CN112763867B - 一种gis多频段超声波局放传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种GIS多频段超声波局放传感器，包括：前盖、连接有电源信号线的后盖、分别与所述前盖和所述后盖装配的中间法兰，所述前盖内设有用于容纳耦合液的充液腔，所述充液腔与所述中间法兰相连通，所述中间法兰在朝向所述后盖的一侧安装有小信号放大电路板；所述中间法兰中央设有安装座，其上设有多个探头安装孔，多个不同频段的超声波探头安装在所述探头安装孔中，用于接收不同频段的超声波信号，并将其转换为电压信号，所述小信号放大电路板设有放大传输模块，用于将所述电压信号放大，由所述电源信号线发送至后台采集设备。本发明采用多个不同频段超声探头，弥补了压电式超声波传感器通频带较窄的缺点，可有效提高传感器的信噪比。

Description

一种GIS多频段超声波局放传感器
技术领域
本发明涉及电力输配电技术领域，尤其涉及一种GIS多频段超声波局放传感器。
背景技术
GIS全称为金属封闭式组合开关，GIS是电力系统重要的设备，通常包括外部金属壳体、导电部件、固体绝缘件、SF6气体。局部放电是电力设备中常见的一种缺陷类型，其发生原因为电力设备内部绝缘体存在开裂、老化、脏污等缺陷，绝缘体在电场的作用下发生局部击穿。发生局部放电的电力设备，其局放部位会产生超声波、紫外线、特高频电磁波等具有特征的信号。GIS设备内部如存在局部放电现象，可能导致GIS设备内部发生绝缘击穿，而局部放电产生到绝缘击穿之间，需要较长的时间。因此，及早发现GIS设备内部的局放信号，有助于减少GIS因局放长期存在导致的绝缘损坏。根据局部放电的自身特点，检测超声波、紫外线、特高频电磁波，可以有效发现GIS设备内部早期局部放电。现有的超声波局部放电传感器均为在GIS设备壳体外部安装，超声波信号受到GIS金属壳体的屏蔽，导致装在GIS壳体外部的超声波传感器信噪比较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种GIS多频段超声波局放传感器，以提高传感器的信噪比。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种GIS多频段超声波局放传感器，包括：前盖、连接有电源信号线的后盖、分别与所述前盖和所述后盖装配的中间法兰，所述前盖内设有用于容纳耦合液的充液腔，所述充液腔与所述中间法兰相连通，所述中间法兰在朝向所述后盖的一侧安装有小信号放大电路板；
所述中间法兰中央设有安装座，其上设有多个探头安装孔，多个不同频段的超声波探头安装在所述探头安装孔中，用于接收不同频段的超声波信号，并将其转换为电压信号，所述小信号放大电路板设有放大传输模块，用于将所述电压信号放大，由所述电源信号线发送至后台采集设备。
进一步地，所述中间法兰的侧面设有外充液孔，在所述安装座的探头安装孔旁边设有与所述外充液孔连通的内充液孔，通过所述外充液孔注入耦合液，由所述内充液孔流出，以充满所述前盖内的充液腔。
进一步地，所述超声波探头为16mm压电式超声波接收探头，通频带为标称频率的10％。
进一步地，所述后盖具有用于与所述中间法兰装配的第一安装板，在所述第一安装板中央设有用于容纳锂电池的安装腔，所述第一安装板上还具有多个第一安装孔。
进一步地，所述中间法兰在对应所述后盖上的第一安装孔的位置设有多个第二安装孔。
进一步地，所述前盖包括形状与所述中间法兰相适配的第二安装板，所述充液腔向外突出于所述第二安装板。
进一步地，所述第二安装板上对应所述中间法兰上的第二安装孔的位置设有第三安装孔。
进一步地，螺栓依次穿过所述第三安装孔、第二安装孔和第一安装孔，以使所述前盖、中间法兰和后盖安装固定。
进一步地，所述中间法兰朝向所述后盖的一侧突出设有多个安装柱，用于安装所述小信号放大电路板。
进一步地，所述电源信号线为4芯双绞线，分别为直流+12V、电源地、信号A和信号B，直流+12V、电源地与所述小信号放大电路板的电源端相连，信号A、信号B与所述小信号放大电路板的输出端相连。
本发明实施例的有益效果在于：采用多个不同频段超声探头，弥补了压电式超声波传感器通频带较窄的缺点，可以有效提高局放信号的捕捉概率；充液腔内部充满耦合液，在保证隔离效果的同时，不影响正常超声波信号的接收；有效提高传感器的信噪比。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
图1是本发明实施例一种GIS多频段超声波局放传感器的立体分解结构示意图。
图2是本发明实施例中后盖的立体结构示意图。
图3是本发明实施例中中间法兰的立体结构示意图。
图4是本发明实施例中前盖的立体结构示意图。
图5是本发明实施例一种GIS多频段超声波局放传感器的立体结构示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。
请参照图1所示，本发明实施例提供一种GIS多频段超声波局放传感器，包括：
前盖1、连接有电源信号线5的后盖2、分别与前盖1和后盖2装配的中间法兰3，前盖1内设有用于容纳耦合液的充液腔10，充液腔10与中间法兰3相连通，中间法兰3在朝向后盖2的一侧安装有小信号放大电路板4；
中间法兰3中央设有安装座30，其上设有多个探头安装孔33，多个不同频段的超声波探头6安装在探头安装孔33中，用于接收不同频段的超声波信号，并将其转换为电压信号，小信号放大电路板4设有放大传输模块，用于将所述电压信号放大，由电源信号线5发送至后台采集设备。
请参照图2所示，后盖2具有用于与中间法兰3装配的第一安装板20，在第一安装板20中央设有用于容纳锂电池(未图示)的安装腔21，第一安装板20上还具有多个第一安装孔22。后盖2采用6061铝合金压铸制成，作为一种示例，第一安装孔22的中心距为62.5mm，内径为12.5mm，用于穿过M12螺栓；电源信号线5为4芯双绞线，分别为直流+12V、电源地、信号A和信号B，所传输的信号为0.1V-10V的模拟电压信号，其中直流+12V、电源地与小信号放大电路板4的电源端相连，信号A、信号B与小信号放大电路板4的输出端相连。
