CN116840356A - 一种灌封变压器裂纹的监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灌封变压器裂纹的监测方法，涉及裂纹监测技术领域，解决了未对此裂纹的风险性进行分析，及时判定此裂纹是否存在风险，并提前作出应对措施的技术问题，首先确认此灌封变压器存在异常，后续再对此变压器内部的灌封胶进行超声建模处理，此种方式更为准确，每一组灌封变压器都需要对灌封胶进行建模，而是存在异常时，才进行超声建模，从而提升处理效果，缩短处理时间；针对于待监视裂纹，根据此待监视裂纹的具体走向将其划分为合并裂纹或扩散裂纹，针对于不同形式的裂纹，作出不同形式的处理，便于外部人员对裂纹进行充分了解，并及时作出应对措施，避免此裂纹影响此灌封变压器的正常使用，提升整个裂纹的待监视处理效果。

Description

一种灌封变压器裂纹的监测方法

技术领域

本发明属于裂纹监测技术领域，具体是一种灌封变压器裂纹的监测方法。

背景技术

变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流），灌封变压器在进行散热时，一般通过内部的灌封胶进行散热，但由于热胀冷缩的作用，会导致灌封胶出现开裂情况。

专利申请号为CN115639269A的申请提供一种变压器微裂纹的监测方法，提供待监测的设备，设备包括设置于其内部的电路组件，电路组件包括至少一个经过灌封胶处理的变压器；以及提供无裂纹的设备，将其置于监测环境下监测其第一特征值并得到第一曲线图，其中第一特征值受变压器的磁感量影响而变化；将待监测的设备置于监测环境下，之后施加电压进行测试，得到至少一组第一特征值的测试数据；根据至少一组测试数据得到第二曲线图；将第一曲线图与第二曲线图对比；得到待监测的设备的微裂纹判断结果。本发明的监测方法能够在不拆解样机取出变压器的情况下，能识别出充电机经过一段时间预老化后内部变压器是否出来微裂纹。

对裂纹进行监视时，一般根据裂纹的具***置，采用周期性监测的方式对裂纹进行监测，查看裂纹是否存在裂化情况，但此种情况，未对此裂纹的风险性进行分析，及时判定此裂纹是否存在风险，并提前作出应对措施，避免意外事件的发生。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种灌封变压器裂纹的监测方法，用于解决未对此裂纹的风险性进行分析，及时判定此裂纹是否存在风险，并提前作出应对措施的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种灌封变压器裂纹的监测方法，包括以下步骤：

S1、对需要进行裂纹监测的灌封变压器进行确认，并采用所适配的声波探测仪对此灌封变压器进行声波探测，并对探测过程中，所产生的声波波形图进行确认，将所确认的声波波形图与标准波形图进行比对，确认此灌封变压器是否存在异常，具体方式为：

S11、从所确认的声波波形图内，选定初始点，再依次确认后续波形所出现的转折点，且转折点两端的波形曲线走向趋势为相反状态；

S12、以初始点为第一组转折点，再依次对后续所存在的转折点的声波值进行确认，并将其标记为ZZ_i，其中i=1、2、……、n，n代表转折点的个数，采用CZ_k=ZZ_i-1-ZZ_i得到若干个相邻转折点之间的高度差值CZ_k，其中i≥2，且k=n-1；

S13、再对标准波形图采用步骤S11-S12相同的方式进行处理，同理得到若干组对应的标准差值；

S14、按照排序位置，将若干个标准差值与若干个高度差值进行比对，当比对结果一致时，不进行任何处理，当比对结果不一致时，生成错误信号，并记录错误信号所出现的次数，将其标记为CS；

S15、将CS与预设值Y1进行比对，其中Y1为预设值，当CS＞Y1时，生成裂纹信号，反之，不进行任何处理；

S2、将异常灌封变压器内部所存在的灌封胶进行超声建模处理，得到属于此灌封变压器内部灌封胶的胶体模型，并将所构建的胶体模型与灌封胶的标准模型进行比对，将比对结果不一致处标记为异常区域；

