CN203630284U - 一种集成式电缆局部放电传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种集成式电缆局部放电传感器，其包括：一金属屏蔽盒，其包括两个相互铰接的分体式半盒，所述金属屏蔽盒具有内壁和外壁，所述内壁和外壁之间形成空腔，所述内壁上开设有沿内壁的周向方向延伸的槽；一磁芯，其包括两个拼接在一起的磁芯分体，所述各磁芯分体对应设于各分体式半盒的空腔内，该两个磁芯分体的其中之一上缠绕有线圈；气隙垫片，其设于所述两个磁芯分体的拼接面之间；放大板，其贴设于所述磁芯的上端面或下端面，所述放大板的输入端与线圈电连接；绝缘垫片，其设于所述金属屏蔽盒和磁芯之间；一插头，其固定设于所述金属屏蔽盒的外壁上，其与放大板的输出端电连接，并与线圈电连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种传感器，尤其涉及一种电缆局部放电传感器。
背景技术
为了及时发现电缆中可能存在的绝缘缺陷，目前的检测手段主要是给电缆安装局部放电在线监测系统或对电缆进行定期局部放电带电检测。
能用于检测电缆局部放电的技术有多种，主要有宽频电磁耦合法、特高频法、超声波检测法等。在使用特高频法、超声波法检测电力电缆局部放电时，超声传感器和特高频传感器很难固定在电力电缆本体上，通常使用扎带将传感器绑在电缆上，给检测带来了很大麻烦，并且不安全。同时，超声和特高频方法检测电力电缆局部放电时，由于信号衰减快，因此检测的有效范围较小。此外，电力电缆的运行环境复杂、干扰强烈，手机信号、汽车发动机点火、机械振动噪声等都会对特高频法、超声波检测法的准确度产生严重的影响。因此，目前电缆局部放电检测主要采用宽频电磁耦合法。
目前市面上现有的电缆用局部放电传感器多为宽频电磁传感器，其原理主要基于宽频电磁耦合法，在结构上采用磁芯材料作为信号耦合的媒介，在磁芯上缠绕特定匝数的线圈，采用金属或绝缘材料作为外壳，BNC接头作为信号输出接口，通过线圈外接积分电阻实现局部放电的检测。
由于局部放电是微弱的电信号，通过宽频电磁传感器耦合的脉冲信号幅值一般为μA～mA级别，如果传感器输出端再连上一定长度的同轴线缆，信号会衰减较大，给后续的采集分析带来很大的困难，严重降低了检测的灵敏度；另外，电缆用局部放电传感器一般采用的是BNC接头，这种接头在多次插拔之后会产生变形，不牢固。这些都会影响局部放电传感器的检测效果及实用性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种集成式电缆局部放电传感器，其能够解决因宽频电磁传感器耦合的脉冲信号微弱和衰减造成的检测灵敏度低的问题，以及目前电缆用局部放电传感器由于采用BNC接头导致的接头易变形和不牢固的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提出了一种集成式电缆局部放电传感器，其包括：
一金属屏蔽盒，其包括两个相互铰接的分体式半盒，所述金属屏蔽盒具有内壁和外壁，所述内壁和外壁之间形成空腔，所述内壁上开设有沿内壁的周向方向延伸的槽；
一磁芯，其包括两个拼接在一起的磁芯分体，所述各磁芯分体对应设于各分体式半盒的空腔内，该两个磁芯分体的其中之一上缠绕有线圈；
气隙垫片，其设于所述两个磁芯分体的拼接面之间；
放大板，其贴设于所述磁芯的上端面或下端面，所述放大板的输入端与线圈电连接；
绝缘垫片，其设于所述金属屏蔽盒和磁芯之间；
一插头，其固定设于所述金属屏蔽盒的外壁上，其与放大板的输出端电连接。
