CN103675618A - 一种带打印功能的开关柜局部放电巡检仪 - Google Patents

一种带打印功能的开关柜局部放电巡检仪 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带打印功能的开关柜局部放电巡检仪，包括超高频天线传感器、数据线和检测装置，所述超高频天线传感器通过电缆与所述检测装置相连，所述检测装置包括信号调理单元、数据采集卡、ARM单片机、打印机和触摸屏，ARM单片机分别与打印机和触摸屏连接，所述信号调理单元包括带通滤波器、信号放大器和脉冲展宽器。本发明能够在现场对开关柜产生的超高频局放信号进行有效检测并分析，判断开关柜内部是否有局放发生，并对局放信号的强弱进行定性的估计，成本相对低廉，结构紧凑，携带检测方便，具有较高的灵敏度和信噪比，工作效率高，方便工作人员进行日常巡检。

Description

一种带打印功能的开关柜局部放电巡检仪
技术领域
本发明涉及智能巡检技术领域，具体涉及一种带打印功能的开关柜局部放电巡检仪。
背景技术
随着我国电力工业建设的突飞猛进，现代电力系统正向着大电网、大机组、超高压、大容量的方向发展，为保障电力系统的稳定性、可靠性，对电力设备的安全程度也提出了更高的要求。开关柜是电力系统中常用的重要设备，开关柜内部故障以绝缘性故障为主，开关柜内部存在绝缘缺陷时会产生局部放电，局部放电是反映开关柜绝缘性能的重要参数之一，它是开关柜绝缘劣化的征兆和表现形式，又是绝缘进一步劣化的原因。通过检测开关柜局部放电能发现其内部早期的绝缘缺陷，以便采取措施，避免其发展，有效检测局部放电对确保开关柜的安全稳定运行具有重要意义。目前开关设备内部局部放电信号的检测方法中，超高频法是目前实现开关设备局部放电在线监测比较实用可行的方法。超高频法，是利用传感器接收局部放电激发的超高频电磁波信号来监测局部放电。与其他方法相比，超高频法具有灵敏度较高、抗干扰能力较强、可识别故障类型及进行定位等优点，是近20 年来的研究热点之一。
分析目前的超高频局部放电检测设备，从国内市场来看，大部分局部放电检测仪只能从丰富的局部放电信号中提取出少量有效的信号，产品大都为固定式，且体积较大，结构较为复杂，便携性差。现在的市场上，高端的便携式局部放电检测仪被国外的一些传统局部放电检测仪生产商所垄断，价格昂贵，对于一些中小型企业很难有资金去购买，而国内所研究的一些便携式局部放电检测仪功能还不太完善，因此研制一种成本相对低廉，可以消除检测过程中各种干扰，并且对局部放电信号强度做出判别，同时具有良好便携性的手持式检测仪，还是非常有必要的。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的在于提供一种智能测温加热地板，其具有主动测温加热功能，根据温度环境自动加热。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种带打印功能的开关柜局部放电巡检仪，包括超高频天线传感器、数据线和检测装置，所述超高频天线传感器通过电缆与所述检测装置相连，所述检测装置包括信号调理单元、数据采集卡、ARM单片机、打印机和触摸屏，ARM单片机分别与打印机和触摸屏连接，所述信号调理单元包括带通滤波器、信号放大器和脉冲展宽器，所述带通滤波器、信号放大器、脉冲展宽器和数据采集卡依次相连；其中，所述超高频天线传感器接收开关柜局部放电时产生的信号，并通过所述数据线把电信号输送至所述带通滤波器，所述带通滤波器对接收的信号滤除噪声干扰，并把滤除干扰后的信号发送给所述信号放大器，所述脉冲展宽器将接收的经过放大处理后的信号展宽成具有一定宽度和精度的宽脉冲信号，并把宽脉冲信号输送至所述数据采集卡，所述数据采集卡对接收的宽脉冲信号进行存储、分析处理，并把结果输送至ARM单片机；ARM单片机控制触摸屏显示检测结果或控制打印机打印检测结果。
超高频天线传感器包括天线辐射层(1)、电介质层(2)、接地层(4)、空气介质层(3)、支撑板(5)、馈电探针(6)、同轴电缆(7)，在所述电介质层的四周的下端面上分别通过螺栓固接有所述的支撑板，支撑板(5) 、电介质层(2) 及所述接地层(4) 形成背腔，所述电介质层(2) 和所述支撑板(5) 及所述接地层(4) 之间的空气间隙，为所述的空气介质层(3)；所述馈电探针的一端与所述天线辐射层(1) 的镀锡层焊接，所述馈电探针(6) 的另一端与固定在所述接地层(4) 的同轴电缆(7) 的中心铜线连接，所述同轴电缆(7) 的纺织网线与所述接地层(4) 连接，所述同轴电缆(7) 平放在所述接地层(4) 的上面，从就近的一块所述支撑板(5) 的底部引出，用于传输信号。
