CN105807191A

CN105807191A - 变电站局部放电信号检测系统

Info

Publication number: CN105807191A
Application number: CN201610163744.4A
Authority: CN
Inventors: 黄旭
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2016-07-27

Abstract

本发明公开了一种变电站局部放电信号检测系统，包括有多通道数据采集单元、数据处理系统以及天线阵列；所述多通道数据采集单元用于采集天线阵列接收到的局部放电信号；所述天线阵列包括有多个微带天线，每个所述微带天线一椭圆形的PCB板；所述PCB板上设有两个上下对称的微带振子单元；其中，每个微带振子单元包括有半圆形的第一弧形振臂，所述第一弧形振臂上设有V形缺口；所述第一弧形振臂的两个自由端均连设有桥臂；利用漏电源有信号释放出的原理进行捕捉测定漏电源位置，改进接收天线，将天线的各项指标增加，实现更高灵敏度的探测。

Description

变电站局部放电信号检测系统

技术领域

本发明涉及一种变电站局部放电信号检测系统。

背景技术

目前，绝缘故障是电力设备在运行中的主要故障之一，电力设备发生绝缘故障前，一般都会有一个逐渐发展的局部放电过程，并最终导致绝缘击穿。如果在这个过程能够对运行设备进行局部放电监测和诊断，及时发现局部放电信号，提前对缺陷进行处理，就能有效避免绝缘击穿故障的发生。此外，对局部放电位置的定位，也有助于制定更有针对性的检修处理方案，减少停电时间，提高检修效率。因此，目前国内外很多科研工作者都对电力设备的局部放电的监测及定位进行了研究。申请号为：2011101675994的专利公开了一种《变电站局部放电信号在线监测和定位方法》，其利用全向天线接收信号，从而计算出局部放电的位置信息。然而，由于变电站附近本身存在很大的电场影响，而作为天线如果需要接收到强电场下的局部放电信号，就需要该天线具有较好的发射性能，例如其全向性和增益以及前后比均要求要较好的电气性能。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种变电站局部放电信号检测系统。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种变电站局部放电信号检测系统，包括有多通道数据采集单元、数据处理系统以及天线阵列；所述多通道数据采集单元用于采集天线阵列接收到的局部放电信号；

所述天线阵列包括有多个微带天线，每个所述微带天线一椭圆形的PCB板；所述PCB板上设有两个上下对称的微带振子单元。

其中，每个微带振子单元包括有半圆形的第一弧形振臂，所述第一弧形振臂上设有V形缺口；所述第一弧形振臂的两个自由端均连设有桥臂；

每个微带振子单元还包括有与第一弧形振臂开口方向相反的第二弧形振臂，桥臂的自由端与第二弧形振臂相连，所述桥臂向下延伸有第一振子臂，第一振子臂的自由端向远离第一弧形振臂的一侧延伸出有L形的第二振子臂；第二弧形振臂的底部设有一矩形缺口，还包括有一T形寄生振子单元，所述T形寄生振子单元的低端设于矩形缺口内；

所述桥臂上设有多个镂空单元，所述镂空单元包括有六个呈环形排列的三角形孔，每个三角形孔靠近镂空单元中心的一个角向镂空单元中心延伸出矩形隔离槽；

还包括有呈L形的馈电线，所述馈电线的一端与第一弧形振臂连接，另一端与馈电孔连接。

其中，每个桥臂上的所述镂空孔单元数量为四个。

其中，第一振子臂的自由端为楔形角。

其中，所述V形缺口的角度为30°-45°。

其中，所述椭圆形的PCB板上还设有隔离环；

其中，所述多通道数据采集单元与天线阵列之间信号连接有滤波器，所述滤波器用于滤除多通道数据采集单元采集到的信号的杂波；

其中，还包括有通信装置，所述与数据处理系统信号连接，用于将数据处理系统的探测信号实时发送至外界；

本发明的有益效果为：利用漏电源有信号释放出的原理进行捕捉测定漏电源位置，改进接收天线，将天线的各项指标增加，实现更高灵敏度的探测。

附图说明

图1是本发明的原理框图；

图2是本发明的微带天线的俯视图；

图3是本图2的局部放大图；

图4是本微带天线的回波损耗测试图；

图5是本微带天线的隔离度性能测试图；

图6是本微带天线2.4GHz时的方向图；

图7是本微带天线5.0GHz时的方向图；

图1至图7中的附图标记说明：

a1-PCB板；a2-隔离环；a3-馈电线；a4-第一弧形振臂；a41-V形缺口；a5-第二弧形振臂；a6-桥臂；a61-镂空单元；a611-三角形孔；a7-第一振子臂；a8-第二振子臂；a9-寄生振子单元。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图7所示，本实施例所述的一种变电站局部放电信号检测系统，包括有多通道数据采集单元、数据处理系统以及天线阵列；所述多通道数据采集单元用于采集天线阵列接收到的局部放电信号；根据申请号为：2011101675994的专利公开了一种《变电站局部放电信号在线监测和定位方法》，通过天线接收局部放电信号，通过多通道数据采集单元将信号传至滤波器，滤波器用于滤除多通道数据采集单元采集到的信号的杂波，数据处理系统通过上述专利中介绍的方法计算后得出放电源的准确位置。

