CN113791302B - 局部放电及同步定位的传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种局部放电及同步定位的传感器，包括：盒体、第一磁性件、第一高温导线、第二高温导线、绝缘格挡板、第二磁性件、第一电容、第一电阻、气体放电管、第二电容以及第二电阻以及信号输出端。本申请提供的上述方案，通过第一高温导线缠绕在第一磁性件形成电感效应，通过与串联第一电容，并联第一电阻和气体放电管形成积分电路，耦合接地线处高频电流信号；同时通过第二磁性件形成积分选频电路，用于耦合接地线的定位信号，最后通过信号输出端将高频电流信号和定位信号发送给对应的检测仪器就可以测量出电缆上是否发生局部放电，以及发生局部放电的位置。

Description

局部放电及同步定位的传感器

技术领域

本发明涉及高压电缆局部放电检测技术领域，特别是涉及一种局部放电及同步定位的传感器。

背景技术

随着城市电网架空线入地，电力电缆大范围引用于城市供电系统，开展电力电缆局部放电检测及缺陷定位，保障对电力系统的安全稳定运行具有重要意义。

目前，在进行电缆的局放测试时，把高频传感器卡在电缆本体或接地线上进行局部放电检测，当发现局部放电时，对于缺陷点位置查找是关键所在，现有的定位检测技术一般基于GPS或者光纤方式进行对时信号的传递，在现场应用时，GPS主要应用于地面上电缆或者架空线，光纤方式可以应用于电缆隧道，通过定位信号进行同步，然后根据电缆本体或者接地线传感器耦合局部放电信号时差进行缺陷定位，但是光纤的铺设成为主要的工作负担，不可避免的给整体的测试带来了不便。

发明内容

基于此，有必要针对现有的传感器不方便对电缆隧道中的电缆的缺陷进行定位的问题，提供一种局部放电及同步定位的传感器。

本发明提供了一种局部放电及同步定位的传感器，包括：盒体、第一磁性件、第一高温导线、第二高温导线、绝缘格挡板、第二磁性件、第一电容、第一电阻、气体放电管、第二电容以及第二电阻以及信号输出端；

所述盒体的内部为中空结构，所述第一磁性件、所述绝缘格挡板以及所述第二磁性件依次设置在所述盒体的内腔中，所述信号输出端设置在所述盒体上；

所述第一高温导线缠绕在所述第一磁性件上，所述第一高温导线与所述第一电容串联，所述第一电阻和所述气体放电管均与所述第一电容并联，所述气体放电管的引出线与所述信号输出端上的第一线芯连接；

所述第二高温导线缠绕在所述第二磁性件上，所述第二高温导线与所述第二电容串联，所述第二电阻与所述第二电容并联，所述第二电阻的引出线与所述信号输出端上的第二线芯连接。

上述局部放电及同步定位的传感器，将该传感器卡在电缆本体或接地线上，通过第一高温导线缠绕在第一磁性件形成电感效应，通过与串联第一电容，并联第一电阻和气体放电管形成积分电路，耦合接地线处高频电流信号；同时通过第二高温导线缠绕在第二磁性件上，第二高温导线与第二电容串联，第二电阻与第二电容并联，第二电阻的引出线与信号输出端上的第二线芯连接形成积分选频电路，用于耦合接地线的定位信号，最后通过信号输出端将高频电流信号和定位信号发送给对应的检测仪器就可以测量出电缆上是否发生局部放电，以及发生局部放电的位置。

在其中一个实施例中，所述盒体包括两个结构相同的半圆环壳体，两个所述半圆环壳体对称设置，且两个所述半圆环壳体之间可拆卸连接；

所述第一磁性件、所述绝缘格挡板以及所述第二磁性件沿轴向依次设置在两个所述半圆环壳体围成的腔体内，所述信号输出端设置在其中一个所述半圆环壳体上。

在其中一个实施例中，所述半圆环壳体包括第一半圆环、第二半圆环、连接板以及盖板；

所述第一半圆环和所述第二半圆环同轴设置，所述第二半圆环的半径小于所述第一半圆环的半径，所述第一半圆环和所述第二半圆环沿轴向的同一侧通过所述连接板连接，另一侧为开口结构，所述第一半圆环和所述第二半圆环沿轴向的开口侧可拆卸地安装有所述盖板；

