[发明专利]一种利用扫频冲击电流检测电气设备缺陷的系统及方法

说明书

本发明公开了一种利用扫频冲击电流检测电气设备缺陷的系统，所述系统包括冲击电流发生器、可调电感、振动传感器、数据采集装置以及振动测试系统；所述冲击电流发生器串联可调电感后与电气设备的一端连接；振动传感器设于电气设备外表面，且振动传感器经数据采集装置接入振动测试系统；所述振动测试系统对振动信号进行频谱分析，识别电气设备机械缺陷的类别。本发明通过扫频冲击电流下振动信号的检测分析来判断和识别设备的机械故障类型，能够检测电气设备内部机械缺陷。本发明还公开了一种利用扫频冲击电流检测电气设备缺陷的方法。

技术领域

本发明涉及电气设备缺陷检测技术，具体涉及一种利用扫频冲击电流检测电气设备缺陷的系统及方法。

背景技术

电气设备的正常运行是整个电力系统稳定的关键，因此，对电气设备缺陷的检测与识别成为维持电力系统稳定的基础。在众多的电气设备缺陷中，机械结构缺陷具有一定的隐蔽性，而且如果不及时进行处理还有可能引发电气故障，影响设备正常运行，导致停电事故。电气设备机械结构缺陷通过常规的电气检测方法难以及时有效发现及识别，现有较成熟的缺陷检测方法和装置大多都针对电气设备绝缘和发热缺陷，对机械结构缺陷检测的装置及方法较少。

在中国发明专利说明书CN101738567A中公开了一种利用恒流扫频电源激振检测变压器绕组状态的系统和方法，该方法通过对变压器注入频率可调、幅值恒定的交流电流激励绕组振动来识别绕组的变形。

但上述方法存在如下问题：一是该系统输入稳态交流电流，其针对变压器绕组可以产生较大交变电磁力从而引起振动，但对于其他无绕组电气设备无法引发有效的振动响应，因此其适用性较窄。二是该系统通过检测变压器在一定频率激励信号下的稳态振动响应来识别缺陷，其频谱覆盖范围受限，检测时间长，无法及时有效获取丰富的机械结构响应信息。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种利用扫频冲击电流检测电气设备缺陷的系统及方法，通过扫频冲击电流下振动信号的检测分析来判断和识别设备的机械故障类型，检测效率高。

技术方案：本发明的利用扫频冲击电流检测电气设备缺陷的系统，包括冲击电流发生器、可调电感、振动传感器、数据采集装置以及振动测试系统；所述冲击电流发生器串联可调电感后与电气设备的一端连接；振动传感器设于电气设备外表面，且振动传感器经数据采集装置接入振动测试系统；所述振动测试系统(5)对振动信号进行频谱分析，识别电气设备机械缺陷的类别。

还包括分流器和示波器，所述冲击电流发生器通过分流器与示波器连接，以检测冲击电流的波形。

所述冲击电流发生器的输出电流峰值不低于80kA，能量不低于15kJ。

所述可调电感采用无铁芯线圈型式，无铁芯线圈型式能够在大电流情况下不会出现铁芯饱和。

所述振动传感器灵敏度在80～200mV/g，测量范围为5-80g，中心频率范围覆盖0.1～30000Hz。

数据采集装置为数据采集卡，所述数据采集卡同时采集4组以上的传感器数据，实现设备多点振动信号分析。

一种利用扫频冲击电流检测电气设备缺陷的方法，包括以下步骤：

(a)可调电感的感抗调节，使得冲击电流波形的振荡中心频率改变至合适值；

(b)冲击电流发生器充电至预设电压，冲击电流发生器触发，产生的冲击电流施加至电气设备；

(c)振动传感器采集电气设备表面的振动信号，并经振动测试系统变换后形成频谱图；

(d)振动测试系统对频谱图进行分析，识别电气设备是否存在机械结构缺陷。

所述步骤(d)中，振动测试系统采用熵谱法、聚类分析法对频谱图进行特征分析，识别电气设备机械缺陷的类别。