S3、对所确认的异常区域进行自适应分析，确认此异常区域内是否存在裂纹，若存在，则对此裂纹进行分析，将此裂纹划分为预警裂纹或待监视裂纹，具体方式为：

S31、将所确认裂纹的最大宽度值标记为KD_k，将此裂纹的最深深度值标记为SD_k，其中k代表不同的异常区域，采用CL_k=KD_k×C1+SD_k×C2得到从裂纹的处理值CL_k，其中C1以及C2均为预设的固定系数因子，将处理值CL_k与预设值Y2进行比对，当CL_k≤Y2时，将此裂纹标记为待监视裂纹，反之，将此裂纹标记为预警裂纹；

S32、若此裂纹为预警裂纹，则直接传输至外部展示端内进行展示，供外部人员进行查看，若此裂纹为待监视裂纹；

S33、若不存在，则不进行任何处理；

S4、对待监视裂纹进行再分析处理，根据此待监视裂纹内部裂痕的走向趋势，将此待监视裂纹划分为扩散裂纹或内并裂纹，具体方式为：

S41、根据待监视裂纹内部的整体轮廓，进行边线确认，根据所确认的边线，绘制待监视裂纹的外部整体轮廓图；

S42、将外部整体轮廓图与二维坐标系进行结合，确认外部整体轮廓图的两端端点坐标值，根据所确定的两端端点，分别为左端端点以及右端端点，确认此外部整体轮廓图所靠近的点位，将所确认的点位标记为此端点的比较点位，分别为左端端点比较点位和右端端点比较点位；

S43、根据所确认的坐标值，将两端端点以及所对应的比较点位进行高度比较，具体比较方式为：

S431、当左端端点高于左端端点比较点位，右端端点也高于右端端点比较点位时，将此待监视裂纹标记为内并裂纹；

S432、当左端端点以及右端端点有一个点位不满足S41的比较方式时，将此待监视裂纹标记为扩散裂纹；

S44、针对于内并裂纹，采用周期性监测的方式进行监测，针对于扩散裂纹，采用间断监视或直接更换的方式，对灌封胶进行更换；

S5、根据所确认的扩散裂纹，确认此扩散裂纹的最深点位，再确认此灌封变压器主要器件的实际位置，通过分析最深点位与主要器件之间的距离参数，判定此扩散裂纹是否需要采用更换灌封胶的方式进行处理，具体方式为：

S51、根据所结合的二维坐标系，确认此最深点位的具***置，再结合标准的灌封变压器模型，确认内部主要器件的具***置；

S52、确认最深点位与主要器件具***置之间距离的最小值，并将其标记为Lmin，将Lmin与预设值Y3进行比对，当Lmin＞Y3时，不进行任何处理，反之，生成直接更换信号，并传输至外部展示单元内，供外部人员进行处理，及时对此灌封胶进行更换。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：首先确认此灌封变压器存在异常，后续再对此变压器内部的灌封胶进行超声建模处理，故，此种方式，更为准确，而不是说，每一组灌封变压器都需要对灌封胶进行建模，而是存在异常时，才进行超声建模，从而提升处理效果，缩短处理时间；

后续，针对于待监视裂纹，根据此待监视裂纹的具体走向将其划分为合并裂纹或扩散裂纹，针对于不同形式的裂纹，作出不同形式的处理，便于外部人员对裂纹进行充分了解，并及时作出应对措施，避免此裂纹影响此灌封变压器的正常使用，提升整个裂纹的待监视处理效果。

附图说明

图1为本发明方法流程示意图；

图2为本发明合并裂纹平面示意图；

图3为本发明扩散裂纹平面示意图；

图4为本发明***原理框架示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1，本申请提供了一种灌封变压器裂纹的监测方法，包括以下步骤：

S1、对需要进行裂纹监测的灌封变压器进行确认，并采用所适配的声波探测仪对此灌封变压器进行声波探测，并对探测过程中，所产生的声波波形图进行确认，将所确认的声波波形图与标准波形图进行比对，确认此灌封变压器是否存在异常，其中，进行确认的具体方式为：

