CN201497790U - 电力电缆局部放电测量超宽带传感器 - Google Patents
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Abstract
一种电力电缆局部放电测量超宽带传感器，属于测量技术领域。本实用新型包括线圈导线、骨架芯、回绕导线、测量电阻、平衡电阻、屏蔽罩和盖板，线圈导线均匀螺旋绕制在骨架芯上，环绕一周后接入平衡电阻，然后通过骨架芯内部回绕一周并接入测量电阻，整个螺旋环位于屏蔽罩内，屏蔽罩与盖板通过螺栓固定连接。本实用新型在保证Rogowski线圈传感器灵敏度不变的基础上提高了一倍测量带宽，使电力电缆线路局部放电的在线测量更加方便、准确。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种测量技术领域的传感器，具体是一种电力电缆局部放电测量超宽带传感器。
背景技术
局部放电测量能够提前反映电力电缆的绝缘状况，及时发现绝缘内部的绝缘缺陷，从而预防潜伏性和突发性事故的发生。为了能准确地对电力电缆线路进行状态评估，需要在运行条件下实现局部放电的在线测量以及放电脉冲波形的检测。因此，测量传感器除了要具备在线条件外，更需要具有较高的灵敏性和宽的带宽。对于局部放电测量，目前国内外只有针对离线测量的基于IEC60270的相关标准，其容性测量传感器的频带小于1MHz。Rogowski线圈感性测量传感器仅仅测量其围绕的整个电流，对于变电站设备的依赖性小，且与电气系统没有直接的电气接触，可靠性高，非常适合在线测量。
经过对现有相关技术文献检索发现，金涌涛、刘会金和熊玲玲提出了一种“Rogowski线圈频率特性分析及拓宽频带方法”(记载于《电测与仪表》2003年9月第40卷第453期)，该技术通过改变线圈的自感和负荷电阻(测量电阻)来拓宽自积分型Rogowski线圈的频带，通过改变外积分电路的时间常数来增大外积分型Rogowski线圈的频率响应范围。但该技术是以降低灵敏度为代价来拓宽频带，所以只适合于测量大的瞬态。由于局部放电信号经过电缆传输损耗后一般较微弱，所以灵敏性低会导致检测不到局部放电信号。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述缺点，提供一种电力电缆局部放电测量超宽带传感器，目标是在不改变具有回绕结构的Rogowski线圈的灵敏度的情况下，消除第一个谐振频率的凹陷，使得传感器的本身测量带宽达到原来的2倍，即使灵敏性和带宽同时达到局部放电脉冲波形的测量要求，更加准确地实现状态评估。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
本实用新型包括：线圈导线、骨架芯、回绕导线、测量电阻、平衡电阻、屏蔽罩和盖板，线圈导线均匀螺旋绕制在骨架芯上，环绕一周后接入平衡电阻，然后通过骨架芯内部回绕一周，接入测量电阻，整个螺旋环位于屏蔽罩内，屏蔽罩与盖板通过螺栓固定连接，回绕导线沿着骨架芯的中心圆环绕。
所述的线圈导线在绕制过程中匝间距离相等。
所述的平衡电阻为棒形电阻，并与线圈连接为一体。
所述的骨架芯在线圈导线绕制的位置开有凹槽，在中心圆线也开有凹槽，用以穿过回绕导线。
所述的屏蔽罩中心设有一个圆形孔，用以穿过被测电缆，罩顶外部设置有BNC接头。
