[发明专利]基于超声空化的变压器油中含气量检测装置及方法

说明书

公开了一种基于超声空化的变压器油中含气量检测装置及方法，检测装置中，超声发生器、超声换能器和超声反射板在样品池中形成超声驻波场，照射超声驻波场中的变压器油形成声光衍射，中心光电探测阵列设在样品池远离激光器的一侧且与入射光保持同心，中心光电探测阵列检测声光衍射的光强分布，信号处理系统连接中心光电探测阵列和超声换能器以接收光强分布以及超声换能的功率数据，信号处理系统基于光强分布判定变压器油是否生成声空化气泡，且根据空化气泡生成的功率数据和光强分布生成变压器油中含气量信息。

技术领域

本发明属于变压器测试技术领域，特别是一种基于超声空化的变压器油中含气量检测装置及方法。

背景技术

变压器是电力系统的核心变电设备，运行中的变压器由于受到电气应力、机械应力、热应力、环境应力和绝缘材料老化等的作用，会分解出气体并部分溶解于油中。

变压器油中含气量是指以分子状态溶解于油中的气体所占油体积的百分含量，油中含气量在一定程度上能够反映变压器运行状态，监测变压器油中含气量及其变化趋势对尽早发现运行中变压器内部的潜伏性故障具有重要意义。

为了对新投运和运行中变压器油进行质量监测，精度要求对于新投运的变压器，油中含气量不得超过1％，对于运行中电压等级为330～500kV的变压器，不得超过3％，对于运行中750～1000kV电压等级的变压器，不得超过2％。

变压器油中含气量检测目前一般采用气相色谱法和真空脱气法。气相色谱法对于检测变压器内部故障及缺陷较为准确和直接，并且无需设备停电就可以对变压器油运行状况进行检测分析。但气相色谱法包括样品振荡和气相色谱仪检测两个环节，流程冗杂且检测时间长，设备价格昂贵。真空脱气法需要对测试腔体的真空度进行检测，其准确度依赖于抽真空程度，并且同样具有检测时间长的缺点。为此，有必要寻求一种低成本、易操作、检测周期短的油中含气量的检测装置及方法。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种基于超声空化的变压器油中含气量检测装置及方法。其具有低成本、易操作及检测周期短和精度高的特点。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现，基于超声空化的变压器油中含气量检测装置包括，

样品池，其容纳变压器油，所述样品池的侧壁由透光材料制成；

超声发生器，其配置成生成并输出用于产生超声波的电信号，

超声换能器，其设在所述样品池底部，超声换能器连接所述超声发生器以基于所述电信号在样品池中产生预定的超声振动，

超声反射板，其置于所述样品池顶部以反射所述变压器油中的超声波，所述超声发生器、超声换能器和超声反射板在所述样品池中形成超声驻波场，

激光器，其朝向所述样品池以提供用于声光衍射的光源，

激光准直系统，其设在所述激光器和样品池之间以准直来自激光器的入射光，且照射所述超声驻波场中的变压器油形成声光衍射，

中心光电探测阵列，其设在所述样品池远离所述激光器的一侧且与所述入射光保持同心，中心光电探测阵列检测所述声光衍射的光强分布，

信号处理系统，其连接所述中心光电探测阵列和超声换能器以接收所述光强分布以及超声换能的功率数据，信号处理系统基于光强分布判定变压器油是否生成声空化气泡，且根据空化气泡生成的功率数据和光强分布生成所述变压器油中含气量信息。

所述的基于超声空化的变压器油中含气量检测装置中，激光准直系统包括，

物镜，其接收并聚焦来自激光器的入射光，