所述第一磁性件、所述绝缘格挡板以及所述第二磁性件均位于所述第一半圆环、所述第二半圆环、所述连接板以及所述盖板形成的内腔中，所述信号输出端设置在所述第一半圆环背离所述第二半圆环的一侧。

在其中一个实施例中，还包括信号屏蔽层，所述信号屏蔽层设置在所述第一半圆环朝向所述第二半圆环的一侧。

在其中一个实施例中，还包括定位螺丝，所述第一半圆环沿径向设置有定位孔，所述定位螺丝通过所述定位孔与所述第一半圆环螺纹连接。

在其中一个实施例中，所述定位螺丝上设置有绝缘层。

在其中一个实施例中，还包括合页和锁扣，两个所述半圆环壳体的同一侧之间通过所述合页连接，两个所述半圆环壳体的另一侧之间通过所述锁扣连接。

在其中一个实施例中，所述半圆环壳体由钢化玻璃制成。

在其中一个实施例中，所述气体放电管为75V气体放电管。

在其中一个实施例中，所述信号输出端包括四芯航插，所述气体放电管的引出线与所述四芯航插上的第一航插芯和第二航插芯连接，所述第二电阻的引出线与所述四芯航插上的第三航插芯和第四航插芯连接。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的局部放电及同步定位的传感器的结构示意图；

图2为图1中的第一高温导线与第一电容的连接示意图；

图3为图1中的第二高温导线与第二电容的连接示意图；

图4为本发明一实施例提供的信号输出端示意图。

图中标记如下：

101、第一半圆环；1011、定位孔；102、第二半圆环；103、连接板；20、信号屏蔽层；30、第一磁性件；401、第一高温导线；402、第二高温导线；50、绝缘格挡板；60、第二磁性件；70、盖板；80、合页；90、锁扣；100、定位螺丝；110、第一电容；120、第一电阻；130、气体放电管；140、第二电容；150、第二电阻；160、信号输出端。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

随着城市电网架空线入地，电力电缆大范围引用于城市供电系统，开展电力电缆局部放电检测及缺陷定位，保障对电力系统的安全稳定运行具有重要意义。

目前，在进行电缆的局放测试时，把高频传感器卡在电缆本体或接地线上进行局部放电检测，当发现局部放电时，对于缺陷点位置查找是关键所在，现有的定位检测技术一般基于GPS或者光纤方式进行对时信号的传递，在现场应用时，GPS主要应用于地面上电缆或者架空线，光纤方式可以应用于电缆隧道，通过定位信号进行同步，然后根据电缆本体或者接地线传感器耦合局部放电信号时差进行缺陷定位，但是光纤的铺设成为主要的工作负担，不可避免的给整体的测试带来了不便。

为了解决上述问题，如图1并结合图2、图3以及图4所示，本发明一实施例中，提供了一种局部放电及同步定位的传感器，包括：盒体、第一磁性件30、第一高温导线401、第二高温导线402、绝缘格挡板50、第二磁性件60、第一电容110、第一电阻120、气体放电管130、第二电容140以及第二电阻150以及信号输出端160；其中，盒体的内部为中空结构，第一磁性件30、绝缘格挡板50以及第二磁性件60依次设置在盒体的内腔中，信号输出端160设置在盒体上；第一高温导线401缠绕在第一磁性件30上，第一高温导线401与第一电容110串联，第一电阻120和气体放电管130均与第一电容110并联，气体放电管130的引出线与信号输出端160上的第一线芯连接；第二高温导线402缠绕在第二磁性件60上，第二高温导线402与第二电容140串联，第二电阻150与第二电容140并联，第二电阻150的引出线与信号输出端160上的第二线芯连接。

