Устройство контроля высоковольтного оборудования под напряжением



Устройство контроля высоковольтного оборудования под напряжением
Устройство контроля высоковольтного оборудования под напряжением
Устройство контроля высоковольтного оборудования под напряжением
Устройство контроля высоковольтного оборудования под напряжением
Устройство контроля высоковольтного оборудования под напряжением
Устройство контроля высоковольтного оборудования под напряжением

 


Владельцы патента RU 2569415:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Метакон" (RU)

Устройство относится к средствам для дистанционного контроля высоковольтного электрооборудования, находящегося под напряжением, и может быть применено в электроэнергетике. Устройство работает по принципу обнаружения ультразвукового сигнала, содержащегося в спектре излучения высоковольтного разряда. Устройство контроля высоковольтного оборудования под напряжением содержит приемник сигналов частичных разрядов, в качестве которого используется ультразвуковой датчик, диаграмму направленности которого формирует приемный рупор, оптический визир, блок лазерной наводки, жидкокристаллический индикатор, блок автоматической регулировки чувствительности сигналов от частичных разрядов, блок обработки сигналов. Для достижения технического результата приемный рупор выполнен из пластика с волокнисто-пористой структурой, получаемой по 3Д технологии. Использование такого материала обеспечивает существенно более высокое значение отношения сигнал/шум и увеличивает возможную предельную дальность определения наличия частичных разрядов на высоковольтном оборудовании. 6 ил.

 

Устройство относится к электроэнергетике и может быть использовано для дистанционного контроля высоковольтного энергетического оборудования, находящегося под напряжением.

Уровень техники.

Известно, что на высоковольтном энергетическом оборудовании, находящемся под напряжением, могут возникать коронные разряды, а на дефектах оборудования, например трещинах в высоковольтных изоляторах - частичные разряды. Возникновение и коронных, и частичных разрядов сопровождается генерацией колебаний в широком диапазоне частот, включая ультразвуковой. Поэтому измерение ультразвуковых сигналов, связанных с частичными разрядами, свидетельствующими о наличии дефектов изоляции, опасных для дальнейшей эксплуатации высоковольтного оборудования, является одним из основных методов контроля состояния изоляции при диагностике высоковольтного оборудования [1] (Руссов В.А. Измерение частичных разрядов в изоляции высоковольтного оборудования Изд-во Ур ГУПС, г. Екатеринбург, 2011, с. 329-331).

Известно устройство контроля высоковольтного оборудования под напряжением [2] (патент РФ №67267), работающее по принципу обнаружения ультразвукового сигнала, содержащегося в спектре излучения высоковольтного разряда. Практической реализацией устройства [2] является показанный на фиг. 1 прибор дистанционного контроля высоковольтного энергетического оборудования под напряжением «Ультраскан-2004М» (Техническое описание, инструкция по эксплуатации и паспорт прибора, г. Томск ООО «НПП «Метакон» [3]. Прибор предназначен для дистанционного определения мест утечек электрического тока в элементах конструкций линий электропередач, подстанций, в изоляторах контактной сети железных дорог.

Прибор [3], выбранный в качестве прототипа, содержит приемник сигналов частичных разрядов, в качестве которого используется ультразвуковой датчик, диаграмму направленности которого формирует приемный рупор, оптический визир, блок лазерной наводки, жидкокристаллический индикатор, блок автоматической регулировки чувствительности приемника сигналов от частичных разрядов, блок обработки (частотной и корреляционной) сигналов. При этом выход блока автоматической регулировки чувствительности соединен с входом блока обработки сигналов, выполненного с возможностью передачи результатов обработки в блок долговременной памяти для их передачи с помощью интерфейса связи на компьютер.