所述接地层(4) 通过长边两端的2 ～ 4 个螺孔和螺栓固接在开关柜的底板或侧板上。
所述天线辐射层的频带为500MHz 至1.5GHz，所述超高频传感器通过所述微带天线接收开关柜局部放电时产生的超高频信号。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
一、本发明能够在现场对开关柜产生的超高频局放信号进行有效检测并分析，判断开关柜内部是否有局放发生，并对局放信号的强弱进行定性的估计，成本相对低廉，结构紧凑，检测终端为手持式，携带检测方便，具有较高的灵敏度和信噪比，工作效率高，方便工作人员进行日常巡检。
二、本发明带打印功能，能实时打印检测结果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明提供的超高频天线传感器的剖视图。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的描述。
一种带打印功能的开关柜局部放电巡检仪，包括超高频天线传感器、数据线和检测装置，所述超高频天线传感器通过电缆与所述检测装置相连，所述检测装置包括信号调理单元、数据采集卡、ARM单片机、打印机和触摸屏，ARM单片机分别与打印机和触摸屏连接，所述信号调理单元包括带通滤波器、信号放大器和脉冲展宽器，所述带通滤波器、信号放大器、脉冲展宽器和数据采集卡依次相连；其中，所述超高频天线传感器接收开关柜局部放电时产生的信号，并通过所述数据线把电信号输送至所述带通滤波器；
超高频天线传感器包括天线辐射层(1)、电介质层(2)、接地层(4)、空气介质层(3)、支撑板(5)、馈电探针(6)、同轴电缆(7)，在所述电介质层的四周的下端面上分别通过螺栓固接有所述的支撑板，支撑板(5) 、电介质层(2) 及所述接地层(4) 形成背腔，所述电介质层(2) 和所述支撑板(5) 及所述接地层(4) 之间的空气间隙，为所述的空气介质层(3)；所述馈电探针的一端与所述天线辐射层(1) 的镀锡层焊接，所述馈电探针(6) 的另一端与固定在所述接地层(4) 的同轴电缆(7) 的中心铜线连接，所述同轴电缆(7) 的纺织网线与所述接地层(4) 连接，所述同轴电缆(7) 平放在所述接地层(4) 的上面，从就近的一块所述支撑板(5) 的底部引出，用于传输信号。
所述电介质层的材料为相对介电常数为2.5 ～ 10.2 的环氧树脂，所述电介质层的形状为正方形，其边长为100mm ～ 250mm、厚度为1mm ～ 5mm，在所述电介质层的四周边上，分别均匀设置2 ～ 8 个螺孔，在所述电介质层的四周的下端面上分别通过螺栓固接有所述的支撑板(5)，共四块，每块所述支撑板(5) 厚度为3mm ～ 10mm、高度为5mm ～20mm，长度与所述电介质层的边长相等，所述支撑板(5) 和所述电介质层(2) 及所述接地层(4) 形成背腔；
所述天线辐射层(1) 的材料为厚度为5μm ～ 50μm 的铜或铝或银，所述天线辐射层(1) 敷设在所述电介质层(2) 上表面，所述天线辐射层(1) 的外围边长小于电介质层2mm ～10mm，所述天线辐射层的边界由二阶koch 分形曲线围成，在所述天线辐射层(1) 的上表面镀有厚度为3μm ～ 12μm 的锡层，在所述天线辐射层(1) 的对角线的一角处，设置一孔径为0.2mm ～ 2 mm 馈电点，所述馈电探针(6) 的长度为4mm ～ 19mm，直径与所述馈电点(10)的孔径相同的铜质或铝质或银质的针。 
所述接地层(4) 的材料为厚度为1 mm ～ 5mm 的铜板或铝板或银板，所述接地层(4) 的形状为宽度100mm ～ 250mm、长度为120mm ～ 270mm 的长方形，在所述接地层(4) 上并对应于四块所述的支撑板(5) 处，分别均匀设置2 ～ 8 个螺孔，并在所述接地层(4) 的长边的两端处分别均匀设置2 ～ 4 个螺孔，所述接地层(4) 通过2 ～ 8 个螺孔和螺栓固接在所述电介质层(2) 下端面的四块所述的支撑板(5) 的下端面上，所述接地层(4) 通过长边两端的2 ～ 4 个螺孔和螺栓固接在开关柜的底板或侧板上。
本发明能够在现场对开关柜产生的超高频局放信号进行有效检测并分析，判断开关柜内部是否有局放发生，并对局放信号的强弱进行定性的估计，成本相对低廉，结构紧凑，检测终端为手持式，携带检测方便，具有较高的灵敏度和信噪比，工作效率高，方便工作人员进行日常巡检。

