基于脉冲编码激励超声扩频测距的变压器绕组变形检测技术
发布时间：2021-11-05 09:21
针对超声波检测变压器绕组时效率低的问题,将超声波编码扩频测距技术引入到现有的超声检测技术中,同时对超声波在油–变压器外壳介质中的传播路径和波型转换进行分析。针对不同位置检测时的回波波型,提出不同类型超声波探头联合检测方法,并设计了超声波扩频测距系统。该系统能够同时发射多路携带不同信号的超声波,对变压器内部绕组的表面结构进行检测,然后利用广义互相关对回波进行分析,使得超声检测的理论精度达到±0.064mm。利用该系统对实体变压器模型进行检测,最终实验结果表明,该系统能够在不影响变压器正常运行的情况下检测变压器绕组内部结构,是一种高效的在线变压器绕组检测方法。
【文章来源】：高电压技术. 2020,46(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
超声检测系统示意图Fig.1Diagramofanultrasounddetectionsystem
3964高电压技术2020,46(11)11sin2lRαΔ=×(11)式中：Δl1超声发射探头距离绕组中心的第一临界距离；R为绕组半径。当纵波发射探头位于距绕组中轴线附件且距离小于Δl1时，如图3所示，超声回波入射角小于第一临界角α1，所以超声回波为纵波，用纵波接收探头安置在变压器相同侧面，可以接收到有效的回波。图3中，Δl为超声波探头距离绕组中心的距离。超声发射探头距离绕组中心的第二临界距离Δl2、第三临界距离Δl3分别为：12sin()42lRπαΔ=×(12)13sin(+)42lRπαΔ=×(13)当纵波发射探头距绕组中轴线距离大于Δl2小于Δl3时，如图4所示，超声波经反射后回波与变压器外壳相邻侧表面夹角小于第一临界角α1，所以在这种情况下使用纵波探头安置在变压器相邻侧面进行回波的接收。2.2垂直纵波探头与横波探头检测当换能器位于图5所示位置时，纵波发射探头距离绕组中轴线距离大于Δl1小于Δl2时，超声波回波与变压器外壳夹角大于第一临界角α1。经过油–钢界面透射后，超声纵波转换为超声横波在钢介质中传播，使用超声横波探头能接收到较好的回波信号。2.3斜探头与横波探头联合检测当换能器位于图6所示位置时，垂直入射的超声波不能满足需求，所以本系统选用一种能发射固定倾斜角纵波的超声换能器，将超声波纵波以固定倾斜角入射，并在绕组表面发生反射，在预期位置附近用横波探头进行回波横波的接收。3超声编码扩频策略当多个超声波探头同时进行超声测距时，各个换能器之间的超声信号会产生相互串扰，影响测量误差，造成检测效率无法提高的问题[22-24]。本文在超声测距的?
3964高电压技术2020,46(11)11sin2lRαΔ=×(11)式中：Δl1超声发射探头距离绕组中心的第一临界距离；R为绕组半径。当纵波发射探头位于距绕组中轴线附件且距离小于Δl1时，如图3所示，超声回波入射角小于第一临界角α1，所以超声回波为纵波，用纵波接收探头安置在变压器相同侧面，可以接收到有效的回波。图3中，Δl为超声波探头距离绕组中心的距离。超声发射探头距离绕组中心的第二临界距离Δl2、第三临界距离Δl3分别为：12sin()42lRπαΔ=×(12)13sin(+)42lRπαΔ=×(13)当纵波发射探头距绕组中轴线距离大于Δl2小于Δl3时，如图4所示，超声波经反射后回波与变压器外壳相邻侧表面夹角小于第一临界角α1，所以在这种情况下使用纵波探头安置在变压器相邻侧面进行回波的接收。2.2垂直纵波探头与横波探头检测当换能器位于图5所示位置时，纵波发射探头距离绕组中轴线距离大于Δl1小于Δl2时，超声波回波与变压器外壳夹角大于第一临界角α1。经过油–钢界面透射后，超声纵波转换为超声横波在钢介质中传播，使用超声横波探头能接收到较好的回波信号。2.3斜探头与横波探头联合检测当换能器位于图6所示位置时，垂直入射的超声波不能满足需求，所以本系统选用一种能发射固定倾斜角纵波的超声换能器，将超声波纵波以固定倾斜角入射，并在绕组表面发生反射，在预期位置附近用横波探头进行回波横波的接收。3超声编码扩频策略当多个超声波探头同时进行超声测距时，各个换能器之间的超声信号会产生相互串扰，影响测量误差，造成检测效率无法提高的问题[22-24]。本文在超声测距的?
