CN109633388A - 一种多功能特高频的局放传感装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种多功能特高频的局放传感装置，包括壳体、设置在所述壳体上的第一输出端口和第二输出端口以及安装在所述壳体内的信号耦合器、转换开关、信号调理器；所述信号耦合器用于对高压电气设备的特高频局放信号进行采集以得到采集信号；所述转换开关与所述信号耦合器连接，用于将所述信号耦合器采集的所述采集信号传输到所述第一输出端口或传输到所述信号调理器；所述信号调理器与所述转换开关连接，用于接收所述转换开关传输的所述采集信号，并将所述采集信号进行滤波和放大处理后传输到所述第二输出端口。不仅携带方便，而且可实现同一装置应用于不同类型的检测仪，精简了工作流程、降低了操作风险、提高了工作效率。

Description

一种多功能特高频的局放传感装置

技术领域

本发明涉及电气设备带电检测领域，尤其涉及一种多功能特高频的局放传感装置。

背景技术

在通常高压设备局放检测，也就是局部放电检测中，特高频法检测具有较广的应用，既可作为巡检手段，也能作为精确检测手段。各种用于巡检及精确检测(定性、定位)的特高频局放产品日益增多由此而带来一些问题：特高频局放检测产品数量多、种类杂，各有优劣，使用时难以取舍；为了取得好的检测效果，将适用于各种情况的特高频检测设备全部携带，但是当中大多数为附件设备，携带起来费时费力，而且对于不同的检测主机需要采用不同的传感器，从而导致检测效率低下。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种多功能特高频的局放传感装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种多功能特高频的局放传感装置，包括壳体、设置在所述壳体上的第一输出端口和第二输出端口以及安装在所述壳体内的信号耦合器、转换开关、信号调理器。

所述信号耦合器用于对高压电气设备产生的信号进行采集，得到采集信号。

所述转换开关与所述信号耦合器连接，用于将所述信号耦合器采集的所述采集信号传输到所述第一输出端口或传输到所述信号调理器。

所述信号调理器与所述转换开关连接，用于接收所述转换开关传输的所述采集信号，并将所述采集信号进行滤波和放大处理后传输到所述第二输出端口。

本发明的有益效果是，通过信号耦合器对高压电气设备的特高频局放信号进行采集以得到采集信号，再通过将信号耦合器和信号调理器通过转换开关连接，并集成在一个壳体中，不仅便于携带，而且使用时，能根据现场实际情况利用转换开关选择直接输出采集信号或输出将采集信号滤波放大后信号的两种模式，通过同一传感装置即可满足不同检测仪器的信号要求，避免了对于不同检测情况必须选用不同的检测仪器所带来的繁琐，从而提高了检测效率。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，还包括设置在所述壳体内腔的电源模块，所述电源模块与所述信号调理器连接，用于为所述信号调理器供电。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过电源模块为信号调理器提供持续稳定的电源，保证其稳定工作。

进一步，所述壳体包括第一腔室、第二腔室和第三腔室；所述电源模块安装于所述第一腔室中，所述信号调理器安装于所述第二腔室中，所述信号耦合器安装于所述第三腔室中。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过将电源模块、信号调理器和信号耦合器分别放置到三个独立的腔室中，利用隔离的方式防止这三个部分的信号间相互干扰。

进一步，所述电源模块为锂电池。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过采用锂电池作为电源模块，不仅能进行反复充电，而且充电后可保证较长时间的使用。

进一步，所述信号调理器包括滤波电路和放大电路，所述滤波电路的输入端连接所述转换开关，所述滤波电路的输出端连接所述放大电路的输入端，所述放大电路的输出端连接所述第二输出端口。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过将所述滤波电路的输出端连接所述放大电路的输入端，对采集信号进行先滤波后放大，避免了先放大后滤波将不需要的杂散信号也会被放大，得不到较好的滤波效果。

进一步，所述第一输出端口和所述第二输出端口均为BNC输出端口。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过选用BNC接头，利用BNC接头具有连接紧密、连接快速、抗干扰、信号传输稳定、信号衰减小等优点，保证接口紧密连接、信号传输稳定且不受干扰。

进一步，所述滤波电路的频带范围为400M至800MHz。

采用上述进一步方案的有益效果是，由于大量局放信号频段集中在400M至800MHz范围内，此处选择滤波电路的频带范围为400M至800MHz，可取得较好的滤波效果。

进一步，所述信号耦合器为自带充电锂电池的特高频局放传感器。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过选用自带充电锂电池的特高频局放传感器，无需外接供电电源，使用更加方便。

进一步，所述壳体和所述转换开关的材质均为金属材料。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过采用金属材料作为所述壳体和所述转换开关的材质，可屏蔽信号干扰。

进一步，所述壳体的侧壁还开设有散热孔。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置散热孔，提升装置的散热性能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种多功能特高频的局放传感装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的壳体的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的壳体的内部示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种多功能特高频的局放传感装置的结构示意图；

