Акустический преобразователь частичных разрядов Советский патент 1978 года по МПК G01H1/00 

Изой.ретенме отно-сигся к устройств-ам для обнаружения частичлых разрядов, всаиикаюЩих внутри корнусов высоковольтной аппаратуры, преимущественно в мощных траасфорМ аторах напр|Яжекия. Известен акустический преобраэователь частичных р,аарядов, кренящийся в разных толках стенки трансформ-атора с помощью м агнитио-го крепления 1. Интенсивность частичных разрядов является одним из основных показателей качества трансформатора. Сигнал от одного частичного разряда представляет собой несколько им1нульсо-в сжатия и разрежения длительностью от 1 до 20 мксек. При амплитуде электрического поля в Обмотке трансформатор:а, близкой к максимуму, возникает серия частичных разрядов. Для точного определения места возникновения часничяого разряда необхоД1ИМО регистрировать передний фронт первого из имиулысов акустического возмущения, вызванного серией Частичных .рядов. Однако это ВОЗМОЖНО, если все механические колеб.аН|Ия акустического преобразователя, вызванные предыдущей серией, полностью погасятся к моменту прихода возмущений от последующей серии. НедостаткОМ данного преобразователя является низкая точность измерения за счет сложности регистрации переднего фронта первого из имлульсов акуст1Ического возмущения, вызванного серией частичных разрядов. Налболее близким :по технической сущности язляется преобразователь, содержащий расположенный |Внутри корпуса .акустический волновод, состоящий из двух соосно расположенных цилиндрических частей, между которыми уста-новлен пьезопрео.бразователь. Преобразователь снабжен контактирующими с колеблюЩИ.м1ся телол 1перехо,д«ым слоем из материала, ооладающего малым коэффициентом Сбъемной деформации, а свободное пространство заполнено порощкообразным погло... Бителем колеб аний. Волново.д в этой конструкции служит для передачи акустических колебаний 2. Недостатком устройства является ограниненная чувствительность, иоскольку она определяется лишь выбором площади пьезоэлемента, и низкая точность измерения за счет трудности точной регистрации переднего фронта акустического имяуль/са, вызванного частич:ны.м разрядо.м, поскольку волновод известной конструкции возбуждается на частотах собственного механического резонанса. Цель изобретения - повыщение чувствительности преобразователя и точности измерения. Указанная цель достигается тем, что в акустическом преобразователе, Внутри акусTHMCCKiii открытого с одного конца корпуса которого установлен акустический волновод, состоящий из двух coociHo ,расположенных частей, между которыми помещен ньезонреобразователь, .и поглотитель, которым заполнено свободное npocT(paiHCTBO, волнО|Вод выполиен сужающи мся в сторону, нротивоноложяую отк;рытому концу корпуса, цричем узкий конец волновода расширяется до диаметра, при коTOipoM Обсспечивается акустическое сотласовавие лзс«лиов,С1Л,а с по глотйтелем.

КосМе того, для улучш-ения акустического KOJiTaKTa .со стенкой трансформатора волновод своей широкой частью выступает из корпуса; поглотитель выполнен из упругого материала.

На чертеже схсмат1И-1е.ски предста влена конструкция предлагаемого .акустического прео.бразс е.ателя.

В нутри ко.рпуса / установлен волновод 2, состоящий :из двух соосно расноложенных частей 3, 4. Между частями волновода установлен пьезопреойразователь 5 с токоотводами 6. Волновод вылолнен суживающимся. Часть 4 волновода выполнена расши;р.яющейся. С.вободиое п ространство заполнено ноглотителем 7, в качестве которого используется резл. но подобны и герметик. Корпус с номощью кольцевого магнита 8 прикрепляют .к наружной стенке бака транс-форм.атора. Волнов..од установлен так, что|бы своей широкой частью он выступал .над В1нещней илосхостью ма1гнита 8. Тогда при установке на стенку тран-сф рм,атора .ВОЛЦОВ.ОД вдавливается в упругий цоглотитель за .счет сг-глы магнитного крапления. Вели1чииа выступа пр.апорциональна силе магНнтно.го крепления и обратно пропорциональ1на /упругости стоглотителя, что обеспечнвает нлотно.е прилегание торца волновода к стенке 11р..ан.сформатор.а. Сила поджатИ.я должна быть достаточлюй для того, чтобы при вибрациях не происходило отрьгвл торца от стенки.

Преобразователь работает следующ.им об.разо-м. При возникновении частичного разряда в абмотке тран.сфо1рмат.ора сопр.овождающее его акустическое возмущ ение, распространяясь в баке тр.ансформатора, достигает ето стенок и поступает в вол.новод. Распрост(раняясь по части 5 волновода, а-кустический ои1рнал усиливается за счет выполнения волиавода суживающимся. Усиленный .сипнал

в.асп|р|Инимается пьезопрео бразователем 5, электрические сигналы которого сниМ.аютоя токоотводами 6. Далее акустическая волна поглощается в поглотителе .7.

Для полного поглощения акустической энергии узкая часть .в.олновода выполнена 1ра.с ширяющейся. В этом случае отраженная волна в волноводе :не возникает, так как его акустическое сопроти.вление согласовано с

акустическим .сопротивление-м поглотителя 7. У.з.к.ая часть волновода расширяется до диаметра, .при котором обеспечивается акустичеCiKOie сог.Л1а1сова1ние во.лнов.ода и ногл.отителя. |Ко.нструюц:ия онисанного акустического

ореобразователя частич.ных разрядов обеспе.чивает полное демпфи1рование волновода и режим «бегущей волны, что нозволяет регистриро.вать сигналы от частичных разрядов величиной кулона.

Формула изобретения

1.Акустический пре.образ.ователь частичных разрядов, например, высо.ко1вольтного

тран.сфор)матора, внут1р1И открытог.о .с одного конща корлуса KOTOiporo устано(вланы .акустический волновод, состоя.щйй из двух соосно расположенных ча.стей, между которыми номещен пьезопреабразователь, и по.глотитель,

кото-рым заполн.ано Свободное nipooiipaHiCTiBo, о т л .и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности .измер.ен;ия и ч.увствительности, волновод выпол.нен сужающимся в сторону, нр.отИвоно.лож1ную открытОМу ко.нцу корнуса, причем узкий ето конец расширяется до диаметра, при котором 0|беспечив.ается акустичес К.О;е согласование волновода с поглотителем.

2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения акустичеокого контакта со стенкой высок.овольт1ного Т1рансфо|рматора, волнов.од своей широкой частью выступает Из корпуса.

Источники информации, принятые во внимание п.ри эк1спертизе:

1.Патент США № 3173086, кл. 324-52, 02.03.65.

2.Автор.ско.е свидетельство СССР № 249808, G01 Н 1/00, 15.06.68.