S11、从所确认的声波波形图内，选定初始点，再依次确认后续波形所出现的转折点，且转折点两端的波形曲线走向趋势为相反状态，具体的，所谓转折点，便就是波形图内所出现的波动高点以及波动低点，并就是此段波形曲线为上升曲线，后续的波形曲线为下降曲线，那么两组曲线之间所存在的点位便就是所谓的转折点；

S12、以初始点为第一组转折点，再依次对后续所存在的转折点的声波值进行确认，并将其标记为ZZ_i，其中i=1、2、……、n，n代表转折点的个数，采用CZ_k=ZZ_i-1-ZZ_i得到若干个相邻转折点之间的高度差值CZ_k，其中i≥2，且k=n-1，；

S13、再对标准波形图采用步骤S11-S12相同的方式进行处理，同理得到若干组对应的标准差值；

S14、按照排序位置，将若干个标准差值与若干个高度差值进行比对，当比对结果一致时，不进行任何处理，当比对结果不一致时，生成错误信号，并记录错误信号所出现的次数，将其标记为CS；

S15、将CS与预设值Y1进行比对，其中Y1为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，且Y1一般取值3，当CS＞Y1时，生成裂纹信号，反之，不进行任何处理；

S2、将异常灌封变压器内部所存在的灌封胶进行超声建模处理，得到属于此灌封变压器内部灌封胶的胶体模型，并将所构建的胶体模型与灌封胶的标准模型进行比对，将比对结果不一致处标记为异常区域；

具体的，首先确认此灌封变压器存在异常，后续再对此变压器内部的灌封胶进行超声建模处理，故，此种方式，更为准确，而不是说，每一组灌封变压器都需要对灌封胶进行建模，而是存在异常时，才进行超声建模，从而提升处理效果，缩短处理时间；

S3、对所确认的异常区域进行自适应分析，确认此异常区域内是否存在裂纹，若存在，则对此裂纹进行分析，将此裂纹划分为预警裂纹或待监视裂纹，进行下一步分析的具体方式为：

S31、将所确认裂纹的最大宽度值标记为KD_k，将此裂纹的最深深度值标记为SD_k，其中k代表不同的异常区域，采用CL_k=KD_k×C1+SD_k×C2得到从裂纹的处理值CL_k，其中C1以及C2均为预设的固定系数因子，其具体取值由操作人员根据经验拟定，将处理值CL_k与预设值Y2进行比对，其中Y2的具体取值由操作人员根据经验拟定，当CL_k≤Y2时，将此裂纹标记为待监视裂纹，反之，将此裂纹标记为预警裂纹；

S32、若此裂纹为预警裂纹，则直接传输至外部展示端内进行展示，供外部人员进行查看，若此裂纹为待监视裂纹；

S33、若不存在，则不进行任何处理；

具体的，若此裂纹深度过深或宽度过宽时，便表面此裂纹过大，会影响此灌封变压器的正常使用，故需要对此裂纹进行分析或管理，及时对此裂纹进行处理；

S4、对待监视裂纹进行再分析处理，根据此待监视裂纹内部裂痕的走向趋势，将此待监视裂纹划分为扩散裂纹或内并裂纹，其中，进行分析处理的具体方式为：

S41、根据待监视裂纹内部的整体轮廓，进行边线确认，根据所确认的边线，绘制待监视裂纹的外部整体轮廓图；

S42、将外部整体轮廓图与二维坐标系进行结合，确认外部整体轮廓图的两端端点坐标值，根据所确定的两端端点，分别为左端端点以及右端端点，确认此外部整体轮廓图所靠近的点位，将所确认的点位标记为此端点的比较点位，分别为左端端点比较点位和右端端点比较点位；

S43、根据所确认的坐标值，将两端端点以及所对应的比较点位进行高度比较，具体比较方式为：

S431、当左端端点高于左端端点比较点位，右端端点也高于右端端点比较点位时，将此待监视裂纹标记为内并裂纹，如图2所示，此裂纹的具体走势为内凹走势，其危险系数并不大；