本实用新型所述的集成式电缆局部放电传感器在工作时，电缆中微弱高频电流信号在磁芯中感应生成相应变化的磁场，该变化的磁场在线圈中感应生成相应变化的电动势，并通过与线圈连接的放大板进行信号放大后经与放大板连接的插头输出。本实用新型通过上述方案在检测信号输出前先进行放大，极大地提高了电缆局部放电传感器的灵敏度和抗干扰能力，有效解决了现有电缆局部放电传感器因信号微弱和衰减造成的检测灵敏度低的问题。本实用新型中，分体式半盒和磁芯的设置是为了在检测电缆局部放电时能直接将电缆置入集成式电缆局部放电传感器中而不用拆卸电缆，方便使用；圆环槽的设置可避免在金属屏蔽盒上产生被测电流的耦合电流，提高测量的精度；气隙垫片的设置可使得磁芯具有较理想的线性度和工作频率；绝缘垫片用于隔离金属屏蔽盒和磁芯。
优选地，在本实用新型所述的集成式电缆局部放电传感器中，所述金属屏蔽盒的内壁呈圆柱形，所述槽为周向延伸的首尾闭合的圆环槽。
进一步地，在本实用新型所述的集成式电缆局部放电传感器中，所述金属屏蔽盒的外壁的横截面为六边形。
优选地，在本实用新型所述的集成式电缆局部放电传感器中，所述磁芯为圆环形，磁芯分体为半圆环形。
进一步地，在本实用新型所述的集成式电缆局部放电传感器中，所述插头通过转接座固定设置在金属屏蔽盒的外壁上。
优选地，在上述集成式电缆局部放电传感器中，所述插头为7芯航空插头。
上述航空插头带有防水垫圈，较常见的BNC插头更加牢固，可靠性更高，适合复杂的测试现场环境。
更进一步地，在上述集成式电缆局部放电传感器中，所述7芯航空插头上设有法兰，该法兰与转接座固定连接。
进一步地，在本实用新型所述的集成式电缆局部放电传感器中，所述金属屏蔽盒包括金属屏蔽盒体和盖设于金属屏蔽盒体轴向端部的金属屏蔽盖板。
进一步地，在本实用新型所述的集成式电缆局部放电传感器中，所述磁芯的横截面为矩形。
本实用新型所述的集成式电缆局部放电传感器与现有电缆局部放电传感器相比，由于采用了上述方案，在检测信号输出前先进行放大，极大地提高了电缆局部放电传感器的灵敏度和抗干扰能力，有效解决了现有电缆局部放电传感器因信号微弱和衰减造成的检测灵敏度低的问题，并且可靠性更高，接头连接更牢固，适合复杂的测试现场环境，从而极大提升了局部放电传感器的检测效果及实用性。
附图说明
图1为本实用新型所述的集成式电缆局部放电传感器在一种实施方式下的结构示意图。
图2为图1的半剖右视图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图和具体的实施例对本实用新型所述的集成式电缆局部放电传感器做出进一步的解释和说明。
图1示意了本实用新型所述的集成式电缆局部放电传感器在一种实施方式下的结构。图2为图1的半剖右视图。
如图1和图2所示，在本实施例中，集成式电缆局部放电传感器包括：金属屏蔽盒1、磁芯3、线圈4、气隙垫片5、放大板6、绝缘垫片2、转接座7以及7芯航空插头8。
金属屏蔽盒1包括两个通过合页9相互铰接的沿直径A方向分开的分体式半盒，金属屏蔽盒1具有圆环形内壁B1和六边形外壁B2，内壁B1和外壁B2之间形成空腔B，内壁B1上开设有沿内壁B1的周向方向延伸的首尾闭合的圆环槽C；金属屏蔽盒1包括金属屏蔽盒体11和盖设于金属屏蔽盒体11轴向端部的金属屏蔽盖板12；内壁B1位于圆环槽C与金属屏蔽盖板12之间的部分与金属屏蔽盖板12通过焊接固定连接。分体式半盒与铰接端相对的另一端设有螺丝10，用于将整个金属屏蔽盒1固定在闭合状态，使用时，现将金属屏蔽盒1打开，将其套在被检测的电缆上，然后闭合金属屏蔽盒1。
在本实施例中，磁芯3为采用高磁导率材料制作的横截面为矩形的圆环，其内径55mm，外径85mm，厚20mm。磁芯3也是由两个半圆环形磁芯分体拼接而成，各磁芯分体对应设于各分体式半盒的空腔B内，两个磁芯分体的其中一个上缠绕有线圈4。线圈4采用铜漆包线，直径为0.5mm，缠绕15匝。金属屏蔽盒1的分体式半盒结合处设计有定位销，避免由于加工精度差而导致分体式半盒闭合时磁芯分体拼接截面偏移，提高磁芯分体闭合的严密程度。