请参照图3所示，中间法兰3的形状与后盖2的第一安装板20相适配，通常为圆柱形，其侧面设有外充液孔31，在安装座30上的探头安装孔33旁边设有与外充液孔31连通的内充液孔32，通过外充液孔31注入耦合液，由内充液孔32流出，以充满前盖1内的充液腔10。本实施例中，探头安装孔33一共有6个，均为内径16mm的圆柱型孔，分别用于安装6个频段的超声波探头。中间法兰3在对应后盖2上的第一安装孔22的位置设有多个第二安装孔34，用于穿过M12螺栓。中间法兰3的材质为6063铝合金，采用铣削工艺制成，作为一种示例，中间法兰3是一外径为150mm，高度为30mm的圆柱体；第二安装孔34的中心距为62.5mm，内径为12.5mm，用于穿过M12螺栓；外充液孔内径为4mm，内充液孔为4mm。中间法兰3朝向后盖2的一侧突出设有多个安装柱(未图示)，用于安装小信号放大电路板4，作为一种示例，安装柱共4个，均为外径12mm，高度10mm的圆柱体，中心有M6螺孔，深度8mm，用于穿过M6螺栓。
请参照图4所示，前盖1包括形状与中间法兰3相适配的第二安装板11，充液腔10向外突出于第二安装板11，第二安装板11上对应中间法兰3上的第二安装孔34的位置设有第三安装孔12，用于穿过M12螺栓。M12螺栓穿过第三安装孔12、第二安装孔34和第一安装孔22，以使前盖1、中间法兰3和后盖2安装固定。作为一种示例，第二安装板11材质为6063铝合金，采用铣削工艺制成，其为外径150mm，高度30mm的圆柱体；安装孔的中心距为62.5mm；充液腔10为空心半球体，外半径为40mm，内半径为38mm，厚度为2mm。耦合液的成分为二甲基硅油。
图5是本实施例一种GIS多频段超声波局放传感器装配好的的立体结构示意图。其工作原理及过程是：当GIS设备内部发生局部放电时，故障部位会产生频段较宽的超声波信号，6个不同频段的超声波探头6根据接收到的各自频段的超声波信号，产生6路幅值0.1mV-10mV的电压信号，传输至小信号放大电路板4，小信号放大电路板4上设有电压放大倍数1000倍的标准放大模块，从而将6路0.1-10mV的电压信号放大为6路0.1V-10V的电压信号，再传输至后台采集设备，当任意一路电压信号幅值超过5V时，即认为GIS设备内部存在局部放电信号，由后台采集设备向监测人员发出告警，从而实现对于GIS设备内部局部放电的监测。本实施例中采用的不同频段的超声波探头均为标准16mm压电式超声波接收探头，通频带为标称频率的10％。
通过上述说明可知，与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：采用多个不同频段超声探头，弥补了压电式超声波传感器通频带较窄的缺点，可以有效提高局放信号的捕捉概率；充液腔内部充满耦合液，在保证隔离效果的同时，不影响正常超声波信号的接收；有效提高传感器的信噪比。
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，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种GIS多频段超声波局放传感器，其特征在于，包括：前盖、连接有电源信号线的后盖、分别与所述前盖和所述后盖装配的中间法兰，所述前盖内设有用于容纳耦合液的充液腔，所述充液腔与所述中间法兰相连通，所述中间法兰在朝向所述后盖的一侧安装有小信号放大电路板；
所述中间法兰中央设有安装座，其上设有多个探头安装孔，多个不同频段的超声波探头安装在所述探头安装孔中，用于接收不同频段的超声波信号，并将其转换为电压信号，所述小信号放大电路板设有放大传输模块，用于将所述电压信号放大，由所述电源信号线发送至后台采集设备；
所述电源信号线为4芯双绞线，分别为直流+12V、电源地、信号A和信号B，直流+12V、电源地与所述小信号放大电路板的电源端相连，信号A、信号B与所述小信号放大电路板的输出端相连。
2.根据权利要求1所述的GIS多频段超声波局放传感器，其特征在于，所述中间法兰的侧面设有外充液孔，在所述安装座的探头安装孔旁边设有与所述外充液孔连通的内充液孔，通过所述外充液孔注入耦合液，由所述内充液孔流出，以充满所述前盖内的充液腔。
3.根据权利要求1所述的GIS多频段超声波局放传感器，其特征在于，所述超声波探头为16mm压电式超声波接收探头，通频带为标称频率的10％。
4.根据权利要求1所述的GIS多频段超声波局放传感器，其特征在于，所述后盖具有用于与所述中间法兰装配的第一安装板，在所述第一安装板中央设有用于容纳锂电池的安装腔，所述第一安装板上还具有多个第一安装孔。
5.根据权利要求4所述的GIS多频段超声波局放传感器，其特征在于，所述中间法兰在对应所述后盖上的第一安装孔的位置设有多个第二安装孔。
6.根据权利要求5所述的GIS多频段超声波局放传感器，其特征在于，所述前盖包括形状与所述中间法兰相适配的第二安装板，所述充液腔向外突出于所述第二安装板。
7.根据权利要求6所述的GIS多频段超声波局放传感器，其特征在于，所述第二安装板上对应所述中间法兰上的第二安装孔的位置设有第三安装孔。
8.根据权利要求7所述的GIS多频段超声波局放传感器，其特征在于，螺栓依次穿过所述第三安装孔、第二安装孔和第一安装孔，以使所述前盖、中间法兰和后盖安装固定。
9.根据权利要求1所述的GIS多频段超声波局放传感器，其特征在于，所述中间法兰朝向所述后盖的一侧突出设有多个安装柱，用于安装所述小信号放大电路板。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105717425A (zh) * 2016-02-01 2016-06-29 国家电网公司 一种1000kVGIS超声波在线检测系统