S432、当左端端点以及右端端点有一个点位不满足S41的比较方式时，将此待监视裂纹标记为扩散裂纹，如图3所示，此裂纹的具体走势为扩散走势，其危险系数较大，容易影响灌封变压器的正常使用，具体的，可以理解为，只要存在一端向下走或两端向下走时，这种裂纹就比较危险，若两端均不是向下走时，代表此裂纹危险系数就不大；

S44、针对于内并裂纹，采用周期性监测的方式进行监测，其具体周期由操作人员自行拟定，针对于扩散裂纹，采用间断监视或直接更换的方式，其间断监视的周期由操作人员自行拟定，一般不超过24h，对灌封胶进行更换，避免后期影响灌封变压器的正常使用；

S5、根据所确认的扩散裂纹，确认此扩散裂纹的最深点位，再确认此灌封变压器主要器件的实际位置，通过分析最深点位与主要器件之间的距离参数，判定此扩散裂纹是否需要采用更换灌封胶的方式进行处理，其中，进行处理的具体方式为：

S51、根据所结合的二维坐标系，确认此最深点位的具***置，再结合标准的灌封变压器模型，确认内部主要器件的具***置；

S52、确认最深点位与主要器件具***置之间距离的最小值，并将其标记为Lmin，将Lmin与预设值Y3进行比对，其中Y3的具体取值由操作人员根据经验拟定，一般取值0.3mm，当Lmin＞Y3时，不进行任何处理，反之，生成直接更换信号，并传输至外部展示单元内，供外部人员进行处理，及时对此灌封胶进行更换，避免影响灌封变压器的正常使用。

实施例二

基于上述实施例，此监测方法由对应的监测***进行执行，如图4所示，且监测***包括声波探测仪、自动化分析中心以及展示单元；

所述自动化分析中心包括声波分析单元、存储单元、裂纹模型生成单元、自适应分析单元、预警分析单元以及信号生成单元；

其中，声波探测仪，用于对灌封变压器进行声波探测，并同时确认声波波形图；

所述声波分析单元，对声波波形图进行分析确认，判断此灌封变压器是否存在异常；

所述裂纹模型生成单元，对存在异常的灌封变压器进行模型构建，并将所构建的胶体模型与标准模型进行比对，确认异常区域；

所述自适应分析单元，对所确认的异常区域进行自适应分析，确认此异常区域内是否存在裂纹，并将所存在的裂纹进行分析，将此裂纹划分为预警裂纹或待监视裂纹，再直接对待监视裂纹进行再分析处理，根据此待监视裂纹内部裂痕的走向趋势，将此待监视裂纹划分为扩散裂纹或内并裂纹；

所述预警分析单元，根据所确认的扩散裂纹，确认此扩散裂纹的最深点位，再确认此灌封变压器主要器件的实际位置，通过分析最深点位与主要器件之间的距离参数，判定此扩散裂纹是否需要采用更换灌封胶的方式进行处理。

上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (5)

1.一种灌封变压器裂纹的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对需要进行裂纹监测的灌封变压器进行确认，并采用所适配的声波探测仪对此灌封变压器进行声波探测，并对探测过程中，所产生的声波波形图进行确认，将所确认的声波波形图与标准波形图进行比对，确认此灌封变压器是否存在异常；

S2、将异常灌封变压器内部所存在的灌封胶进行超声建模处理，得到属于此灌封变压器内部灌封胶的胶体模型，并将所构建的胶体模型与灌封胶的标准模型进行比对，将比对结果不一致处标记为异常区域；

S3、对所确认的异常区域进行自适应分析，确认此异常区域内是否存在裂纹，若存在，则对此裂纹进行分析，将此裂纹划分为预警裂纹或待监视裂纹；

S4、对待监视裂纹进行再分析处理，根据此待监视裂纹内部裂痕的走向趋势，将此待监视裂纹划分为扩散裂纹或内并裂纹；

S5、根据所确认的扩散裂纹，确认此扩散裂纹的最深点位，再确认此灌封变压器主要器件的实际位置，通过分析最深点位与主要器件之间的距离参数，判定此扩散裂纹是否需要采用更换灌封胶的方式进行处理。