【参考文献】：
期刊论文
[1]雷达脉冲编码理论方法及应用[J]. 王岩飞,李和平,韩松. 雷达学报. 2019(01)
[2]基于频率响应二值化图像的变压器绕组变形故障诊断方法[J]. 赵仲勇,唐超,李成祥,周渠,夏麒,姚陈果. 高电压技术. 2019(05)
[3]基于变压器电压电流图形特性的绕组变形在线监测方法[J]. 李成祥,朱天宇,姚陈果,夏麒,米彦,赵仲勇. 高电压技术. 2018(11)
[4]奇异值分解的HB加权广义互相关时延估计[J]. 齐小刚,袁列萍,刘立芳. 信号处理. 2018(10)
[5]超声换能器表面振动和声场测量及其与经典超声换能器的仿真比较[J]. 孙彦招,张涛. 声学技术. 2018(05)
[6]基于伪随机码调制的测距通信一体化激光雷达[J]. 张宇飞,贺岩,刘梦庚,陈卫标. 红外与激光工程. 2018(09)
[7]基于LFM信号相位/调频率调制的探通一体化共享信号设计[J]. 付月,崔国龙,盛彪. 现代雷达. 2018(06)
[8]基于Golay脉冲编码技术的相干激光雷达仿真研究[J]. 周艳宗,王冲,魏天问,上官明佳,夏海云. 中国激光. 2018(08)
[9]一种相位编码信号和失配滤波器联合优化方法[J]. 徐磊磊,周生华,刘宏伟,马林. 西安电子科技大学学报. 2018(05)
[10]超声编码激励在瞬时弹性成像检测中的应用[J]. 和晓念,林浩铭,刁现芬,孟德明,覃正笛,陈思平,陈昕. 声学技术. 2017(04)
本文编号：3477524
【文章来源】：高电压技术. 2020,46(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
超声检测系统示意图Fig.1Diagramofanultrasounddetectionsystem
3964高电压技术2020,46(11)11sin2lRαΔ=×(11)式中：Δl1超声发射探头距离绕组中心的第一临界距离；R为绕组半径。当纵波发射探头位于距绕组中轴线附件且距离小于Δl1时，如图3所示，超声回波入射角小于第一临界角α1，所以超声回波为纵波，用纵波接收探头安置在变压器相同侧面，可以接收到有效的回波。图3中，Δl为超声波探头距离绕组中心的距离。超声发射探头距离绕组中心的第二临界距离Δl2、第三临界距离Δl3分别为：12sin()42lRπαΔ=×(12)13sin(+)42lRπαΔ=×(13)当纵波发射探头距绕组中轴线距离大于Δl2小于Δl3时，如图4所示，超声波经反射后回波与变压器外壳相邻侧表面夹角小于第一临界角α1，所以在这种情况下使用纵波探头安置在变压器相邻侧面进行回波的接收。2.2垂直纵波探头与横波探头检测当换能器位于图5所示位置时，纵波发射探头距离绕组中轴线距离大于Δl1小于Δl2时，超声波回波与变压器外壳夹角大于第一临界角α1。经过油–钢界面透射后，超声纵波转换为超声横波在钢介质中传播，使用超声横波探头能接收到较好的回波信号。2.3斜探头与横波探头联合检测当换能器位于图6所示位置时，垂直入射的超声波不能满足需求，所以本系统选用一种能发射固定倾斜角纵波的超声换能器，将超声波纵波以固定倾斜角入射，并在绕组表面发生反射，在预期位置附近用横波探头进行回波横波的接收。3超声编码扩频策略当多个超声波探头同时进行超声测距时，各个换能器之间的超声信号会产生相互串扰，影响测量误差，造成检测效率无法提高的问题[22-24]。本文在超声测距的?