在缠绕有线圈4的磁芯分体的拼接面上粘有一定厚度的尺寸相同或略小于磁芯分体截面的矩形气隙垫片5，使得磁芯3具有较理想的线性度和工作频率。
放大板6为半圆环形，其尺寸略小于磁芯3，在线圈4缠绕在磁芯3上之后，通过绝缘胶水将放大板6和磁芯3的上端面固定在一起，线圈4的两端固定焊接在放大板6的输入端。
绝缘垫片2设于金属屏蔽盒1和磁芯3之间。绝缘垫片2为半环形，两个绝缘垫片闭合后整体为环形，其与金属屏蔽盒1的空腔B尺寸相同，可以放入金属屏蔽盒1的空腔B，用于隔离金属屏蔽盒1与磁芯3。
设有法兰的7芯航空插头8，其通过法兰与转接座7固定连接，并通过转接座7固定设置在缠绕有线圈4的磁芯分体所在的金属屏蔽盒1的分体式半盒的外壁B2上，其接线端子相应地与放大板6的输出端及供电端连接。转接座7高度为5mm，其上有与7芯航空接头8的法兰相匹配的通孔，为7芯航空接头8的法兰与金属屏蔽盒1固定连接提供接口。7芯航空接头8通过转接座7及4个螺丝与金属屏蔽盒1固定连接。7芯航空接头8带有防水垫圈，较现有的BNC接头更加牢固，可靠性更高，适合复杂的测试现场环境。
本实施例在金属屏蔽盒1内部内置了放大板6，对线圈4耦合到的微弱信号直接进行放大后向外传输，极大地提高了电缆局部放电传感器的灵敏度和抗干扰能力，并且由于采用了7芯航空接头8，使得可靠性更高，接头连接更牢固，适合复杂的测试现场环境，从而极大提升了局部放电传感器的检测效果及实用性。
要注意的是，以上列举的仅为本实用新型的具体实施例，显然本实用新型不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种集成式电缆局部放电传感器，其特征在于，包括：
一金属屏蔽盒，其包括两个相互铰接的分体式半盒，所述金属屏蔽盒具有内壁和外壁，所述内壁和外壁之间形成空腔，所述内壁上开设有沿内壁的周向方向延伸的槽；
一磁芯，其包括两个拼接在一起的磁芯分体，所述各磁芯分体对应设于各分体式半盒的空腔内，该两个磁芯分体的其中之一上缠绕有线圈；
气隙垫片，其设于所述两个磁芯分体的拼接面之间；
放大板，其贴设于所述磁芯的上端面或下端面，所述放大板的输入端与线圈电连接；
绝缘垫片，其设于所述金属屏蔽盒和磁芯之间；
一插头，其固定设于所述金属屏蔽盒的外壁上，其与放大板的输出端电连接。
2.如权利要求1所述的集成式电缆局部放电传感器，其特征在于，所述金属屏蔽盒的内壁呈圆柱形，所述槽为周向延伸的首尾闭合的圆环槽。
3.如权利要求1所述的集成式电缆局部放电传感器，其特征在于，所述金属屏蔽盒的外壁的横截面为六边形。
4.如权利要求1所述的集成式电缆局部放电传感器，其特征在于，所述磁芯为圆环形，磁芯分体为半圆环形。
5.如权利要求1所述的集成式电缆局部放电传感器，其特征在于，所述插头通过转接座固定设置在金属屏蔽盒的外壁上。
6.如权利要求1所述的集成式电缆局部放电传感器，其特征在于，所述插头为7芯航空插头。
7.如权利要求6所述的集成式电缆局部放电传感器，其特征在于，所述7芯航空插头上设有法兰，该法兰与转接座固定连接。
8.如权利要求1所述的集成式电缆局部放电传感器，其特征在于，所述金属屏蔽盒包括金属屏蔽盒体和盖设于金属屏蔽盒体轴向端部的金属屏蔽盖板。
9.如权利要求1所述的集成式电缆局部放电传感器，其特征在于，所述磁芯 的横截面为矩形。
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| CN106841959A (zh) * | 2017-04-06 | 2017-06-13 | 上海交通大学 | 用于电力电缆局部放电检测的智能高频局部放电传感器 |
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