Недостатком прототипа [3] является плохая звукоизоляция ультразвукового датчика от посторонних шумов и излучений, что затрудняет выделение и регистрацию сигналов от частичных разрядов и диагностику дефектов при использовании устройства, например, на работающих подстанциях. Этот недостаток связан с тем, что приемный рупор ультразвукового датчика выполнен из монолитного материала с низким коэффициентом звукопоглощения. В приборе «Ультраскан 2004» приемный рупор выполнен из плотного текстолита.

Сущность изобретения.

Технической задачей, на достижение которой направлено изобретение, является повышение помехозащищенности ультразвукового датчика и соответственно улучшение качества работы устройства.

Технический результат - улучшение качества работы устройства путем повышения звукоизоляции ультразвукового датчика достигается переходом на приемный рупор ультразвукового датчика, выполненный из пластика с волокнисто-пористой структурой, получаемой по 3Д технологии.

На фиг. 1 показан внешний вид прибора «Ультраскан 2004М».

На фиг. 2 показана блок-схема устройства.

На фиг. 3 показан приемный рупор, изготовленный по 3Д технологии.

На фиг. 4 показана волокнисто-пористая структура в поперечном сечении материала приемного рупора, изготовленного из пластика по 3Д технологии.

На фиг. 5 показана спектрограмма входного сигнала, полученная прибором «Ультраскан 2004М» с приемным рупором из пластика с волокнисто-пористой структурой.

На фиг. 6 показана спектрограмма входного сигнала, полученная прибором «Ультраскан 2004М» с приемным рупором из плотного текстолита.

Блок-схема предлагаемого устройства показана на фиг. 2. Устройство содержит приемник сигналов частичных разрядов 1, в качестве которого используется ультразвуковой датчик, диаграмма направленности которого формирует приемный рупор, оптический визир 2, блок лазерной наводки 3, блок автоматической регулировки чувствительности приемника сигналов 4, блок обработки (цифровой и корреляционный) сигналов 5, жидкокристаллический линейный индикатор 6, цифровой диктофон 7, блок долговременной памяти 8, интерфейс связи с компьютером 9 и отличается тем, что приемный рупор ультразвукового датчика выполнен из пластика с волокнисто-пористой структурой (см. фиг. 4), получаемой с использованием 3Д технологии, что обеспечивает существенно более высокий коэффициент звукопоглощения материала, из которого изготовлен приемный рупор.

Устройство работает следующим образом. Включив цифровой диктофон 7, идентифицируют обследуемый объект 10. Приемный рупор приемника сигналов частичных разрядов с помощью оптического визира 2 и блока лазерной наводки 3 наводят на обследуемый объект 10. Наводя устройство на различные участки обследуемого объекта, определяют место частичных разрядов. Сигнал от приемника 1 попадет в блок автоматической регулировки чувствительности 4, выход которого соединен с входом блока обработки сигналов 5. Результаты обработки вместе с диктофонными записями поступают в блок долговременной памяти 8. С помощью интерфейса связи 9 они могут быть переданы на компьютер.

Пример.

Известен способ контроля высоковольтного оборудования под напряжением [4] (патент РФ №2483302), заключающийся в том, что осуществляют дистанционный прием акустических сигналов, сопровождающих частичные разряды, возникающие на дефектах высоковольтного оборудования, выделяют огибающую сигнала, осуществляют ее спектральный анализ (в диапазоне частот до 1 кГц) и определяют наличие (или отсутствие для исправного оборудования) ряда пиков с частотой, кратной 50 Гц (50, 100, 150…).

Этот способ был использован для проведения сравнительных испытаний прибора «Ультраскан-2004М» со стандартным приемным рупором из плотного текстолита и прибора с приемным рупором, изготовленным из пластика с применением 3Д технологии, обеспечивающей создание волокнисто-пористой структуры материала рупора.

Сравнительные испытания были проведены на подвесной гирлянде из четырех стеклянных тарельчатых изоляторов контактной сети постоянного тока железной дороги, на которой ранее было обнаружено возникновение частичных разрядов.