图5为发明实施例提供的一种多功能特高频的局放传感装置的接线原理图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、第一腔室，2、第二腔室，3、第三腔室，4、壳体，5、散热孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1和2所示，本发明实施例提供的一种多功能特高频的局放传感装置，包括壳体4、设置在所述壳体4上的第一输出端口和第二输出端口以及安装在所述壳体4内的信号耦合器、转换开关、信号调理器。

所述信号耦合器用于对高压电气设备特高频的局放信号进行采集，得到采集信号。

所述转换开关与所述信号耦合器连接，用于将所述信号耦合器采集的所述采集信号传输到所述第一输出端口或传输到所述信号调理器。

所述信号调理器与所述转换开关连接，用于接收所述转换开关传输的所述采集信号，并将所述采集信号进行滤波和放大处理后传输到所述第二输出端口。

需要说明的是，信号耦合器还包括有接收天线，其接收天线与信号耦合器连接，大多接收天线用金属导线、金属面或者其他介质材料制成的，具有一定形状，用来发射或者接收无线电波。发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时，把电磁波转换为高频电流。

在实际应用场景中，例如对高压电气设备进行特高频法巡检及定位检测时。在巡检情况下，只需要获得信号耦合器采集的原始信号即可，于是可通过转换开关将信号耦合器与第一输出端口直接连通，从而让第一输出端口输出原始信号，以便后续巡检检测。

在定位检测情况下，需要获得放大后的采集信号，于是可通过转换开关将信号耦合器与信号调理器连通，从而让信号耦合器采集的原始信号通过信号调理器的滤波放大处理后，得到放大后的采集信号，再由第二输出端口输出该处理后的信号，以便后续定位检测。

具体地，由于要求采集信号必须传输稳定，抗干扰能力强。而信号传输有两种方式，一种是有线，一种是无线。但是现场检测有很多干扰，采用无线传输信号容易受到干扰；且无线传输相比于有线传输，信号不稳定；无线传输的速度及数据量远小于有线传输。所以，本实施例选择有线信号传输，具体可采用传输稳定、抗干扰能力好、成本低的同轴电缆。

具体连接时，第一输出端口和第二输出端口可采用BNC母头；巡检主机和定位主机采用BNC母头；而同轴电缆两端都采用BNC公头，这样通过同轴电缆即可将传感器装置与巡检主机或定位主机连接。

可选地，本多功能特高频的局放传感装置还包括设置在所述壳体4内腔的电源模块，所述电源模块与所述信号调理器连接，用于为所述信号调理器供电。通过电源模块为信号调理器提供持续稳定的电源，保证其稳定工作。

如图3所示：可选地，所述壳体4包括第一腔室1、第二腔室2和第三腔室3；所述电源模块安装于所述第一腔室1中，所述信号调理器安装于所述第二腔室2中，所述信号耦合器安装于所述第三腔室3中。通过将电源模块、信号调理器和信号耦合器分别放置到三个独立的腔室中，利用隔离的方式防止这三个部分的信号间相互干扰。具体地，第三腔室3大于第一腔室1和第二腔室2。

可选地，所述电源模块为锂电池。

在实际应用中，由于信号调理器需要有电源供电才能工作，所以需要考虑电源供给方式。电源供给通常有两种方式，一种是外接电源，工作时需要从外部取电工作；另外一种就是自带电池，工作时无需外接。对于外接电源来说，一种是现场使用适配器接到电源插座上，但是现场一般没有条件提供电源插座，而且操作也复杂，每换一个测点都要重新取电；另一种是外置充电宝，这种在现场检测也比较麻烦，且容易带来危险。所以，本实施例采用内置电池，电池选用可充电锂电池，每次检测前确保电池充满电即可。对于电池的要求，要满足电池满电状态下可满足一天的检测，设计待机时长不低于6小时。具体地，锂电池的容量可以选用2000mAh。这里通过采用锂电池作为电源模块，不仅能进行反复充电，而且充电后可保证较长时间的使用。

如图4所示：可选地，所述信号调理器包括滤波电路和放大电路，所述滤波电路的输入端连接所述转换开关，所述滤波电路的输出端连接所述放大电路的输入端，所述放大电路的输出端连接所述第二输出端口。通过将所述滤波电路的输出端连接所述放大电路的输入端，对采集信号进行先滤波后放大，避免了先放大后滤波将不需要的杂散信号也会被放大，得不到较好的滤波效果。

具体地，滤波电路可以选用HHfi l-1803，放大电路可以选用HHamp-1803。

可选地，所述第一输出端口和所述第二输出端口均为BNC输出端口。通过选用BNC输出端口，利用BNC输出端口具有连接紧密、连接快速、抗干扰、信号传输稳定、信号衰减小等优点，保证接口紧密连接、信号传输稳定且不受干扰。