Claims (3)

1.一种带打印功能的开关柜局部放电巡检仪，其特征在于，包括超高频天线传感器、数据线和检测装置，所述超高频天线传感器通过电缆与所述检测装置相连，所述检测装置包括信号调理单元、数据采集卡、ARM单片机、打印机和触摸屏，ARM单片机分别与打印机和触摸屏连接，所述信号调理单元包括带通滤波器、信号放大器和脉冲展宽器，所述带通滤波器、信号放大器、脉冲展宽器和数据采集卡依次相连；其中，所述超高频天线传感器接收开关柜局部放电时产生的信号，并通过所述数据线把电信号输送至所述带通滤波器，所述带通滤波器对接收的信号滤除噪声干扰，并把滤除干扰后的信号发送给所述信号放大器，所述脉冲展宽器将接收的经过放大处理后的信号展宽成具有一定宽度和精度的宽脉冲信号，并把宽脉冲信号输送至所述数据采集卡，所述数据采集卡对接收的宽脉冲信号进行存储、分析处理，并把结果输送至ARM单片机；ARM单片机控制触摸屏显示检测结果或控制打印机打印检测结果；
所述超高频天线传感器包括天线辐射层(1)、电介质层(2)、接地层(4)、空气介质层(3)、支撑板(5)、馈电探针(6)、同轴电缆(7)，在所述电介质层的四周的下端面上分别通过螺栓固接有所述的支撑板，支撑板(5) 、电介质层(2) 及所述接地层(4) 形成背腔，所述电介质层(2) 和所述支撑板(5) 及所述接地层(4) 之间的空气间隙，为所述的空气介质层(3)；所述馈电探针的一端与所述天线辐射层(1) 的镀锡层焊接，所述馈电探针(6) 的另一端与固定在所述接地层(4) 的同轴电缆(7) 的中心铜线连接，所述同轴电缆(7) 的纺织网线与所述接地层(4) 连接，所述同轴电缆(7) 平放在所述接地层(4) 的上面，从就近的一块所述支撑板(5) 的底部引出，用于传输信号。
2.根据权利要求1所述的带打印功能的开关柜局部放电巡检仪，其特征在于，所述接地层(4) 通过长边两端的2～4 个螺孔和螺栓固接在开关柜的底板或侧板上。
3.根据权利要求1所述的带打印功能的开关柜局部放电巡检仪，其特征在于，所述天线辐射层的频带为500MHz 至1.5GHz。
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