Известно, что предельная дальность определения наличия разряда величиной 5 пКл для стандартного прибора «Ультраскан-2004М» составляет 15 м (см. паспорт прибора). При проведении сравнительных испытаний расстояние до контролируемой гирлянды составляло 20 м. Полученные при испытании спектрограммы сигналов приведены на фиг. 4 (прибор с приемным рупором из пластика с волокнисто-пористой структурой) и фиг. 5 (прибор с приемным рупором из плотного текстолита).

На спектрограмме, снятой прибором с приемным рупором из материала с волокнисто-пористой структурой (фиг. 5), видна четкая «гребенка» пиков с частотой, кратной 50 Гц, в то время как на спектрограмме, полученной на приборе со стандартным приемным рупором из плотного текстолита (фиг. 6), уровень шума много выше и «гребенка» на этом фоне проявляется слабее.

Таким образом, использование прибора с приемным рупором из материала с волокнисто-пористой структурой обеспечивает существенно более высокое значение отношения сигнал/шум и увеличивает возможную предельную дальность определения наличия частичных разрядов на высоковольтном оборудовании.

Устройство контроля высоковольтного оборудования под напряжением, включающее приемник сигналов частичных разрядов, в качестве которого используется ультразвуковой датчик, диаграмму направленности которого формирует приемный рупор, оптический визир, блок лазерной наводки, жидкокристаллический индикатор, блок автоматической регулировки чувствительности сигналов от частичных разрядов, блок обработки сигналов, при этом выход блока автоматической регулировки чувствительности соединен с входом блока обработки сигналов, выполненного с возможностью передачи результатов обработки вместе с диктофонными записями в блок долговременной памяти для их передачи с помощью интерфейса связи на компьютер, отличающееся тем, что приемный рупор выполнен из пластика с волокнисто-пористой структурой, получаемой по 3Д технологии.



 

Похожие патенты:

Использование: для неразрушающего контроля дефектов. Сущность изобретения заключается в том, что посылают зондирующий электромагнитный сигнал на преобразователь, возбуждающий в контролируемом образце поверхностные акустические волны, при этом на преобразователь периодически подается зондирующий электромагнитный импульс, в котором частота дискретно меняется по линейному закону, производится измерение частотной зависимости комплексного коэффициента отражения S11 этого преобразователя ПАВ и последующее Фурье- преобразование полученной частотной зависимости, по которому можно определить местоположение и величину дефекта по амплитуде и задержке отраженных от него ПАВ, причем длительность зондирующего электромагнитного импульса выбирается таким образом, что измерения на каждой частоте ведется некоторое время, за которое ПАВ проходит расстояние большее, чем удвоенное расстояние между преобразователем и дефектом, частота заполнения электромагнитного импульса формируется с помощью цифрового синтезатора частоты.

Изобретение относится к способу изготовления снабженной полым профилем конструктивной детали из волокнистого композиционного материала (варианты). Техническим результатом данного изобретения является исключение операции дополнительной обработки заготовки конструктивной детали для закрытия открытых концов полого профиля и исключение отрицательного действия заглушки на испытание без разрушения материала заготовки конструктивной детали посредством ультразвука.

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой способ и устройство для обнаружения дефектов на поверхности ферромагнитных материалов и изделий.

(57) Использование: для ультразвукового контроля. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют формирование первого и второго измерительных каналов, содержащих пары генератор-приемник электроакустических преобразователей и смещенных в пространстве по оси движения, при этом центры акустических осей всех преобразователей располагают по одной линии в ряд так, что смещение между центрами приемников равно смещению между центрами генераторов, получают разностный сигнал с выходов указанных каналов и сравнивают уровень данного сигнала с браковочным уровнем, а о присутствии дефекта судят по падению уровня разностного сигнала.

Группа изобретений относится к текущему контролю вращающихся компонентов в центробежных насосах или в системах, их содержащих. Устройство контроля состоит из первого блока (1) и второго блока (9).

