[发明专利]一种双频率超声检测发电机定子绝缘缺陷的方法

说明书

技术领域

本发明用于大型发电机定子绝缘的老化状态检测领域，特别涉及一种双频率超声检测发电机定子绝缘缺陷的方法。

背景技术

目前大型发电机定子绝缘老化状态诊断常用的方法是局部放电测量。但是此方法很容易受现场电磁波、电力系统谐波等干扰的影响，其准确度受到一定影响。

近年来，针对局部放电测量技术的缺陷和不足，国内研制了适合大型发电机定子绝缘状态诊断的低频超声反射检测装置及其方法。该方法可以实现以下目的：(1)适用于大型发电机定子绝缘的状态诊断；(2)检测得到在定子绝缘内传播、并在定子绝缘-铜导体界面或者是绝缘缺陷处发射的超声反射全波波形，保证超声波中携带绝缘材料微观结构变化的所有信息；(3)不仅能检测绝缘缺陷，对产生绝缘缺陷之前(无缺陷)绝缘的老化状态也能诊断，以预测突然产生并快速发展的绝缘裂纹的出现；(4)整个检测装置能够满足现场检测的要求。

低频超声法使用的超声发射探头的频率为0.5MHz或0.76MHz。由于频率低穿透力强，故该频率探头可以方便地检测出定子绝缘上表面与下表面的反射回波，超声波通过上下表面反射回波的时间为t，如绝缘层厚度为d，则绝缘层中的声速可用公式v＝2d/t计算得出，根据声速的大小可以对电机绝缘进行状态评估和寿命预测。然而声速只能判断电机绝缘整体的老化状态，无法判断绝缘的局部缺陷以及缺陷种类，因此，低频超声法对电机绝缘的局部老化状况及缺陷检测能力不足。

发明内容

针对以上技术问题，本发明的目的在于提出一种双频率超声检测发电机定子绝缘缺陷的方法，该方法不仅能够检测大型电机定子绝缘的整体老化状态，而且能够检测并定位其内部局部缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种双频率超声检测发电机定子绝缘缺陷的方法，基于具有低频探头和高频探头的超声波发生及接收装置和用于跟踪显示超声波的示波器，其特征在于，包括以下步骤：

首先，在发电机定子绝缘的上表面涂抹超声耦合剂形成耦合层，将低频探头放置在超声耦合层上，示波器显示发射波、耦合层回波、发电机定子绝缘的底面回波；

其次，逐步用力将低频探头抵压发电机定子绝缘的上表面，耦合层逐渐变薄，耦合层回波的波峰逐渐变小、发电机定子绝缘的底面回波的波峰逐渐变大，标记耦合层回波的波峰位置和发电机定子绝缘的底面回波的波峰位置；

最后，将低频探头换为高频探头，在示波器标记的耦合层回波的波峰位置和发电机定子绝缘的底面回波的波峰位置之间寻找缺陷回波，确定缺陷位置相对于发电机定子绝缘的底面的距离。

本发明的进一步改进和特点在于：

所述超声耦合剂为TM-100型医用超声耦合剂。

所述低频探头频率为0.5MHz～0.8MHz，所述高频探头频率为0.8MHz～1MHz。

本发明中，利用低频探头抵压发电机定子绝缘的上表面，耦合层逐渐变薄，耦合层回波的波峰逐渐变小、发电机定子绝缘的底面回波的波峰逐渐变大，可以方便地标记耦合层回波的波峰位置和发电机定子绝缘的底面回波的波峰位置，并可以根据发电机定子绝缘的厚度计算超声波波速，或根据超声波波速计算发电机定子绝缘的厚度，从而与未经老化的发电机定子绝缘的超声波性能进行对比，评判发电机绝缘的整体老化状态；利用高频探头，在示波器标记的耦合层回波的波峰位置和发电机定子绝缘的底面回波的波峰位置之间寻找缺陷回波，并可以确定缺陷位置相对于发电机定子绝 缘底面的距离，以便评估缺陷位置对发电机定子绝缘性能的整体影响，以保证发电机的运行安全。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明

图1为本发明的双频率超声检测发电机定子绝缘缺陷的检测示意图；其中：横坐标代表时间T，单位为S；横坐标代表幅值U，单位为V；1为耦合层回波；2为发电机定子绝缘的底面回波；3为缺陷回波。

具体实施方式

本发明的双频率超声检测发电机定子绝缘缺陷的的方法，基于具有低频探头和高频探头的超声波发生及接收装置和用于跟踪显示超声波的示波器。超声波发生及接收装置的同步电路产生周期性的同步脉冲信号，一方面触发发射电路，产生电脉冲激励探头内的压电晶片产生脉冲超声波入射到发电机定子绝缘后，在定子绝缘中传播，遇到绝缘-导体界面或缺陷处的绝缘-空气界面时超声波发生反射，反射波由探头接收转换成电脉冲，经放大调理后形成全波波形，该波形加到数字化示波器或者采用数字采集卡(采样频率≥100M)完成数字化采集，并存储在电脑上以便进行数字信号处理和诊断评估分析。