超声波技术课件

1、超声波技术及其应用北京市电力试验研究院 2009-06主要内容主要内容超声波检测技术及相关知识简介超声波检测技术及相关知识简介超声波仪器介绍超声波仪器介绍仪器使用方法仪器使用方法典型案例典型案例超声波检测技术超声波检测技术及相关知识简介及相关知识简介超声波基本知识超声波基本知识n频率高于频率高于20000赫兹的声波称为赫兹的声波称为“超声波超声波”，并，并具有以下特点：具有以下特点： 1） 超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播；质中有效传播； 2） 超声波可传递很强的能量，在传播时，方向超声波可传递很强的能量，在传播时，方向性强，能量易于集中

2、；性强，能量易于集中； 3） 超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象；超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象； 4） 超声波在液体介质中传播时，可在界面上产超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生强烈的冲击和空化现象。生强烈的冲击和空化现象。 超声波基本知识超声波基本知识n超声波的主要用途超声波的主要用途 1） 工程学方面的应用：水下定位与通讯、地下工程学方面的应用：水下定位与通讯、地下资源勘查等资源勘查等 ；2）生物学方面的应用：剪切大分子、生物工程）生物学方面的应用：剪切大分子、生物工程及处理种子等及处理种子等 ； 3）治疗学方面的应用：理疗、治癌、外科、体外）治疗学方面的应用：理疗、治癌

3、、外科、体外碎石、牙科等碎石、牙科等 ； 4）军事方面的应用等）军事方面的应用等 。 局部放电基本知识局部放电基本知识n非贯通性的放电称为局部放电非贯通性的放电称为局部放电;将引起绝缘系统劣将引起绝缘系统劣化，逐渐导致绝缘损坏。化，逐渐导致绝缘损坏。n局部放电的伴随征兆局部放电的伴随征兆:n-光光n-热热n-气体气体n-声声n-电磁波电磁波空穴空穴局部放电基本知识局部放电基本知识n三种基本的局部放电类型三种基本的局部放电类型: :介质内部介质内部 ( (空穴空穴) ) 局部放电局部放电表面局部放电表面局部放电, , 电晕放电电晕放电 超声波检测的必要性超声波检测的必要性电气缺陷电气缺陷 局部放

4、电等局部放电等机械缺陷机械缺陷 机械振动等机械振动等超声波信号超声波信号超声波仪器介绍超声波仪器介绍超声波检测超声波检测超声波检测超声波检测传感器传感器放大器放大器调制器调制器放大器放大器本地振本地振荡器荡器耳机耳机表头表头电晕电晕, , 爬电爬电, , 电弧和较强的电弧和较强的PDPD对空气绝缘设备最为有效对空气绝缘设备最为有效超声波检测超声波检测nUltraprobe 9000将探测到的超声波将探测到的超声波信号转换为可听见信号转换为可听见的音频信号，通过的音频信号，通过耳机传到人耳，并耳机传到人耳，并在在LCD上用一个分上用一个分成成16小段的条形图小段的条形图很直观地实时显示很直观地实

5、时显示声音强度的变化，声音强度的变化，用数字显示频率和用数字显示频率和分贝值。分贝值。 超声波检测超声波检测n该仪器的单位为dB(分贝) ，特指基于1mV的被测信号的（分贝）幅值；n例如某一信号的实际幅值为15mV, 则其分贝值为20 x log(15(mV)/ 1(mV) = 23.5 分贝（dB）。 仪器使用方法仪器使用方法仪器的使用方法na- 主仪器nb- 耳机nc-超声扫描模块nd-接触式模块ne- 橡胶探头nf-接触式扩展组件ng-超声发生器nh-充电器a仪器的使用方法Ultraprobe 9000超声波超声波监测仪主机监测仪主机 1 主机运行开关2 电源插孔3 性能调节旋钮（顺时针

