一、方案目標(biāo)

通過高靈敏度超聲波檢測技術(shù)，精準(zhǔn)識(shí)別電力設(shè)備(GIS、變壓器、開關(guān)柜、電纜終端等)內(nèi)部局部放電現(xiàn)象，評估絕緣狀態(tài)，提前預(yù)警潛伏性故障，指導(dǎo)設(shè)備維護(hù)決策，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

二、檢測原理

基于局部放電產(chǎn)生的超聲波信號(hào)特性：

聲源定位：放電點(diǎn)產(chǎn)生的高頻聲波(20-300kHz)通過設(shè)備結(jié)構(gòu)傳播至外殼。

信號(hào)轉(zhuǎn)換：外置超聲波傳感器捕捉聲波信號(hào)，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

智能分析：結(jié)合時(shí)差定位(TDoA)、模式識(shí)別及頻譜分析技術(shù)，區(qū)分放電類型(電暈、沿面放電、內(nèi)部氣隙放電等)，排除機(jī)械振動(dòng)干擾。

三、實(shí)施流程

階段1：前期準(zhǔn)備

設(shè)備臺(tái)賬梳理：篩選高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備(如：投運(yùn)超5年、負(fù)荷波動(dòng)大、歷史缺陷設(shè)備)。

環(huán)境降噪：檢測時(shí)段避開強(qiáng)機(jī)械振動(dòng)源(如風(fēng)機(jī)、泵機(jī)運(yùn)行)。

傳感器布點(diǎn)：依據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)檢測區(qū)域(如GIS腔體焊縫、變壓器套管基座)。

階段2：現(xiàn)場檢測

接觸式檢測：傳感器磁吸固定于設(shè)備外殼，采集穩(wěn)態(tài)信號(hào)(時(shí)長≥10分鐘)。

掃描式檢測：手持非接觸傳感器沿設(shè)備表面移動(dòng)，識(shí)別異常聲源區(qū)域。

多維度數(shù)據(jù)采集：同步記錄超聲幅值(dBμV)、脈沖頻次、相位分布特征。

階段3：報(bào)告輸出

包含：

檢測點(diǎn)位圖譜及數(shù)據(jù)表

放電類型判定(依據(jù)IEC 60270標(biāo)準(zhǔn))

風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)(低/中/高)

檢修建議(立即停運(yùn)/跟蹤監(jiān)測/計(jì)劃檢修)

電力設(shè)備局部放電超聲波檢測方案

四、關(guān)鍵技術(shù)保障

抗干擾技術(shù)

帶通濾波抑制低頻噪聲(<20kHz)

時(shí)域關(guān)聯(lián)分析排除瞬時(shí)干擾

定位精度提升

三傳感器時(shí)差定位法(誤差≤10cm)

聲電聯(lián)合定位(同步超高頻檢測)

智能診斷系統(tǒng)

基于CNN的放電模式自動(dòng)分類

歷史數(shù)據(jù)對比分析趨勢劣化

五、安全措施

嚴(yán)格執(zhí)行帶電作業(yè)規(guī)程：保持安全距離，使用絕緣工器具。

傳感器無源設(shè)計(jì)：避免電氣接觸風(fēng)險(xiǎn)。

異常緊急響應(yīng)：檢測到劇烈放電(>50dBμV)立即撤離并上報(bào)。

劉、預(yù)期成效

隱患發(fā)現(xiàn)率提升：較常規(guī)試驗(yàn)提前3-6個(gè)月識(shí)別早期絕緣缺陷。

維修成本降低：避免非計(jì)劃停運(yùn)損失，精準(zhǔn)定位減少設(shè)備解體范圍。

壽命周期管理：建立設(shè)備超聲指紋庫，支持狀態(tài)檢修決策。

方案擴(kuò)展性說明：

本方案可升級(jí)為在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過固定式傳感器組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警，并接入電網(wǎng)智能運(yùn)檢平臺(tái)。