具体地，上述第一磁性件30包括两个半圆形半圆镍芯，第二磁性件60包括两个半圆形超微晶半圆磁环，第一电容110和第二电容140均为高频云母电容，第一电阻120和第二电阻150均为无感功率电阻，参考图1所示，本申请中的盒体包括两个结构相同的半圆环壳体，两个半圆环壳体对称设置，且两个半圆环壳体之间可拆卸连接；第一磁性件30、绝缘格挡板50以及第二磁性件60沿轴向依次设置在两个半圆环壳体围成的腔体内，绝缘格挡板50设置在第一磁性件30和第二磁性件60之间，防止信号串扰及定位磁芯间距，信号输出端160设置在其中一个半圆环壳体上。

在使用时，将该传感器卡在电缆本体或接地线上，通过第一高温导线缠绕在第一磁性件形成电感效应，通过与串联第一电容，并联第一电阻和气体放电管形成积分电路，耦合接地线处高频电流信号；同时通过第二高温导线缠绕在第二磁性件上，第二高温导线与第二电容串联，第二电阻与第二电容并联，第二电阻的引出线与信号输出端上的第二线芯连接形成积分选频电路，用于耦合接地线的定位信号，最后通过信号输出端将高频电流信号和定位信号发送给对应的检测仪器就可以测量出电缆上是否发生局部放电，以及发生局部放电的位置。

在一些实施例中，如图1并结合图4所示，本申请中的半圆环壳体包括第一半圆环101、第二半圆环102、连接板103以及盖板70，其中，第一半圆环101和第二半圆环102同轴设置，第二半圆环102的半径小于第一半圆环101的半径，第一半圆环101和第二半圆环102沿轴向的同一侧通过连接板103连接，另一侧为开口结构，第一半圆环101和第二半圆环102沿轴向的开口侧可拆卸地安装有盖板70；第一磁性件30、绝缘格挡板50以及第二磁性件60均位于第一半圆环101、第二半圆环102、连接板103以及盖板70形成的内腔中，信号输出端160设置在第一半圆环101背离第二半圆环102的一侧。

需要说明的是，本申请实施例中的半圆环壳体的结构仅为示例，在其他可替代的方案中，也可以采用其它结构，例如，凹槽型壳体。本申请对半圆环壳体的具体连接结构不作特殊限制，只要上述结构能实现本申请的目的便可。

在一些实施例中，如图1或者图4所示，本申请中的局部放电及同步定位的传感器还包括信号屏蔽层20，该信号屏蔽层20设置在第一半圆环101朝向第二半圆环102的一侧。信号屏蔽层20可以选用铝箔纸，用于信号屏蔽，抗干扰。可以理解，在其他实施例中，也可以使用其他具有信号屏蔽的材料。

在一些实施例中，如图1所示，本申请中的局部放电及同步定位的传感器，还包括定位螺丝100，其中，第一半圆环101沿径向设置有定位孔1011，定位螺丝100通过定位孔1011与第一半圆环101螺纹连接。

具体地，上述定位螺丝100朝向第二半圆环102的一端为内六方结构，在使用时，转动该定位螺丝100，定位螺丝100朝向第二半圆环102的一端穿过定位孔1011后伸入到第一半圆环101与第二半圆环102之间，当定位螺丝100与第一磁性件30或者第二磁性件60抵接时，停止转动定位螺丝100，从而可以防止在浇筑时磁芯移动，也可以对磁芯位置进行微调整，使得第一磁性件30或者第二磁性件60截面贴合紧凑和对齐，防止磁漏，提高传感器性能，也对传感器性能一致性提供了调整方式。

