CN106483436A - 用于电力设备局部放电检测的多用途外置特高频传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于电力设备局部放电检测的多用途外置特高频传感器，其包括：中空的金属壳体，金属壳体内设有第一腔体和第二腔体；信号接收天线，其设于第二腔体内；放大检波电路板，其设于第一腔体内，放大检波电路板与信号接收天线连接；线性放大电路板，其设于第一腔体内，线性放大电路板与信号接收天线连接；第一接头，其设于金属壳体上，并与放大检波电路板连接，第一接头输出特高频检波信号；第二接头，其设于金属壳体上，并与线性放大电路板连接，第二接头输出特高频信号。本发明可以同时输出特高频检波信号和特高频信号，屏蔽效果好，防水性强，便携式，安装及拆解非常方便，既可用于现场带电检测，也能用于长期的在线监测。
Description
技术领域
本发明涉及局部放电检测传感器，具体为一种用于局部放电检测的多用途外置特高频传感器。
背景技术
随着国民经济的不断发展和我国电力系统规模的不断增加，对电网运行的安全性和可靠性要求日益提高。电网的安全运行，主要取决于高压电力设备的安全运行，而电力设备的运行可靠性在很大程度上依赖于电力设备制造和安装的质量以及设备的运行维护和必要的预防性试验等。
GIS(Gas Insulated Switchgear，气体绝缘开关设备)因其可靠性高，占地面积小、维护简单、检修周期长等优点而在电网中得到了广泛的应用。研究表明，GIS设备设计、制造、运输、安装过程中的一些偶然因素会造成一些先天性局部缺陷，如气泡、裂缝、悬浮导电质点和毛刺等。这些缺陷会造成GIS设备某些区域电场强度过高，当高于绝缘介质的击穿场强时就会发生局部放电。局部放电既是表征GIS设备绝缘状况的特征量，又是引起绝缘劣化的主要原因。通过局部放电检测，可及时发现GIS设备内部存在的绝缘缺陷，避免设备发生突发性绝缘击穿事故，这对保证GIS设备及电网的安全稳定运行具有十分重要的意义。
在局部放电各种检测方法中，特高频(UHF)法以其灵敏度高，抗干扰能力强、能够识别并定位放电源等优点，近年来已成为GIS设备局部放电检测的主要手段之一。特高频传感器是特高频法的关键，其性能好坏直接影响着检测信号的灵敏度，间接影响着局部放电类型的模式识别，是特高频检测法的核心技术之一。
特高频检测技术在现场实际应用过程中经常会遇到两种情况，一种是要求获取特高频检波信号，即要求传感器单元输出的是较低频率的检波信号，便于后续采集处理单元处理及软件分析，另一种是要求获取特高频信号，例如特高频原始时域信号，即要求传感器单元输出的是高频率的时域波形，便于后续示波器进行定位分析。现有的特高频传感器均只能输出一种类型的信号，难以满足现场的实际需要。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述不足以提供一种用于电力设备局部放电检测的多用途外置特高频传感器，其可以同时输出特高频检波信号和特高频信号，从而满足现场的实际需要。
基于上述目的，本发明提供了一种用于电力设备局部放电检测的多用途外置特高频传感器，其包括：
中空的金属壳体，所述金属壳体内设有第一腔体和第二腔体；
信号接收天线，其设于所述第二腔体内；
放大检波电路板，其设于所述第一腔体内，所述放大检波电路板与信号接收天线连接；
线性放大电路板，其设于所述第一腔体内，所述线性放大电路板与信号接收天线连接；
第一接头，其设于所述金属壳体上，并与放大检波电路板连接，所述第一接头输出特高频检波信号；
第二接头，其设于所述金属壳体上，并与线性放大电路板连接，所述第二接头输出特高频信号。
本发明所述的多用途外置特高频传感器，其通过信号接收天线接收局部放电信号并将其分别输出至放大检波电路板和线性放大电路板，放大检波电路板和线性放大电路板分别对输入的局部放电信号进行放大检波和线性放大处理，然后分别输出至所述第一接头和第二接头，以通过所述第一接头和第二接头同时分别输出特高频检波信号和特高频信号，从而满足现场的实际需要。本发明所述的多用途外置特高频传感器可用于GIS等电力设备局部放电带电检测。本发明可以通过对所述金属壳体进行包括采用密封圈、密封件、填充环氧树脂等方式的密封处理使得其内部的信号接收天线、放大检波电路板、线性放大电路板与外部环境密封隔离，从而可以在例如潮湿等恶劣环境中使用，同时金属壳体可屏蔽外部电磁干扰。
