CN110412429A - 一种gis设备带电超声局部放电检测装置 - Google Patents

一种gis设备带电超声局部放电检测装置 Download PDF

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李浩然
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李泉
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马涛
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Abstract

本发明提出一种GIS设备带电超声局部放电检测装置,包括超声波检测器、处理器、支撑杆,所述支撑杆为一长杆,在支撑杆的端部设置连接座,连接座的一端与支撑杆连接,另一端连接超声波检测器,超声波检测器的探头的检测面朝向外部的待检设备设置,所述处理器设置于支撑杆侧壁上,超声波检测器与处理器连接,处理器与外部的显示终端无线连接,本发明采用细长支撑杆将超声波检测器靠近设备实施检测,替代了人工爬高检测,大幅度提高该项测量的工作效率,采用优化改进的AD620芯片实现信号去杂、放大功能,不仅价格低廉,而且使用简单,相关电路简单。

Description

一种GIS设备带电超声局部放电检测装置
技术领域
本发明涉及GIS设备带电检测技术领域,尤其涉及一种GIS设备带电超声局部放电检测装置。
背景技术
为保证GIS设备的安全稳定运行,需定期对GIS设备开展带电检测工作,近年来带电检测工作量日益增加,现有带电超声局放测试仪设计存在缺陷,存在传感器测试线长度较短、无高处测量辅助工具的问题,GIS变电站内超声局放测量点点位普遍偏高,需要人员爬高后才能测量,难以直接测量,不仅操作复杂,而且人员存在登高跌落、触电的风险。
发明内容
有必要提出一种GIS设备带电超声局部放电检测装置。
一种GIS设备带电超声局部放电检测装置,包括超声波检测器、处理器、支撑杆,所述支撑杆为一长杆,在支撑杆的端部设置连接座,连接座的一端与支撑杆连接,另一端连接超声波检测器,超声波检测器的探头的检测面朝向外部的待检设备设置,所述处理器设置于支撑杆侧壁上,超声波检测器与处理器连接,处理器与外部的显示终端无线连接。
优选的,所述连接座包括安装段、连接段、卡紧件,所述安装段为顶部开口的空心壳体,所述空心壳体的内径大于超声波检测器的探头的外径,还在壳体靠近口部的外壁上开设环槽,还在壳体口部侧壁上开设豁口,所述卡紧件为弹性件,所述弹性件卡合在所述环槽内,所述连接段设置于安装段的底部,连接段的上端与安装段固定连接,下端与支撑杆的端部活动连接。
优选的,所述连接段包括本体、销轴、锁紧螺母、连接块、螺杆,还在本体开设嵌入沉槽,所述连接块的上端插入所述嵌入沉槽,螺杆的上端与连接块固定连接,下端与支撑杆螺纹连接,还在本体上及连接块上开设供销轴插入的横向通孔,所述螺母与销轴连接。
优选的,所述处理器包括依次连接的采集单元、处理单元、输出单元,所述采集单元还与超声波检测器连接,所述处理单元包括放大器,所述输出单元还与外部的显示终端无线连接。
优选的,所述放大器为集成芯片,还在所述放大器的第二引脚输入端和第三引脚输入端分别配置一个高通滤波器,所述高通滤波器是由一个耦合电容和一个接地电阻组成。
优选的,所述放大器的第七引脚用于与外部正极电源连接,第四引脚用于与外部负极电源连接,在第七引脚及第四引脚还分别连接一个陶瓷电容和一个钽电容,第一引脚和第八引脚之间串联调整电阻,第六引脚作为输出端子,第五引脚为接地端子。
优选的,所述处理器还包括声电转化单元,以将声波信号转化为终端能够识别的电信号,声电转化单元连接于放大器的第六引脚进和所述输出单元之间。
优选的,所述处理器靠近超声波检测器设置。
优选的,所述处理器与支撑杆之间可拆卸连接。
优选的,支撑杆的长度可调节。
本发明的有益效果在于:
1、采用细长支撑杆将超声波检测器靠近设备实施检测,替代了人工爬高检测,大幅度提高该项测量的工作效率。
2、采用优化改进的AD620芯片实现信号去杂、放大功能,不仅价格低廉,而且使用简单,相关电路简单。
3、超声波信号在传输的过程中需要将声波振动信号转变为电信号,所以增加了声电信号转换模块,保证了信号的传输顺畅。