2.根据权利要求1所述的一种灌封变压器裂纹的监测方法，其特征在于，所述步骤S1中，确认此灌封变压器是否存在异常的具体方式为：

S11、从所确认的声波波形图内，选定初始点，再依次确认后续波形所出现的转折点，且转折点两端的波形曲线走向趋势为相反状态；

S12、以初始点为第一组转折点，再依次对后续所存在的转折点的声波值进行确认，并将其标记为ZZ_i，其中i=1、2、……、n，n代表转折点的个数，采用CZ_k=ZZ_i-1-ZZ_i得到若干个相邻转折点之间的高度差值CZ_k，其中i≥2，且k=n-1；

S13、再对标准波形图采用步骤S11-S12相同的方式进行处理，同理得到若干组对应的标准差值；

S14、按照排序位置，将若干个标准差值与若干个高度差值进行比对，当比对结果一致时，不进行任何处理，当比对结果不一致时，生成错误信号，并记录错误信号所出现的次数，将其标记为CS；

S15、将CS与预设值Y1进行比对，其中Y1为预设值，当CS＞Y1时，生成裂纹信号，反之，不进行任何处理。

3.根据权利要求2所述的一种灌封变压器裂纹的监测方法，其特征在于，所述步骤S3中，对裂纹进行分析的具体方式为：

S31、将所确认裂纹的最大宽度值标记为KD_k，将此裂纹的最深深度值标记为SD_k，其中k代表不同的异常区域，采用CL_k=KD_k×C1+SD_k×C2得到从裂纹的处理值CL_k，其中C1以及C2均为预设的固定系数因子，将处理值CL_k与预设值Y2进行比对，当CL_k≤Y2时，将此裂纹标记为待监视裂纹，反之，将此裂纹标记为预警裂纹；

S32、若此裂纹为预警裂纹，则直接传输至外部展示端内进行展示，供外部人员进行查看，若此裂纹为待监视裂纹；

S33、若不存在，则不进行任何处理。

4.根据权利要求3所述的一种灌封变压器裂纹的监测方法，其特征在于，所述步骤S4中，将待监视裂纹划分为扩散裂纹或内并裂纹的具体方式为：

S41、根据待监视裂纹内部的整体轮廓，进行边线确认，根据所确认的边线，绘制待监视裂纹的外部整体轮廓图；

S42、将外部整体轮廓图与二维坐标系进行结合，确认外部整体轮廓图的两端端点坐标值，根据所确定的两端端点，分别为左端端点以及右端端点，确认此外部整体轮廓图所靠近的点位，将所确认的点位标记为此端点的比较点位，分别为左端端点比较点位和右端端点比较点位；

S43、根据所确认的坐标值，将两端端点以及所对应的比较点位进行高度比较，具体比较方式为：

S431、当左端端点高于左端端点比较点位，右端端点也高于右端端点比较点位时，将此待监视裂纹标记为内并裂纹；

S432、当左端端点以及右端端点有一个点位不满足S41的比较方式时，将此待监视裂纹标记为扩散裂纹；

S44、针对于内并裂纹，采用周期性监测的方式进行监测，针对于扩散裂纹，采用间断监视或直接更换的方式，对灌封胶进行更换。

5.根据权利要求4所述的一种灌封变压器裂纹的监测方法，其特征在于，所述步骤S5中，判定扩散裂纹是否需要采用更换灌封胶的方式进行处理的具体方式为：

S51、根据所结合的二维坐标系，确认此最深点位的具***置，再结合标准的灌封变压器模型，确认内部主要器件的具***置；

S52、确认最深点位与主要器件具***置之间距离的最小值，并将其标记为Lmin，将Lmin与预设值Y3进行比对，当Lmin＞Y3时，不进行任何处理，反之，生成直接更换信号，并传输至外部展示单元内，供外部人员进行处理，及时对此灌封胶进行更换。