进一步地，本发明所述的多用途外置特高频传感器中，所述金属壳体包括壳体本体以及与壳体本体密封连接的盖板，所述盖板与壳体本体之间设有密封圈。
上述方案中，所述密封圈起到密封隔离金属壳体内部和外部环境的作用，从而使得传感器可在潮湿等恶劣环境中长时间使用。
进一步地，本发明所述的多用途外置特高频传感器中，所述第一接头和/或第二接头为N型接头。
上述方案中，N型接头可通过同轴电缆连接放大检波电路板和线性放大电路板。
更进一步地，上述多用途外置特高频传感器中，所述N型接头与金属壳体螺纹连接。
进一步地，本发明所述的多用途外置特高频传感器中，所述信号接收天线包括介质基板，所述介质基板上贴附着天线贴片。
更进一步地，上述多用途外置特高频传感器中，所述天线贴片通过同轴线缆与放大检波电路板和线性放大电路板分别连接。
进一步地，本发明所述的多用途外置特高频传感器中，所述第一接头和/或第二接头与金属壳体之间设有密封件。
上述方案中，所述密封件起到密封隔离金属壳体内部和外部环境的作用，从而使得传感器可在潮湿等恶劣环境中长时间使用。
进一步地，本发明所述的多用途外置特高频传感器中，所述第二腔体内填充有环氧树脂。
上述方案中，环氧树脂可以对信号接收天线进行固定、绝缘、环境密封隔离等保护。
进一步地，本发明所述或上述的多用途外置特高频传感器中，所述第二腔体内设有绝缘支撑筒，所述信号接收天线放置于绝缘支撑筒上。
上述方案中，绝缘支撑筒可以对信号接收天线进行进一步的固定、绝缘保护，并且信号接收天线与放大检波电路板和线性放大电路板之间隔开一定的距离以避免信号干扰。
进一步地，本发明所述的多用途外置特高频传感器中，金属壳体的底面呈内凹的圆弧形。
上述方案中，由于电力设备例如GIS的盆式绝缘子的外形为圆筒状，因此将金属壳体的底面设计成内凹的圆弧形结构，这样可以保证传感器与盆式绝缘子之间能够更好地贴合，从而保证测试结果更精确可靠。需要长时间使用时，可根据需求在金属外壳上安装拆解方便的固定件。
本发明所述的用于电力设备局部放电检测的多用途外置特高频传感器具有以下优点：
1)双输出端口，可以同时输出特高频检波信号和特高频信号，从而满足现场的实际需要。
2)屏蔽效果好，防水性强，可在潮湿等恶劣环境中长时间使用。
3)为便携式特高频传感器，安装及拆解非常方便，既可用于现场带电检测，也能用于长期的在线监测。
附图说明
图1为本发明所述的用于电力设备局部放电检测的多用途外置特高频传感器在一种实施方式下的轴测结构示意图。
图2为本发明所述的用于电力设备局部放电检测的多用途外置特高频传感器在一种实施方式下的不带盖板的轴测结构示意图。
图3为本发明所述的用于电力设备局部放电检测的多用途外置特高频传感器在一种实施方式下的填充环氧树脂前的轴测结构示意图。
图4为本发明所述的用于电力设备局部放电检测的多用途外置特高频传感器在一种实施方式下的盖板的轴测结构示意图。
图5为本发明所述的用于电力设备局部放电检测的多用途外置特高频传感器在一种实施方式下的信号接收天线的轴测结构示意图。
图6为本发明所述的用于电力设备局部放电检测的多用途外置特高频传感器在一种实施方式下的绝缘支撑筒的轴测结构示意图。
图7为本发明所述的用于电力设备局部放电检测的多用途外置特高频传感器在一种实施方式下的第二接头的轴测结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图及实施例进一步说明本发明所述的技术方案。
图1显示了本实施例的多用途外置特高频传感器的轴测结构，图2显示了本实施例的多用途外置特高频传感器不带盖板的轴测结构，图3显示了本实施例的多用途外置特高频传感器填充环氧树脂前的轴测结构，图4-图7分别显示了本实施例的多用途外置特高频传感器的盖板12、信号接收天线7、绝缘支撑筒8以及第二接头4的轴测结构。
如图1-图3所示，结合参考图4-图7，本实施例的多用途外置特高频传感器包括：中空的金属壳体1、信号接收天线7、放大检波电路板5、线性放大电路板6、第一接头3以及第二接头4，其中：
金属壳体1内设有第一腔体A和第二腔体B，放大检波电路板5和线性放大电路板6均设于第一腔体A内，信号接收天线7设于第二腔体B内。