4、本装置本身具有重量轻,体积小的特点,便携性强,非常适合带电检测工作人员携带。
5、仪器供电方式简单,抗干扰能力强。电源采用USB接口供电,只需和充电宝或手机充电器USB口相连即可完成对仪器的供电。
附图说明
图1为GIS设备带电超声局部放电检测装置的示意图。
图2为所述连接座的示意图。
图3为所述连接座的主视示意图。
图4为所述连接座的左视示意图。
图5为安装超声波检测器的示意图。
图6为图1中A处的内部结构局部放大图。
图7处理器的模块示意图。
图8为放大器的电路图。
图9本装置的使用状态图。
图中:超声波检测器10、处理器20、采集单元21、处理单元22、放大器221、声电转化单元222、输出单元23、支撑杆30、连接座40、安装段41、环槽411、豁口412、连接段42、本体421、销轴422、锁紧螺母423、连接块424、螺杆425、卡紧件43、显示终端100、外部待检设备200。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
参见图1-9,本发明实施例提供了一种GIS设备带电超声局部放电检测装置,包括超声波检测器10、处理器20、支撑杆30,所述支撑杆30为一长杆,在支撑杆30的端部设置连接座40,连接座40的一端与支撑杆30连接,另一端连接超声波检测器10,超声波检测器10的探头的检测面朝向外部待检设备200设置,所述处理器20设置于支撑杆30侧壁上,超声波检测器10与处理器20连接,以将检测到的声信息发送至处理器20,处理器20与外部的显示终端100无线连接。例如显示终端100可以为手机。
进一步,所述连接座40包括安装段41、连接段42、卡紧件43,所述安装段41为顶部开口的空心壳体,所述空心壳体的内径大于超声波检测器10的探头的外径,以供探头插入壳体内部安装,还在壳体靠近口部的外壁上开设环槽411,还在壳体口部侧壁上开设豁口412,所述卡紧件43为弹性件,所述弹性件卡合在所述环槽411内,所述连接段42设置于安装段41的底部,连接段42的上端与安装段41固定连接,下端与支撑杆30的端部活动连接。
由于探头插入至安装段41的口部后,为了避免刚性接触对探头的损坏,安装段41采用树脂材料制备,豁口412的设置使得口部的宽度可以调节,探头插入后,通过开合弹性件将口部与探头之间夹紧。
进一步,所述连接段42包括本体421、销轴422、锁紧螺母423、连接块424、螺杆425,还在本体421开设嵌入沉槽,所述连接块424的上端插入所述嵌入沉槽,螺杆425的上端与连接块424固定连接,下端与支撑杆30螺纹连接,还在本体421上及连接块424上开设供销轴422插入的横向通孔,所述螺母与销轴422连接。
进一步,所述处理器20包括依次连接的采集单元21、处理单元22、输出单元23,所述采集单元21还与超声波检测器10连接,以接受超声波检测器10检测到的声信号,并提供至处理单元22,所述处理单元22包括放大器221,以对接受的声信号放大处理,并提供至输出单元23,所述输出单元23还与外部的显示终端100无线连接。
进一步,所述放大器221为集成优化的AD620芯片,还在所述放大器221的第二引脚输入端和第三引脚输入端分别配置一个高通滤波器,所述高通滤波器是由一个耦合电容和一个接地电阻组成。以达到减小环境中的低频干扰信号的目的。例如,耦合电容选用0.1µF,接地电阻选用100kΩ。
进一步,所述放大器221的第七引脚用于与外部正极电源连接,第四引脚用于与外部负极电源连接,在第七引脚及第四引脚还分别连接一个陶瓷电容和一个钽电容,第一引脚和第八引脚之间串联调整电阻,第六引脚作为输出端子,第五引脚为接地端子。
进一步,为了防止电源端噪声耦合进入放大器221中,对每个电源供电引脚都与地连接一个贴片封装的陶瓷电容和一个贴片封装钽电容,即在第七引脚及第四引脚分别连接陶瓷电容和钽电容,并通过一个磁珠串联进行电源去耦。
其中连接在芯片1管脚和8管脚的可变电阻为增益调整电阻,电路设计中可以先选用阻值可调的精确电位器。
进一步,所述处理器20还包括声电转化单元222,以将声波信号转化为终端能够识别的电信号,声电转化单元222连接于放大器221的第六引脚进和所述输出单元23之间。
举例说明,采集单元21、输出单元23、声电转化单元222可以通过在芯片上集成fbs可编程控制器和daytronic型信号调理器即可实现。
进一步,所述处理器20靠近超声波检测器10设置。