在实际应用中，由于在线检测是在现场进行,现场存在着大量干扰信号,这些干扰信号进入检测装置,与局部放电信号混叠在一起,影响了在线检测的灵敏度和检测结果的可靠性；严重时干扰信号还会淹没局部放电信号,使得在线检测无法进行。

大量的现场试验表明,现场干扰信号是多种多样的。但就信号波形而言,干扰信号大致分两类,一类是脉冲型干扰信号,主要是由线路上的电晕放电、邻近电力设备内的局部放电、开关的闭合和开断、可控硅动作等所引起,其波形特征和局部放电信号相似；另一类是连续的周期性干扰信号,主要是电力系统内部的高频保护信号，载波通讯信号(通称载波信号)以及系统外的无线电广播信号。

根据滤波是主要的抗干扰措施，本实施例可使用带通滤波器，即不在设计频带内的信号将被滤除。因为特高频信号的频段范围为300M至3000MHz，但是大量局放信号频段集中在400M至800MHz范围内，所以选择滤波电路的频带范围为400M至800MHz。并且根据定位检测的标准，其放大电路的放大倍数选择为30dB。

可选地，所述信号耦合器为自带充电锂电池的特高频局放传感器。通过选用自带充电锂电池的特高频局放传感器，无需外接供电电源，使用更加方便。

可选地，所述壳体4和所述转换开关的材质均为金属材料。通过采用金属材料作为所述壳体4和所述转换开关的材质，可屏蔽信号干扰。

具体地，转换开关可选用金属材质的三刀双掷开关，当选用三刀双掷开关时，其传感装置的整个接线原理如图5所示：

其工作时，当开关打到3档，则信号耦合器采集到的信号经接口直接输出，信号为原始信号；当打到1、4、7档，则信号经过信号调理器后经接口输出，输出的信号为经过滤波放大的信号，且信号调理器的电源接入。

如图2所示，可选地，所述壳体4的侧壁还开设有散热孔5。通过设置散热孔5，提升装置的散热性能。

综上所述,本实施例的一种多功能特高频的局放传感装置，通过将信号耦合器和信号调理器通过转换开关连接，并集成在一个壳体4中，不仅便于携带，而且使用时，能根据现场实际情况利用转换开关选择直接输出采集信号或输出滤波放大后信号的两种模式进行检测，通过同一装置即可实现不同检测功能，避免了对于不同检测情况必须选用不同的检测仪器所带来的繁琐，从而提高了检测效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能特高频的局放传感装置，其特征在于，包括壳体(4)、设置在所述壳体(4)上的第一输出端口和第二输出端口以及安装在所述壳体(4)内的信号耦合器、转换开关、信号调理器；

所述信号耦合器用于对高压电气设备的特高频局放信号进行采集以得到采集信号；

所述转换开关与所述信号耦合器连接，用于将所述信号耦合器采集的所述采集信号传输到所述第一输出端口或传输到所述信号调理器；

所述信号调理器与所述转换开关连接，用于接收所述转换开关传输的所述采集信号，并将所述采集信号进行滤波和放大处理后传输到所述第二输出端口。

2.根据权利要求1所述的多功能特高频的局放传感装置，其特征在于，还包括设置在所述壳体(4)内腔的电源模块，所述电源模块与所述信号调理器连接，用于为所述信号调理器供电。

3.根据权利要求2所述的多功能特高频的局放传感装置，其特征在于，所述壳体(4)包括第一腔室(1)、第二腔室(2)和第三腔室(3)；所述电源模块安装于所述第一腔室(1)中，所述信号调理器安装于所述第二腔室(2)中，所述信号耦合器安装于所述第三腔室(3)中。

4.根据权利要求2所述的多功能特高频的局放传感装置，其特征在于，所述电源模块为锂电池。

5.根据权利要求1所述的多功能特高频的局放传感装置，其特征在于，所述信号调理器包括滤波电路和放大电路，所述滤波电路的输入端连接所述转换开关，所述滤波电路的输出端连接所述放大电路的输入端，所述放大电路的输出端连接所述第二输出端口。

6.根据权利要求1所述的多功能特高频的局放传感装置，其特征在于，所述第一输出端口和所述第二输出端口均为BNC输出端口。

7.根据权利要求1所述的多功能特高频的局放传感装置，其特征在于，所述滤波电路的频带范围为400M至800MHz。

8.根据权利要求1-7任一项所述的多功能特高频的局放传感装置，其特征在于，所述信号耦合器为自带充电锂电池的特高频局放传感器。

9.根据权利要求1-7任一项所述的多功能特高频的局放传感装置，其特征在于，所述壳体(4)和所述转换开关的材质均为金属材料。

10.根据权利要求1-7任一项所述的多功能特高频的局放传感装置，其特征在于，所述壳体(4)的侧壁还开设有散热孔(5)。