，又避免了耦合剂的使用，使其可以在户外长期使用。

技术研发人员：徐辉,史磊,雷战斐,林丽妲,窦俊廷,秦有苏,赵欣洋,张文军,柴斌,高梓栩,王豪舟,邓沛,李洋,于小艳,赵慧
受保护的技术使用者：国网宁夏电力有限公司超高压公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13