金属壳体1包括壳体本体11以及与壳体本体11密封连接的盖板12，其中盖板12上均布开设有安装孔E，在壳体本体11的开口面对应开设有螺纹孔F，采用螺钉将盖板12固定封盖在壳体本体11的开口面，盖板12与壳体本体11的开口面之间设有一道密封圈13，用于保证该传感器可以在潮湿的环境下进行测试使用。盖板12与壳体本体11接触的一面要保证平整，使壳体本体11上的密封圈13能更好的起到保护作用，盖板12上的安装孔可尽量多(详见图4)，以使其安装后更牢固可靠。金属壳体1的底部具有一基座13，该基座13的底面C呈内凹的圆弧形，用以保证其与GIS盆式绝缘子贴合。基座13的两侧开设有六个通孔D。金属壳体1为较轻的金属材料制成，这样既可以有效地屏蔽外部信号，又能减轻传感器的重量。第一腔体A里有四个安装孔，用来安装放大检波电路板5与线性放大电路板6。第一腔体A和第二腔体B中间具有隔板，该隔板上开两个通孔，用来穿过两根同轴电缆。
信号接收天线7包括介质基板71，介质基板71上贴附着天线贴片72。天线贴片72通过穿过上述隔板的同轴线缆与放大检波电路板5和线性放大电路板6分别连接。第二腔体B内设有绝缘支撑筒8(详见图6)，绝缘支撑筒8采用机械性能良好的绝缘材料制成，信号接收天线7放置于绝缘支撑筒8上。第二腔体B内填充有环氧树脂对信号接收天线7进行保护。天线贴片72上面有两组(共四个)焊点G(详见图5)，分别焊接两根同轴电缆。
第一接头3和第二接头4均为特别定制的N型接头(详见图7)，且均穿过金属壳体1并与壳体本体11两侧面的内螺纹螺纹连接。第一接头3和第二接头4与金属壳体1贴合的表面上设有一道密封圈，用于保证传感器在潮湿的环境下长时间使用。壳体本体11的外表面要保持平整，以使密封圈能更好的起到保护作用。第一接头3和第二接头4分别与放大检波电路板5和线性放大电路板6通过同轴线缆2连接。
本实施例的多用途外置特高频传感器的频带范围为300MHz-1.5GHz，连接阻抗为50Ω。
本实施例的多用途外置特高频传感器使用时，传感器紧贴于GIS盆式绝缘子上即可进行现场检测，如果需要进行长时间的在线监测，就用绑带把该传感器捆绑固定于GIS盆式绝缘子上，绑带可以采用一定长度及宽度的结实一点的布带即可，两端通过螺钉与基座13两端的六个孔D固定。信号接收天线7接收局部放电信号，放大检波电路板5对局部放电信号进行放大检波得到特高频检波信号，线性放大电路板6对局部放电信号进行线性放大得到特高频信号。第一接头3输出特高频检波信号，第二接头4输出特高频信号。
本实施例的多用途外置特高频传感器具有双输出端口，可以同时输出特高频检波信号和特高频信号，从而可以满足现场的实际需要，并且屏蔽效果好，防水性强，可在潮湿等恶劣环境中长时间使用。同时，具有便携式特征，安装及拆解非常方便，既可用于现场带电检测，也能用于长期的在线监测。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于电力设备局部放电检测的多用途外置特高频传感器，其特征在于，包括：
中空的金属壳体，所述金属壳体内设有第一腔体和第二腔体；
信号接收天线，其设于所述第二腔体内；
放大检波电路板，其设于所述第一腔体内，所述放大检波电路板与信号接收天线连接；
线性放大电路板，其设于所述第一腔体内，所述线性放大电路板与信号接收天线连接；
第一接头，其设于所述金属壳体上，并与放大检波电路板连接，所述第一接头输出特高频检波信号；
第二接头，其设于所述金属壳体上，并与线性放大电路板连接，所述第二接头输出特高频信号。
2.如权利要求1所述的多用途外置特高频传感器，其特征在于，所述金属壳体包括壳体本体以及与壳体本体密封连接的盖板，所述盖板与壳体本体之间设有密封圈。
3.如权利要求1所述的多用途外置特高频传感器，其特征在于，所述第一接头和/或第二接头为N型接头。
4.如权利要求3所述的多用途外置特高频传感器，其特征在于，所述N型接头与金属壳体螺纹连接。
5.如权利要求1所述的多用途外置特高频传感器，其特征在于，所述信号接收天线包括介质基板，所述介质基板上贴附着天线贴片。
6.如权利要求5所述的多用途外置特高频传感器，其特征在于，所述天线贴片通过同轴线缆与放大检波电路板和线性放大电路板分别连接。
7.如权利要求1所述的多用途外置特高频传感器，其特征在于，所述第一接头和/或第二接头与金属壳体之间设有密封件。
8.如权利要求1所述的多用途外置特高频传感器，其特征在于，所述第二腔体内填充有环氧树脂。
9.如权利要求1-8中任意一项所述的多用途外置特高频传感器，其特征在于，所述第二腔体内设有绝缘支撑筒，所述信号接收天线放置于绝缘支撑筒上。
10.如权利要求1所述的多用途外置特高频传感器，其特征在于，金属壳体的底面呈内凹的圆弧形。
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