现有技术中的2018210172239专利中,虽然采用了细长支撑杆30来将探头靠近设备检测,但是,此装置中,超声波探头的信号沿着导线(5)从设备一直延伸至放大器221(6),放大器221(6)靠近防滑套,也就是靠近操作人员手部,此种结构,为了满足支撑杆30的长度要求,将导线(5)长度制作的很长,由于超声波信号本身就存在超声信号因反射、吸收等外部原因造成衰减严重的技术问题,当到达放大器221(6)时,放大器221(6)接收到的信号非常微弱,甚至包含的原始低频干扰信号已经超过探头采集的需要的声信号,即使利用放大器221(6)放大,也只能将干扰信号和原始信号一起放大,产生的噪声、杂音非常大。
所以本方案中,为了保留超声波采集信号的最大完整度、清晰度传输,不改变或者缩短超声波检测器10的信号线,将处理器20靠近探头设置,处理器20与终端之间采用无线发射连接,由于无线发射范围大、距离长、干扰小、衰减弱,从而避免信号线过长带来衰减严重及低频干扰严重的问题。
进一步,所述处理器20与支撑杆30之间可拆卸连接。例如采用粘接层将处理器20的外壳与支撑杆30粘接固定。
进一步,支撑杆30的长度可调节。
例如,支撑杆30为多节对接连接的,相邻两节之间采用螺纹连接。支撑杆30采用绝缘材料制成,例如环氧树脂。
所述处理器20还包括充电单元,充电单元与USB接口。
本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本发明权利要求所作的等同变化,仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种GIS设备带电超声局部放电检测装置,其特征在于:包括超声波检测器、处理器、支撑杆,所述支撑杆为一长杆,在支撑杆的端部设置连接座,连接座的一端与支撑杆连接,另一端连接超声波检测器,超声波检测器的探头的检测面朝向外部的待检设备设置,所述处理器设置于支撑杆侧壁上,超声波检测器与处理器连接,处理器与外部的显示终端无线连接。
2.如权利要求1所述的GIS设备带电超声局部放电检测装置,其特征在于:所述连接座包括安装段、连接段、卡紧件,所述安装段为顶部开口的空心壳体,所述空心壳体的内径大于超声波检测器的探头的外径,还在壳体靠近口部的外壁上开设环槽,还在壳体口部侧壁上开设豁口,所述卡紧件为弹性件,所述弹性件卡合在所述环槽内,所述连接段设置于安装段的底部,连接段的上端与安装段固定连接,下端与支撑杆的端部活动连接。
3.如权利要求2所述的GIS设备带电超声局部放电检测装置,其特征在于:所述连接段包括本体、销轴、锁紧螺母、连接块、螺杆,还在本体开设嵌入沉槽,所述连接块的上端插入所述嵌入沉槽,螺杆的上端与连接块固定连接,下端与支撑杆螺纹连接,还在本体上及连接块上开设供销轴插入的横向通孔,所述螺母与销轴连接。
4.如权利要求3所述的GIS设备带电超声局部放电检测装置,其特征在于:所述处理器包括依次连接的采集单元、处理单元、输出单元,所述采集单元还与超声波检测器连接,所述处理单元包括放大器,所述输出单元还与外部的显示终端无线连接。
5.如权利要求4所述的GIS设备带电超声局部放电检测装置,其特征在于:所述放大器为集成芯片,还在所述放大器的第二引脚输入端和第三引脚输入端分别配置一个高通滤波器,所述高通滤波器是由一个耦合电容和一个接地电阻组成。
6.如权利要求5所述的GIS设备带电超声局部放电检测装置,其特征在于:所述放大器的第七引脚用于与外部正极电源连接,第四引脚用于与外部负极电源连接,在第七引脚及第四引脚还分别连接一个陶瓷电容和一个钽电容,第一引脚和第八引脚之间串联调整电阻,第六引脚作为输出端子,第五引脚为接地端子。
7.如权利要求5所述的GIS设备带电超声局部放电检测装置,其特征在于:所述处理器还包括声电转化单元,以将声波信号转化为终端能够识别的电信号,声电转化单元连接于放大器的第六引脚进和所述输出单元之间。
8.如权利要求1所述的GIS设备带电超声局部放电检测装置,其特征在于:所述处理器靠近超声波检测器设置。
9.如权利要求1所述的GIS设备带电超声局部放电检测装置,其特征在于:所述处理器与支撑杆之间可拆卸连接。
10.如权利要求1所述的GIS设备带电超声局部放电检测装置,其特征在于:支撑杆的长度可调节。
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