3964高电压技术2020,46(11)11sin2lRαΔ=×(11)式中：Δl1超声发射探头距离绕组中心的第一临界距离；R为绕组半径。当纵波发射探头位于距绕组中轴线附件且距离小于Δl1时，如图3所示，超声回波入射角小于第一临界角α1，所以超声回波为纵波，用纵波接收探头安置在变压器相同侧面，可以接收到有效的回波。图3中，Δl为超声波探头距离绕组中心的距离。超声发射探头距离绕组中心的第二临界距离Δl2、第三临界距离Δl3分别为：12sin()42lRπαΔ=×(12)13sin(+)42lRπαΔ=×(13)当纵波发射探头距绕组中轴线距离大于Δl2小于Δl3时，如图4所示，超声波经反射后回波与变压器外壳相邻侧表面夹角小于第一临界角α1，所以在这种情况下使用纵波探头安置在变压器相邻侧面进行回波的接收。2.2垂直纵波探头与横波探头检测当换能器位于图5所示位置时，纵波发射探头距离绕组中轴线距离大于Δl1小于Δl2时，超声波回波与变压器外壳夹角大于第一临界角α1。经过油–钢界面透射后，超声纵波转换为超声横波在钢介质中传播，使用超声横波探头能接收到较好的回波信号。2.3斜探头与横波探头联合检测当换能器位于图6所示位置时，垂直入射的超声波不能满足需求，所以本系统选用一种能发射固定倾斜角纵波的超声换能器，将超声波纵波以固定倾斜角入射，并在绕组表面发生反射，在预期位置附近用横波探头进行回波横波的接收。3超声编码扩频策略当多个超声波探头同时进行超声测距时，各个换能器之间的超声信号会产生相互串扰，影响测量误差，造成检测效率无法提高的问题[22-24]。本文在超声测距的?
【参考文献】：
期刊论文
[1]雷达脉冲编码理论方法及应用[J]. 王岩飞,李和平,韩松. 雷达学报. 2019(01)
[2]基于频率响应二值化图像的变压器绕组变形故障诊断方法[J]. 赵仲勇,唐超,李成祥,周渠,夏麒,姚陈果. 高电压技术. 2019(05)
[3]基于变压器电压电流图形特性的绕组变形在线监测方法[J]. 李成祥,朱天宇,姚陈果,夏麒,米彦,赵仲勇. 高电压技术. 2018(11)
[4]奇异值分解的HB加权广义互相关时延估计[J]. 齐小刚,袁列萍,刘立芳. 信号处理. 2018(10)
[5]超声换能器表面振动和声场测量及其与经典超声换能器的仿真比较[J]. 孙彦招,张涛. 声学技术. 2018(05)
[6]基于伪随机码调制的测距通信一体化激光雷达[J]. 张宇飞,贺岩,刘梦庚,陈卫标. 红外与激光工程. 2018(09)
[7]基于LFM信号相位/调频率调制的探通一体化共享信号设计[J]. 付月,崔国龙,盛彪. 现代雷达. 2018(06)
[8]基于Golay脉冲编码技术的相干激光雷达仿真研究[J]. 周艳宗,王冲,魏天问,上官明佳,夏海云. 中国激光. 2018(08)
[9]一种相位编码信号和失配滤波器联合优化方法[J]. 徐磊磊,周生华,刘宏伟,马林. 西安电子科技大学学报. 2018(05)
[10]超声编码激励在瞬时弹性成像检测中的应用[J]. 和晓念,林浩铭,刁现芬,孟德明,覃正笛,陈思平,陈昕. 声学技术. 2017(04)
本文编号：3477524
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