Использование: для автоматизированного ультразвукового контроля плоских изделий. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют сканирование плоских изделий ультразвуковым преобразователем в двух взаимно перпендикулярных направлениях: возвратно-поступательное поперек и дискретное прямолинейное вдоль контролируемого изделия.

Использование: для измерения толщины контактного слоя при ультразвуковой дефектоскопии. Сущность изобретения заключается в том, что излучают пучок ультразвуковых колебаний в призму пьезопреобразователя, принимают отраженные от контактной поверхности объекта контроля продольные колебания дополнительной пьезопластиной, характеризующийся тем, что измеряют временное смещение отраженных колебаний и по его величине судят о толщине слоя.

Использование: для определения длины патрубка, выступающего внутрь трубы тройникового соединения, посредством эхо-сигнала. Сущность изобретения заключается в том, что создают в стенке патрубка возмущающее воздействие с помощью излучателя ультразвуковых колебаний, установленного на наружной поверхности патрубка, и измеряют величину параметра входного сигнала путем снятия величины амплитуды и определяют на линии А-развертки местоположение отраженного ультразвукового импульса с жидкокристаллического экрана ультразвукового дефектоскопа, при этом дополнительно получают длину пути отраженного эхо-сигнала от торца патрубка до места установки излучателя путем перемещения излучателя ультразвуковых колебаний вдоль патрубка по наружной стенке для получения максимального эхо-сигнала с последующим расчетом длины выступающей части патрубка по соответствующей формуле.

Использование: для ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением. Сущность изобретения заключается в том, что в процессе обследования трубопровода устройство ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением с использованием пьезоэлектрических преобразователей регистрирует отраженные сигналы от внутренней или внешней поверхностей стенки трубопровода, превышающие программно задаваемый порог, при этом выбираются отраженные сигналы по максимальному значению амплитуды, привязанной ко времени прихода от излученного импульса, далее из полученных сигналов выбирают не менее четырех сигналов по максимальным значениям амплитуд и регистрируют как значения времени от излученного импульса, так и амплитуды, при этом определяют границы начала изменения толщины стенки так называемой «зоны неопределенности границы дефекта» и в зависимости от структуры сигнала в «зоне неопределенности» вычисляют величину коррекции и далее корректируют сигналы отступа и толщины стенки трубопровода.

Использование: для автоматизированного ультразвукового контроля крупногабаритных изделий, имеющих форму тел вращения. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют настройку чувствительности дефектоскопической аппаратуры в ручном режиме, ее проверку в автоматическом режиме, размещение на предметном столе установки контролируемого изделия, центрирование его, установку ультразвукового преобразователя на поверхности изделия в зоне начала контроля, включение автоматического режима контроля, сканирование преобразователем поверхности изделия по спирали, ввод - прием акустических колебаний контактно-щелевым методом с применением преобразователей с локальной ванной в изделие и в эталоны при настройке на них и проверке чувствительности аппаратуры, а также фиксирование наличия или отсутствия дефектов, при этом для контроля куполообразных изделий со сферическими поверхностями, преобразователь перемещают по дугообразной траектории, сканируют преобразователем поверхность изделия по выпуклой спирали Архимеда, и при обнаружении дефектов считывают их угловые координаты в двух взаимно-перпендикулярных направлениях.

Изобретение относится к области неразрушающего ультразвукового контроля изделий и используется при контроле качества продольных и кольцевых швов, а также контроле качества изделий. Устройство для ультразвукового контроля изделий содержит основание с закрепленной на нем стойкой, на которой установлена каретка с датчиком для проведения контроля. Каретка смонтирована на стойке с возможностью осевого перемещения посредством привода и фиксации в заданном положении, на основании с возможностью вращения посредством привода установлен стол, предназначенный для размещения контролируемого изделия, вилка скреплена с рычагом, установленным с возможностью поворота на каретке, на вилке с возможностью поворота на осях смонтирована рамка, в которой на осях с возможностью поворота установлена плита, на плите с возможностью осевого перемещения смонтирована пластина, подпружиненная относительно нее и несущая подпружиненную относительно нее рамку, предназначенную для установки датчика, при этом на поверхности рамки, обращенной к изделию, установлены опоры, предназначенные для контакта с контролируемым изделием. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения качественного ультразвукового контроля продольных и поперечных сварных и паяных швов. 3 ил.

