對(dui)於(yu)局(ju)部(bu)放電(dian)的(de)檢測與研(yan)究,國外(wai)起始於(yu)上世紀(ji)50-60年(nian)代(dai)。日(ri)本、加拿大(da)、德(de)國等(deng)國家(jia)相(xiang)繼開(kai)發了許多(duo)變(bian)壓(ya)器(qi)局部(bu)放電(dian)檢測系統,在(zai)實(shi)際(ji)應(ying)用中(zhong)也取(qu)得了壹定的(de)效(xiao)果,如德(de)國1996年(nian)研(yan)制的(de)局(ju)放在(zai)線(xian)監測系(xi)統,通(tong)過(guo)壹(yi)定方(fang)法分別(bie)得到(dao)局(ju)放的(de)電(dian)容(rong)性(xing)信號和(he)電(dian)感(gan)性(xing)信號,對(dui)兩(liang)路(lu)信號進行(xing)軟(ruan)件(jian)濾波(bo)消(xiao)除幹(gan)擾並送(song)入計算機(ji)進(jin)行處(chu)理(li),系(xi)統(tong)的(de)抗(kang)幹(gan)擾能(neng)力(li)較(jiao)強,靈敏(min)度(du)也很高。在(zai)國(guo)內,清華大(da)學電(dian)機(ji)系(xi)於(yu)90年代(dai)初(chu)研(yan)制出在線監測變(bian)壓(ya)器(qi)局部(bu)放電(dian)的(de)計算機(ji)系(xi)統,可(ke)同時采(cai)集局(ju)部(bu)放電(dian)電(dian)信號和(he)超(chao)聲波(bo)信號,並通(tong)過(guo)光(guang)纖(xian)傳送(song)數(shu)據,有較強的(de)抗(kang)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾能(neng)力(li)。
在(zai)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)局(ju)部(bu)放電(dian)超(chao)聲波(bo)檢測方(fang)面,國外(wai)的(de)是(shi)美(mei)國物(wu)理(li)聲學(xue)公(gong)司(PAC),其(qi)產品建(jian)立(li)在上百(bai)臺(tai)大(da)型電(dian)力(li)變(bian)壓(ya)器(qi)檢測所(suo)建(jian)立(li)的(de)數(shu)據(ju)庫(ku)基(ji)礎上,有較強的(de)定位(wei)能力(li);在(zai)國內,武漢高(gao)壓(ya)研(yan)究院也取(qu)得了壹系列(lie)科(ke)研(yan)成(cheng)果。該院在吸(xi)收美(mei)、法、日等(deng)國成(cheng)功(gong)經驗的(de)基(ji)礎上,結(jie)合國家大(da)型攻關項(xiang)目開(kai)發的(de)JFD-2A超(chao)聲定位(wei)系統(tong),集高靈敏(min)度(du)局放聲測(ce)探(tan)頭(tou)、高速(su)數據(ju)采(cai)集(ji)單(dan)元(yuan)、功(gong)能(neng)全(quan)面的(de)故(gu)障(zhang)定位(wei)軟(ruan)件(jian)包於壹體(ti),適(shi)用於對(dui)大(da)型變(bian)壓(ya)器(qi)及其(qi)它(ta)充(chong)油電(dian)氣(qi)設備(bei)的(de)局(ju)部(bu)放電(dian)超(chao)聲波(bo)信號進行(xing)采集(ji)、分析與故障(zhang)定位(wei),現場(chang)靈敏(min)度(du)<300PC,定位(wei)誤差(cha)<25cm。
目前,影響(xiang)變(bian)壓(ya)器(qi)局部(bu)放電(dian)超(chao)聲波(bo)定位(wei)系統(tong)性(xing)能(neng)的(de)主(zhu)要(yao)因(yin)素是(shi)信號幹(gan)擾與定位(wei)誤差(cha)。局放信號的(de)幹(gan)擾有很多(duo),如現場(chang)的(de)機(ji)械振動噪聲、電(dian)力(li)系(xi)統中(zhong)的(de)載(zai)波(bo)通(tong)訊(xun)及(ji)保護信號、可(ke)控矽閉(bi)合或開(kai)斷及地網(wang)中(zhong)產生的(de)脈(mai)沖型(xing)周期(qi)性(xing)信號等(deng)等(deng)。