本实用新型通过在螺旋线圈的一端设置一个与线圈导线连接为一体的平衡电阻，改变了螺旋线圈的边界条件，通过调节平衡电阻的阻值，使得原来的奇次谐振频率不再谐振，特别是使限制带宽的第一个谐振频率消失，带宽拓宽到原来的第二个谐振频率处，从而使带宽增大一倍。由于灵敏度与平衡电阻无关，并且测量电阻没有改变，所以灵敏度保持不变。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：拓宽频带的同时保持测量电阻灵敏度不变，从而可以更加准确地实现电力电缆线路局部放电的在线测量。
附图说明
图1是本实用新型实施方案的结构示意图。
图2是本实用新型的电阻连接示意图。
图3是本实用新型两种实施方案的设置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
如图1和图2所示，被测电缆1、屏蔽罩2、骨架芯3、线圈导线4、回绕导线5、盖板6、固定螺栓7、BNC连接器8、外接通信电缆9、测量电阻10和平衡电阻11，本实施例包括：屏蔽罩2、骨架芯3、线圈导线4、回绕导线5、盖板6、测量电阻10和平衡电阻11，其中线圈导线4间隔绕制在骨架芯3的凹槽中，环绕一周后在其末端连接平衡电阻11，然后沿骨架芯3的中心槽回绕至始端，连接测量电阻10，从测量电阻10的两端引出线到固定于屏蔽罩2外部的BNC连接器8，BNC连接器8的另一端接外部通信电缆9，并通过外部通信电缆9将信号接入测量系统或者示波器，固定螺栓7将盖板6和屏蔽罩2无缝连接。
所述的线圈导线4绕制过程中匝间距离相等。
所述的回绕导线5沿着骨架芯3的中心圆。
所述的平衡电阻11为棒形电阻，与线圈导线4连接成一体。
所述的骨架芯3在线圈导线4绕制的位置开有小型凹槽，在中心圆线也有凹槽，用以穿过回绕导线。
所述的屏蔽罩2中心包括一个圆形孔，用以穿过被测电缆，顶部外面设置有BNC接头。
图3所示为本实用新型的两种具体的实施方案。在第一实施方案中，传感器设置在位置12，即被测电缆1穿过传感器的中心孔。在第二实施方案中，传感器设置在位置13，即被测电缆1的接地线穿过传感器的中心孔。
本实施例中的测量电阻10保证了传感器的灵敏性，而平衡电阻11调整到合适的值即可消除原第一个谐振频率，使传感器测量带宽的上限频率与没有该平衡电阻11时相比提高一倍。
本实用新型在保证Rogowski线圈传感器灵敏度不变的基础上提高一倍测量带宽，使传感器既能检测到局部放电这样的微弱暂态信号，又能达到局部放电脉冲完整波形检测对测量频率带宽的要求，从而可以更加准确、方便地实现电力电缆线路的状态评估和故障诊断所需的前端测量。
Claims (7)
1.一种电力电缆局部放电测量超宽带传感器，其特征在于，包括线圈导线、骨架芯、回绕导线、测量电阻、平衡电阻、屏蔽罩和盖板，线圈导线均匀螺旋绕制在骨架芯上，环绕一周后接入平衡电阻，然后通过骨架芯内部回绕一周并接入测量电阻，整个螺旋环位于屏蔽罩内，屏蔽罩与盖板通过螺栓固定连接，回绕导线沿着骨架芯的中心圆环绕。
2.根据权利要求1所述的电力电缆局部放电测量超宽带传感器，其特征是，所述的线圈导线绕制过程中匝间距离相等。
3.根据权利要求1所述的电力电缆局部放电测量超宽带传感器，其特征是，所述的回绕导线沿着骨架芯的中心圆。
4.根据权利要求1所述的电力电缆局部放电测量超宽带传感器，其特征是，所述的平衡电阻为棒形电阻，并与线圈连接为一体。
5.根据权利要求1所述的电力电缆局部放电测量超宽带传感器，其特征是，所述的骨架芯在线圈导线绕制的位置开有凹槽。
6.根据权利要求1所述的电力电缆局部放电测量超宽带传感器，其特征是，所述的屏蔽罩中心设有一个圆形孔。
7.根据权利要求6所述的电力电缆局部放电测量超宽带传感器，其特征是，所述的屏蔽罩，罩顶外部设置有BNC接头。
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