Использование: для контроля качества сварки металлических деталей. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют ультразвуковое зондирование деталей в окрестности сварки, прием и оценку отраженных ультразвуковых сигналов, при этом дополнительно оценивают отраженные ультразвуковые сигналы от структурных неоднородностей металла деталей в зоне термического влияния и настраивают чувствительность ультразвукового дефектоскопа относительно уровня этих сигналов. Технический результат: повышение чувствительности при ультразвуковом контроле качества сварки металлических деталей. 2 ил.

Использование: для определения толщины стенки трубопровода. Сущность изобретения заключается в том, что измеряют толщину стенки трубопровода как функцию от положения с использованием распространения ультразвука. Используют серию прогнозных моделей, которые задают прогнозы ультразвуковых сигналов отклика как функцию от различных наборов параметров, которые являются определяющими для ультразвуковой скорости, зависящей от положения, при различных частотах звука и различном пространственном разрешении. Выполняют последовательные итерационные процессы подгонки, каждый из которых подгоняет комбинацию значений последовательного набора параметров к обнаруженным ультразвуковым сигналам отклика в соответствии с соответствующей моделью, используя подогнанные значения из предыдущего процесса подгонки для инициализации следующего набора параметров для итерационной подгонки. По меньшей мере первая модель задает прогнозы значений волновых векторов как функцию от периферического положения в последовательных кольцах вокруг указанной трубы в качестве сумм значений волновых векторов для периферических положений в предыдущем кольце, умноженных на коэффициенты распространения, используя коэффициенты распространения, зависящие от первого набора параметров. Технический результат: повышение достоверности определения толщины стенки трубопровода. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.
Использование: для определения состояния подземной части железобетонных опор контактной сети. Сущность заключается в том, что возбуждают собственные колебания опоры, воздействуя на опору ударным импульсом в зоне раздела подземной и надземной частей, а о состоянии подземной части опоры судят по зависимости частот и энергий колебаний от времени из получаемой спектрограммы, сравнивая спектрограмму с эталонными спектрограммами для остродефектной, дефектной и нормальной опор данного типа. Технический результат: повышение надежности и достоверности контроля состояния подземной части опор.

Использование: для дефектоскопии изделий из титановых сплавов непосредственно после отливки с применением ультразвуковых волн для обнаружения внутренних дефектов. Сущность изобретения заключается в том, что обнаружение внутренних дефектов, содержащих изменение зернистости в затвердевшей структуре слитка, осуществляется с помощью ультразвука при добавлении элементов бора в различные титановые сплавы. Технический результат: обеспечение возможности минимизации помех ультразвуковых волн и, как следствие, обеспечение возможности обнаружения внутренних дефектов с высокой степенью достоверности. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области ракетной и измерительной техники и может быть использовано при выходном контроле на предприятии-изготовителе корпуса ракетного двигателя и входном контроле на предприятии-изготовителе твердотопливного заряда. Сущность: осуществляют зондирование контролируемой зоны сигналами ультразвуковых колебаний, регистрацию прошедших через указанную зону ультразвуковых колебаний, по параметрам которых судят о качестве адгезионного соединения в контролируемой зоне. При этом предварительно последовательно в каждую из зон манжетного раскрепления, смещенных относительно друг друга на 45-60°, вводят силовой элемент, посредством которого осуществляют перемещение каждой зоны раскрепляющей манжеты, примыкающей к вершине замка манжетного раскрепления, путем приложения нагрузки, обеспечивающей моделирование силового воздействия заряда на контролируемую зону. Технический результат: обеспечение достоверного определения состояния контролируемой зоны. 5 ил.