在一些实施例中，本申请中的定位螺丝100上设置有绝缘层，从而可以避免在转动定位螺丝100时，由于漏电而引起的安全隐患。

在一些实施例中，如图1所示，本申请中的局部放电及同步定位的传感器还包括合页80和锁扣90，两个半圆环壳体的同一侧之间通过合页80连接，两个半圆环壳体的另一侧之间通过锁扣90连接。

具体地，本申请中的两个第一半圆环101的同一侧之间通过合页80连接，两个第一半圆环101的另一侧之间通过90连接。锁扣90的设置，方便打开整体传感器。

需要说明的是，本申请实施例中的两个半圆环壳体之间的连接结构仅为示例，在其他可替代的方案中，也可以采用其它结构，例如，两个半圆环壳体均通过锁扣连接。本申请对两个半圆环壳体之间的具体连接结构不作特殊限制，只要上述结构能实现本申请的目的便可。

在一些实施例中，本申请中的半圆环壳体由钢化玻璃制成，从而使得整体传感器的外观平整美观，绝缘性能良好，利于带电安装。

需要说明的是，本申请实施例中的半圆环壳体由钢化玻璃制成的结构仅为示例，在其他可替代的方案中，也可以采用其它结构，例如，半圆环壳体由PVC制成。本申请对半圆环壳体的具体材料不作特殊限制，只要上述材料能实现本申请的目的便可。

在一些实施例中，本申请中的气体放电管130为75V气体放电管，防止过电压或者击穿信号危害后端电路及人身。

在一些实施例中，本申请中的信号输出端160包括四芯航插，其中，气体放电管130的引出线与四芯航插上的第一航插芯和第二航插芯连接，第二电阻150的引出线与四芯航插上的第三航插芯和第四航插芯连接。该四芯航插为高频信号型航插，防水等级IP68，高频频率50MHz。高频航插的使用，提高了防水特性。

需要说明的是，本申请实施例中的信号输出端为四芯航插的结构仅为示例，在其他可替代的方案中，也可以采用其它结构，例如，S7-400系列的PLC输出模块。本申请对信号输出端的具体结构不作特殊限制，只要上述结构能实现本申请的目的便可。

综上所述，本申请传感器在使用时，打开锁扣90，将该传感器卡在电缆本体或接地线上，此时，电缆本体或接地线上位于两个第二半圆环102围成的中心孔中，然后通过第一高温导线401缠绕在第一磁性件30形成电感效应，通过与串联第一电容110，并联第一电阻120和气体放电管130形成积分电路，耦合接地线处高频电流信号；同时通过第二高温导线402缠绕在第二磁性件60上，第二高温导线402与第二电容140串联，第二电阻150与第二电容140并联，第二电阻150的引出线与信号输出端160上的第二线芯连接形成积分选频电路，用于耦合接地线的定位信号，最后通过信号输出端160将高频电流信号和定位信号发送给对应的检测仪器就可以测量出电缆上是否发生局部放电，以及发生局部放电的位置。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种局部放电及同步定位的传感器，其特征在于，包括：盒体、第一磁性件(30)、第一高温导线(401)、第二高温导线(402)、绝缘格挡板(50)、第二磁性件(60)、第一电容(110)、第一电阻(120)、气体放电管(130)、第二电容(140)以及第二电阻(150)以及信号输出端(160)；

所述盒体的内部为中空结构，所述第一磁性件(30)、所述绝缘格挡板(50)以及所述第二磁性件(60)依次设置在所述盒体的内腔中，所述信号输出端(160)设置在所述盒体上；

所述第一高温导线(401)缠绕在所述第一磁性件(30)上，所述第一高温导线(401)与所述第一电容(110)串联，所述第一电阻(120)和所述气体放电管(130)均与所述第一电容(110)并联，所述气体放电管(130)的引出线与所述信号输出端(160)上的第一线芯连接；