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPQ260599A0 (en) * 1999-09-02 1999-09-23 Transgrid Partial discharge monitoring system for transformers
CN104535902A (zh) * 2014-11-25 2015-04-22 国家电网公司 局部放电脉冲检测系统
CN205427128U (zh) * 2016-04-05 2016-08-03 成都恒锐智科数字技术有限公司 一种机器人用多功能局部放电传感器
CN207066691U (zh) * 2016-09-09 2018-03-02 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于超声波定量检测sf6气体泄漏的在线监测装置
CN107238804B (zh) * 2017-07-21 2024-01-05 无锡领声科技有限公司 一种可控温电池超声测试盒及测试系统
CN207198287U (zh) * 2017-09-18 2018-04-06 国网重庆市电力公司电力科学研究院 Gis设备局部放电检测超声波传感器固定装置
CN107942206B (zh) * 2017-10-16 2020-10-23 国网河北能源技术服务有限公司 一种gis局部放电定位方法
CN110244196B (zh) * 2018-03-09 2023-02-03 保定华创电气有限公司 一种用于局部放电测量的超声波增强接收器及其设计方法
CN108919066A (zh) * 2018-05-22 2018-11-30 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种开关柜局部放电检测系统及检测方法
JP6995028B2 (ja) * 2018-08-22 2022-01-14 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 超音波探傷方法
CN110346700A (zh) * 2019-07-31 2019-10-18 国网上海市电力公司 变压器放油阀式局放监测与定位系统用复合传感器
CN110780170A (zh) * 2019-11-09 2020-02-11 深圳供电局有限公司 一种球壳式局部放电传感装置
CN110749809B (zh) * 2019-11-11 2021-07-27 深圳供电局有限公司 Gis故障检测装置及系统

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105717425A (zh) * 2016-02-01 2016-06-29 国家电网公司 一种1000kVGIS超声波在线检测系统

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