Изобретение относится к области определения одной из основных характеристик шумоизолирующих материалов - коэффициента их звукопоглощения. Способ оценки звукопоглощения волокнисто-пористых материалов заключается в измерении удельного сопротивления протеканию потоком воздуха RS и определении коэффициента звукопоглощения α на заданной частоте по регрессионным уравнениям, связывающим RS и α. Изобретение может быть использовано для оценки коэффициента звукопоглощения волокнисто-пористых материалов, а также пористых материалов с открытой системой пор. 23 ил., 3 табл.

Использование: для неразрушающего контроля качества сварных швов с использованием метода акустической эмиссии. Сущность изобретения заключается в том, что акустическое устройство обнаружения и определения местоположения дефектов в сварных швах содержит измерительный канал, включающий установленный на безопасном расстоянии от сварного шва преобразователь акустических сигналов, первый предварительный усилитель, полосовой фильтр, а также первый аналого-цифровой преобразователь, блок оперативного запоминания акустических сигналов и компьютер с монитором отображения выходных данных, при этом оно снабжено коммутатором, включенным между выходом преобразователя акустических сигналов и входом первого предварительного усилителя, первым амплитудным дискриминатором, соединенным с выходом первого аналого-цифрового преобразователя, вход которого подключен к выходу полосового фильтра, вход которого подключен к выходу первого предварительного усилителя, вторым амплитудным дискриминатором, причем выходы первого амплитудного дискриминатора соединены с соответствующими входами блока оперативного запоминания акустических сигналов и второго амплитудного дискриминатора, блоком записи эталонных сигналов, вход которого соединен с выходом второго амплитудного дискриминатора, блоком вычисления нормированных взаимно корреляционных функций и их максимальных значений. Технический результат: повышение помехозащищенности устройства и обеспечение возможности одностороннего доступа при использовании единственного преобразователя акустико-эмиссионных сигналов на стадии сбора данных и двух преобразователей на стадии определения местоположения дефектов. 2 ил.

Использование: для оперативной оценки результатов ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии. Сущность изобретения заключается в том, что устройство отображения рельсового дефектоскопа содержит подсистему измерения, содержащую несколько акустических блоков, каждый из которых содержит несколько электроакустических преобразователей, соединенных с многоканальным ультразвуковым дефектоскопом, устройство отображения результатов ультразвуковых зондирований на дисплее в виде мнемонического изображения рельса с акустическими блоками, напротив каждого из которых расположены метки электроакустических преобразователей, содержащихся в соответствующем акустическом блоке, устройство автоматического обнаружения дефектов по результатам ультразвукового зондирования, обеспечивающего выделение на дисплее меток акустических блоков и электроакустических преобразователей, обнаруживших дефект, а также отображение сигналов от дефектов и местоположение дефектов на мнемоническом изображении рельса. Технический результат: обеспечение возможности отображения наглядным образом дефектов в контролируемом изделии. 2 ил.

Использование: для неразрушающего контроля изделий из ферромагнитных материалов. Сущность изобретения заключается в том, что электромагнитно-акустический преобразователь для контроля изделий из ферромагнитного материала содержит каркас из немагнитного материала, в котором закреплены узел подмагничивания и выполненные в виде последовательно разнесенных в пространстве решеток излучатель и приемник, при этом приемник размещен на обращенном к изделию полюсе постоянного магнита или электромагнита узла намагничивания, а излучатель размещен на держателе, закрепленном в корпусе, при этом шаг между синфазными проводниками приемника пропорционален длине возбуждаемой волны, а шаг между синфазными проводниками излучателя пропорционален удвоенной длине возбуждаемой волны. Во втором варианте исполнения приемник размещен между двумя обращенными к изделию магнитными полюсами различной магнитной полярности узла намагничивания. Технический результат: повышение достоверности контроля изделий из ферромагнитных материалов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх