[发明专利]一种基于多频超声波的绝缘子故障评估方法及其实验平台

权利要求书

1.一种基于多频超声波的绝缘子故障评估实验平台，其特征在于，包括：

绝缘子局部放电实验平台(11)和多频超声波采集装置(12)；

所述的绝缘子局部放电试验平台(11)包括绝缘子支架(4)、绝缘子(5)、局放控制系统(7)和高压发生器(8)；

所述的多频超声波采集装置(12)包括声汇集装置(1)、多频超声波传感器(2)、多频超声波传感器支架(3)、前置放大器(9)和数据采集器(10)

多频超声波传感器(2)通过多频超声波传感器支架(3)固定在声汇集装置(1)的焦点处；

绝缘子(5)安装在绝缘子支架(4)上，且一端接地，另一端接高压发生装置(8)；

高压发生装置(8)由局放控制系统(7)控制；

终端机(6)通过局放控制系统(7)控制绝缘子(5)的局部放电水平；

多频超声波传感器(2)采集到的数据通过前置放大器(9)送入数据采集器(10)，数据采集器(10)将采集到的多频超声波信号发送到终端机(6)。

2.根据权利要求1所述的基于多频超声波的绝缘子故障评估实验平台，其特征在于，绝缘子支架(4)包括绝缘子第一支架(4a)和绝缘子第二支架(4b)；绝缘子(5)两端分别摆放在绝缘子第一支架(4a)、绝缘子第二支架(4b)上。

3.根据权利要求1所述的基于多频超声波的绝缘子故障评估实验平台，其特征在于，多频超声波传感器支架(3)包括多频超声波传感器第一支架(3a)和多频超声波传感器第二支架(3b)；多频超声波传感器(2)通过多频超声波传感器第一支架(3a)、多频超声波传感器第二支架(3b)固定在声汇集装置(1)的焦点处。

4.一种基于多频超声波的绝缘子故障评估方法，采用权利要求1～3任意一项所述的基于多频超声波的绝缘子故障评估实验平台，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：由多频超声波传感器采集绝缘子局部放电产生的多频超声波信号；

第二步：对采集到的多频超声波信号去噪，绘制去噪后的多频超声波信号在不同频率ω下的波形曲线f_ω(t)；

第三步：计算多频超声波信号波形曲线的能量表征参数单位为伏·赫兹：

式中，t₁为波形曲线f_ω(t)的起始时刻，单位为秒；t₂为能量表征参数计算的终止时刻，单位为秒；ω为多频超声波传感器的采集到的不同频率信号的频率值，单位为赫兹；

第四步：计算多频超声波信号波形曲线上t₁～t₂时间段内的峰值个数以及最大峰值大小，得到超声波信号在不同频率下的波形峰值个数参数N_ω，波形峰值大小参数A_ω，单位为伏；

第五步：重复第一步～第五步，总共获取多组全新绝缘子正常工作时的特征参数，作为评估基准量；

第六步：计算第五步得到的绝缘子的多频超声波局部放电基准参量M_i，并取均值M_avg；

式中，D为前置放大器放大倍数，N_ωi、A_ωi分别为第i个全新绝缘子对应频率的波形峰值个数参数、波形峰值大小参数，为第i个全新绝缘子的能量表征参数，Mi为第i个全新绝缘子的放电基准参量；

第七步：计算实际运行中绝缘子的多频超声波故障特征参量K；

所述的绝缘子的多频超声波故障特征参量K的计算式为：

式中，N_ω0、A_ω0分别为实际运行绝缘子对应频率的波形峰值个数参数N_ω0、波形峰值大小参数A_ω0，为实际运行绝缘子的能量表征参数；

第八步：计算绝缘子的多频超声波局部放电故障评估系数L，评估绝缘子状态；所述绝缘子局部放电多频超声波故障评估系数L为：

故障评估系数L小于0.5时，视为绝缘子绝缘良好，在[0.5,1.5]这个区间时视为绝缘子绝缘合格，大于1.5时视为绝缘子绝缘不良。