所述第二高温导线(402)缠绕在所述第二磁性件(60)上，所述第二高温导线(402)与所述第二电容(140)串联，所述第二电阻(150)与所述第二电容(140)并联，所述第二电阻(150)的引出线与所述信号输出端(160)上的第二线芯连接；

通过所述第一高温导线(401)缠绕在所述第一磁性件(30)形成电感效应，通过与串联所述第一电容(110)，并联所述第一电阻(120)和所述气体放电管(130)形成积分电路，耦合接地线处高频电流信号；同时通过所述第二高温导线(402)缠绕在所述第二磁性件(60)上，所述第二高温导线(402)与所述第二电容(140)串联，所述第二电阻(150)与所述第二电容(140)并联，所述第二电阻(150)的引出线与所述信号输出端(160)上的第二线芯连接形成积分选频电路，用于耦合接地线的定位信号，最后通过所述信号输出端(160)将高频电流信号和定位信号发送给对应的检测仪器就可以测量出电缆上是否发生局部放电，以及发生局部放电的位置。

2.根据权利要求1所述的局部放电及同步定位的传感器，其特征在于，所述盒体包括两个结构相同的半圆环壳体，两个所述半圆环壳体对称设置，且两个所述半圆环壳体之间可拆卸连接；

所述第一磁性件(30)、所述绝缘格挡板(50)以及所述第二磁性件(60)沿轴向依次设置在两个所述半圆环壳体围成的腔体内，所述信号输出端(160)设置在其中一个所述半圆环壳体上。

3.根据权利要求2所述的局部放电及同步定位的传感器，其特征在于，所述半圆环壳体包括第一半圆环(101)、第二半圆环(102)、连接板(103)以及盖板(70)；

所述第一半圆环(101)和所述第二半圆环(102)同轴设置，所述第二半圆环(102)的半径小于所述第一半圆环(101)的半径，所述第一半圆环(101)和所述第二半圆环(102)沿轴向的同一侧通过所述连接板(103)连接，另一侧为开口结构，所述第一半圆环(101)和所述第二半圆环(102)沿轴向的开口侧可拆卸地安装有所述盖板(70)；

所述第一磁性件(30)、所述绝缘格挡板(50)以及所述第二磁性件(60)均位于所述第一半圆环(101)、所述第二半圆环(102)、所述连接板(103)以及所述盖板(70)形成的内腔中，所述信号输出端(160)设置在所述第一半圆环(101)背离所述第二半圆环(102)的一侧。

4.根据权利要求3所述的局部放电及同步定位的传感器，其特征在于，还包括信号屏蔽层(20)，所述信号屏蔽层(20)设置在所述第一半圆环(101)朝向所述第二半圆环(102)的一侧。

5.根据权利要求3所述的局部放电及同步定位的传感器，其特征在于，还包括定位螺丝(100)，所述第一半圆环(101)沿径向设置有定位孔(1011)，所述定位螺丝(100)通过所述定位孔(1011)与所述第一半圆环(101)螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的局部放电及同步定位的传感器，其特征在于，所述定位螺丝(100)上设置有绝缘层。

7.根据权利要求2所述的局部放电及同步定位的传感器，其特征在于，还包括合页(80)和锁扣(90)，两个所述半圆环壳体的同一侧之间通过所述合页(80)连接，两个所述半圆环壳体的另一侧之间通过所述锁扣(90)连接。

8.根据权利要求2所述的局部放电及同步定位的传感器，其特征在于，所述半圆环壳体由钢化玻璃制成。

9.根据权利要求1所述的局部放电及同步定位的传感器，其特征在于，所述气体放电管(130)为75V气体放电管。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的局部放电及同步定位的传感器，其特征在于，所述信号输出端(160)包括四芯航插，所述气体放电管(130)的引出线与所述四芯航插上的第一航插芯和第二航插芯连接，所述第二电阻(150)的引出线与所述四芯航插上的第三航插芯和第四航插芯连接。

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