對(dui)於(yu)信號幹(gan)擾的(de)處(chu)理(li),國(guo)內外(wai)學者結(jie)合信號系統(tong)理論(lun)、控制理論(lun)、數(shu)值理(li)論(lun)的(de)發展,針對(dui)性(xing)地提(ti)出了多(duo)種(zhong)降(jiang)噪方(fang)法,如數字(zi)濾波(bo)、自(zi)適(shi)應(ying)濾波(bo)、小(xiao)波(bo)分析等(deng),這些(xie)新方(fang)法的(de)應(ying)用對(dui)於(yu)提(ti)高測(ce)量(liang)精(jing)度(du)有很大(da)幫助(zhu)。但是,由於(yu)現場(chang)情(qing)況復(fu)雜多(duo)變(bian),各(ge)類方(fang)法的(de)降(jiang)噪性(xing)能(neng)都(dou)有壹定的(de)局(ju)限(xian)性(xing)。另(ling)外(wai),局放聲測(ce)探(tan)頭(tou)抗(kang)幹(gan)擾能(neng)力(li)的(de)提(ti)高也是信號降(jiang)噪的(de)關鍵(jian)因(yin)素,國(guo)內外(wai)許多(duo)科(ke)研(yan)機(ji)構(gou)與公司(si)也正在這壹領域(yu)開(kai)展(zhan)研(yan)究,目前,國外(wai)的(de)Biddle Instruments公(gong)司(si)、Power Diagnostix公(gong)司(si)、國內的(de)西(xi)安(an)電(dian)工(gong)研(yan)究所(suo)西(xi)海公(gong)司、武漢高(gao)壓(ya)研(yan)究院等(deng)都(dou)研(yan)制出了自己的(de)高(gao)性(xing)能(neng)探頭(tou)產品。
局(ju)放超(chao)聲定位(wei)的(de)傳(chuan)統(tong)算(suan)法是電(dian)壹(yi)聲時延(yan)球(qiu)面法和(he)聲壹(yi)聲時延(yan)雙(shuang)曲面(mian)法。以此(ci)為基(ji)礎,近(jin)年來不斷有新的(de)改進(jin)方(fang)法提(ti)出,如模式(shi)識別(bie)法,它(ta)不用考慮叠代(dai)計算的(de)發散問題(ti),能(neng)避免因(yin)放電(dian)點(dian)在(zai)變(bian)壓(ya)器(qi)邊緣(yuan)而(er)出現的(de)定位(wei)出界;單(dan)元(yuan)搜(sou)索(suo)法,它(ta)視等(deng)值聲速(su)為(wei)變(bian)量(liang),能(neng)避免聲速(su)值選(xuan)取(qu)不當(dang)產生的(de)誤(wu)差(cha);定位(wei)遺傳(chuan)算(suan)法,它(ta)對(dui)初(chu)始點(dian)無可(ke)行性(xing)要(yao)求,問題(ti)維(wei)數不(bu)受限制,能夠(gou)有效地防(fang)止(zhi)陷(xian)入局(ju)部(bu)zui小。這些(xie)方(fang)法都(dou)是以(yi)聲信號時延(yan)為計算條(tiao)件(jian)的(de),定位(wei)精度(du)目前還(hai)不(bu)夠(gou)理想(xiang),甚至(zhi)會(hui)出現定位(wei)失敗(bai)的(de)情(qing)況(kuang)。影(ying)響(xiang)定位(wei)效果的(de)主(zhu)要(yao)因(yin)素是(shi):由於(yu)超聲波(bo)在(zai)變(bian)壓(ya)器(qi)內部(bu)的(de)傳(chuan)播(bo)過(guo)程(cheng)很復(fu)雜,傳播(bo)路(lu)徑(jing)無法事(shi)先預知,加上傳播(bo)聲速(su)受(shou)到諸多(duo)因(yin)素的(de)影(ying)響(xiang),不(bu)是(shi)壹個恒定值,因(yin)此,難(nan)以獲(huo)得代(dai)表(biao)真(zhen)實(shi)定位(wei)信息的(de)時延(yan);另外(wai),由於(yu)檢測手段有限,加上(shang)幹(gan)擾噪聲的(de)影(ying)響(xiang)時延(yan)本身(shen)的(de)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)也不高,往(wang)往(wang)有數μs到數(shu)十(shi)μs的(de)誤(wu)差(cha)。