6、调大，逆时针调小）4 声音存储按钮5 外置耳机插孔a2 13345仪器的使用方法当当UP9000打开时打开时 ，显，显示面板将显示示面板将显示:n-强度水平：仪器探测到强度水平：仪器探测到的的dB值值 n- 频率：仪器探测得频频率：仪器探测得频率，率，UP9000可探测的可探测的频率为频率为20KHz-100KHz。n- 电池：显示电池电量电池：显示电池电量仪器的使用方法具体详见：超声波操作手册具体详见：超声波操作手册注意事项检测前应检查超声仪器连接是否完好。定期对超声仪器进行自检，以保证超声仪器测量的准确度。一般1周自检一次。在站内检测时，一般日光灯会产生超声。在对环境进行检测时，若发现有超

7、生干扰可关闭测试周围所有的灯后，再进行检测。当对多个同类设备检测时，若发现dB值为0或，但听见的声音与其它设备检测时听见的声音不同时，应进行仔细检测，并录下声音。使用非接触式进行设备检测时，探头应可能接近设备缝隙处 。注意事项在检测时应防止超声仪器误碰运行设备上的“禁动”部位。在检测时应最大限度保持测试周围的安静，不要人为的产生噪音，而影响检测的准确度。对设备进行超声波检测时，要分别使用接触式和非接触式对设备进行检测。因为当设备内部有异常时，有些情况下只有一种检测方式能检测到。在使用非接触式检测时，应使用40KHz的频率；在使用接触式检测时，应使用20KHz的频率。北京市电力公司开关类设备状态

8、监测试验规程规定记录单典型案例典型案例空气绝缘的开关母线室检测到局放空气绝缘的开关母线室检测到局放 空气绝缘的开关母线室检测到局放空气绝缘的开关母线室检测到局放 潮湿引起腐蚀潮湿引起腐蚀超声波案例 1超声波案例 2Ultraprobe 9000 非接触方式非接触方式由于脏污和潮气表面爬电由于脏污和潮气表面爬电超声波案例 3n10kV母线严重污秽造成放电 超声波案例 3n5月18日，对203进线母线桥柜体超声异常进行检修处理。n停电检查过程中发现发现柜内及电抗器处C相母线存在较大的尘土，C相母线排积尘较其他两相严重。超声波案例 4超声波案例 4超声波案例 4n经过对203柜体内部及串抗母线排清扫

9、处理后，再次对203开关柜加压试验，暂态地电压数值与环境差值为3dB，三相超声波信号相同且相对降低，对比清扫处理前后数据表明C相母线架构覆盖严重尘土是导致检测数据异常的原因。超声波案例 5n10kV穿墙导线与套管间悬浮电位造成放电 超声波案例 5n5月23日，对202-3穿墙套管处超声异常进行处理。n停电检查过程中发现发现变压器至电抗器C相穿墙套管存在由于长期放电导致的烧痕。n对202-3C相穿墙套管处理后，加压测试超声正常。超声波案例 5超声波案例 6n35kV母线柜C相套管内连接簧片与均压环脱落造成放电 超声波案例 6n初步检测状态监测班在某变电站35kV开关室对302开关柜进行检测中，使

10、用Ultraprobe 9000超声波测试发现302开关柜后柜有比较明显的异音信号，经定位C 相信号较为强烈。超声波案例 6n跟踪检测在停电后由维护单位与厂家人员对该处进行了检查，发现302穿柜管C相内母线均压环与母线导体连接簧片松动，簧片未能与均压环良好接触，经过厂家处理后，进行加压试验；试验过程中状态监测班成员对302C相穿柜管进行超声波局放测试。常规加压试验表现并无异常，但超声波测试中可以监测到明显的放电声音，怀疑仍存在穿柜管内部放电现象。超声波案例 6图三：局部放电位置细节图 图一：C相穿柜管外观图 图二：C相穿柜管内部超声波案例 6n分析结果在检查过程中，状态监测班成员对穿柜管内部进行检查发现302