本实施例所述的一种变电站局部放电信号检测系统，所述天线阵列包括有多个微带天线，每个所述微带天线一椭圆形的PCB板A1；所述PCB板A1上设有两个上下对称的微带振子单元。其中，每个微带振子单元包括有半圆形的第一弧形振臂a4，所述第一弧形振臂a4上设有V形缺口A41；所述第一弧形振臂a4的两个自由端均连设有桥臂a6；每个微带振子单元还包括有与第一弧形振臂a4开口方向相反的第二弧形振臂a5，桥臂a6的自由端与第二弧形振臂a5相连，所述桥臂a6向下延伸有第一振子臂a7，第一振子臂a7的自由端向远离第一弧形振臂a4的一侧延伸出有L形的第二振子臂a8；第二弧形振臂a5的底部设有一矩形缺口，还包括有一T形寄生振子单元a9，所述T形寄生振子单元a9的低端设于矩形缺口内；所述桥臂a6上设有多个镂空单元a61，所述镂空单元a61包括有六个呈环形排列的三角形孔a611，每个三角形孔a611靠近镂空单元a61中心的一个角向镂空单元a61中心延伸出矩形隔离槽；还包括有呈L形的馈电线a3，所述馈电线a3的一端与第一弧形振臂a4连接，另一端与馈电孔连接。通过HSFF以及旋转仪测试，以及微带电路结构设计，以及大量的仿真试验和参数调整下，最终确定了上述天线结构；本通信天线将多个天线层同时馈电耦合后，其在2.4GHz和5.0GHz表现出优异电气性能，具体如图4，在该频段附近带宽下回波损耗平均达到9.65dBi；具体的，其回波损耗在2.4-2.48GHz频段以及5.15-5.875GHz频段的回波损耗均优于-17dB；如图5，隔离度在2.4-2.48GHz和5.15-5.875GHz频段的隔离损耗都优于-20dB。证明该天线本身具备较好的性能；另外，本天线其方向性也好，如图6和图7所示，其两个频率下均为全向性天线。

本实施例所述的一种变电站局部放电信号检测系统，每个桥臂a6上的所述镂空孔单元数量为四个；第一振子臂a7的自由端为楔形角；所述V形缺口A41的角度为30°-45°。通过多次试验发现，如果符合上述规格，天线的性能将更加优化，尤其在回波损耗方面，其回波损耗在2.4-2.48GHz频段以及5.15-5.875GHz频段的回波损耗均优于-18dB。

本实施例所述的一种变电站局部放电信号检测系统，所述椭圆形的PCB板A1上还设有隔离环a2；隔离环a2可以有效增加隔离度，提高检测精度。

本实施例所述的一种变电站局部放电信号检测系统，所述多通道数据采集单元与天线阵列之间信号连接有滤波器，所述滤波器用于滤除多通道数据采集单元采集到的信号的杂波；提高对比精度。

本实施例所述的一种变电站局部放电信号检测系统，还包括有通信装置，所述与数据处理系统信号连接，用于将数据处理系统的探测信号实时发送至外界；可以将信号实时发送至检测人员的移动终端上，方便检修人员实时检测。

本发明利用漏电源有信号释放出的原理进行捕捉测定漏电源位置，改进接收天线，将天线的各项指标增加，实现更高灵敏度的探测。

上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims

1.一种变电站局部放电信号检测系统，其特征在于：包括有多通道数据采集单元、数据处理系统以及天线阵列；所述多通道数据采集单元用于采集天线阵列接收到的局部放电信号；

所述天线阵列包括有多个微带天线，每个所述微带天线一椭圆形的PCB板（A1）；所述PCB板（A1）上设有两个上下对称的微带振子单元。

2.根据权利要求1所述的一种变电站局部放电信号检测系统，其特征在于：每个微带振子单元包括有半圆形的第一弧形振臂（a4），所述第一弧形振臂（a4）上设有V形缺口（A41）；所述第一弧形振臂（a4）的两个自由端均连设有桥臂（a6）；

每个微带振子单元还包括有与第一弧形振臂（a4）开口方向相反的第二弧形振臂（a5），桥臂（a6）的自由端与第二弧形振臂（a5）相连，所述桥臂（a6）向下延伸有第一振子臂（a7），第一振子臂（a7）的自由端向远离第一弧形振臂（a4）的一侧延伸出有L形的第二振子臂（a8）；第二弧形振臂（a5）的底部设有一矩形缺口，还包括有一T形寄生振子单元（a9），所述T形寄生振子单元（a9）的低端设于矩形缺口内；

所述桥臂（a6）上设有多个镂空单元（a61），所述镂空单元（a61）包括有六个呈环形排列的三角形孔（a611），每个三角形孔（a611）靠近镂空单元（a61）中心的一个角向镂空单元（a61）中心延伸出矩形隔离槽；

还包括有呈L形的馈电线（a3），所述馈电线（a3）的一端与第一弧形振臂（a4）连接，另一端与馈电孔连接。

3.根据权利要求2所述的一种变电站局部放电信号检测系统，其特征在于：每个桥臂（a6）上的所述镂空孔单元数量为四个。

4.根据权利要求2所述的一种变电站局部放电信号检测系统，其特征在于：第一振子臂（a7）的自由端为楔形角。

5.根据权利要求2所述的一种变电站局部放电信号检测系统，其特征在于：所述V形缺口（A41）的角度为30°-45°。