CN205749788U - 一种用于变压器局部放电检测的内置特高频传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于变压器局部放电检测的内置特高频传感器，其被设置于所述变压器内部，其包括：传感器天线，所述传感器天线包括：环氧树脂层以及被裹覆在环氧树脂层中的金属圆锥体，金属支撑杆和金属底盘；其中所述金属圆锥体倒置在所述金属底盘上，所述金属支撑杆连接于金属圆锥体和金属底盘之间以为所述金属圆锥体提供支撑；接头，其与所述金属圆锥体的尖端连接；法兰，其与所述传感器天线连接，并与所述变压器连接。本实用新型由于针对内置式需求设计，不仅检测灵敏度高、抗干扰能力强，而且密封性能好，可在变压器设计、制作过程中预埋，还可以在变压器上预留手孔，方便检修。

Description

一种用于变压器局部放电检测的内置特高频传感器

技术领域

本实用新型涉及高压设备检测传感器，具体为一种用于变压器局部放电检测的内置特高频传感器。

背景技术

目前的大型电力变压器多为油浸式电力变压器，其绝缘结构为主要包括油、纸、纸板和其他固体绝缘的固体－油绝缘结构。虽然在设计上具有足够的电气强度和优良的机械性能，但是制造过程中的偶然因素会造成一些先天性局部缺陷，如气泡、裂缝、悬浮导电质点和电极毛刺等。正是这些缺陷会造成绝缘体内部或表面出现某些区域电场强度高于平均电场强度，当这些区域的击穿场强低于平均击穿场强时，将会首先发生放电，而其他区域仍保持绝缘特性，从而形成局部放电。长期的局部放电会导致变压器绝缘性能的持续劣化，最终发生绝缘击穿事故。为了及时发现变压器的局部放电，以对其进行必要的维护，需要对变压器进行局部放电检测。

研究表明，变压器内部的局部放电会产生一系列理化现象，如脉冲电流、电磁辐射、超声波、光信号以及绝缘油中气体组分的变化等。根据局部放电所表现的特征，人们研究出各种局部放电的检测方法，其中主要包括高频电流法、超声波法、油中气体分析法、特高频法等。其中，特高频(ultra high frequency，UHF)检测法覆盖范围广、灵敏度高、抗干扰能力强，是近二十年来国内外局部放电检测领域研究的重点和热点。特高频检测法的原理是：当变压器内部的绝缘缺陷发生局放现象时，会向外界辐射出特高频电磁脉冲，并经由非完全屏蔽部位向外传播，通过对特高频电磁脉冲以一定手段进行感应耦合，可检测局部放电，并对放电源进行定位。

特高频检测法使用特高频传感器检测上述特高频电磁脉冲。由于变压器箱体对上述特高频电磁脉冲具有屏蔽效应，目前一般通过法兰盘、标准化介质窗将特高频传感器装入变压器内部进行信号检测。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于变压器局部放电检测的特高频传感器，其采用内置式，即可在变压器设计、制作过程中预埋。

基于上述目的，本实用新型提供了一种用于变压器局部放电检测的内置特高频传感器，其被设置于所述变压器内部，其包括：

传感器天线，所述传感器天线包括：环氧树脂层以及被裹覆在环氧树脂层中的金属圆锥体，金属支撑杆和金属底盘；其中所述金属圆锥体倒置在所述金属底盘上，所述金属支撑杆连接于金属圆锥体和金属底盘之间以为所述金属圆锥体提供支撑；

接头，其与所述金属圆锥体的尖端连接；

法兰，其与所述传感器天线连接，并与所述变压器连接。

本实用新型针对内置式需求设计，通过与变压器上针对内置式需求设计的法兰孔相应设计的法兰连接传感器天线与变压器，使得传感器天线位于变压器内部；通过金属支撑杆和金属底盘固定金属圆锥体，并裹覆环氧树脂层形成传感器天线；通过与金属圆锥体的尖端连接的接头接收传感器天线检测到的特高频信号。本实用新型由于针对内置式需求设计，不仅检测灵敏度高、抗干扰能力强，而且密封性能好，可在变压器设计、制作过程中预埋，还可以在变压器上预留手孔，方便检修。

进一步地，本实用新型所述的内置特高频传感器中，所述法兰包括圆盘状的第一法兰，其与所述金属底盘连接。

上述方案中，通过第一法兰与金属底盘(该金属底盘为裹覆有环氧树脂层的金属底盘)连接，实现所述法兰与传感器天线的连接。第一法兰还可与变压器上相应的法兰孔连接，以实现所述法兰与变压器的连接。第一法兰与变压器上相应的法兰孔连接时，将传感器天线置于变压器内部侧，以使得传感器天线位于变压器内部。

更进一步地，上述内置特高频传感器中，所述第一法兰与金属底盘的连接面上具有凹槽，所述金属底盘匹配地容置于该凹槽内，并且当金属底盘匹配地容置于该凹槽内时，金属底盘的上表面与第一法兰的上表面处于同一平面内。

更进一步地，上述内置特高频传感器中，所述金属底盘与所述第一法兰通过螺钉连接。

更进一步地，上述内置特高频传感器中，所述第一法兰与金属底盘之间设有第一密封圈。

上述方案中，通过在第一法兰上设置匹配容纳金属底盘的凹槽，同时在凹槽中设置第一密封圈，并用螺钉连接第一法兰和金属底盘，使得第一法兰和金属底盘之间具有良好的密封性能。此外，通常所述金属底盘的外径要略大于传感器天线的非金属底盘部分(该非金属底盘为裹覆有环氧树脂层的非金属底盘)，金属底盘的上表面与第一法兰的上表面处于同一平面内，使得当第一法兰与变压器上相应的法兰孔连接时，若该法兰孔孔径在传感器天线的非金属底盘部分的外径和金属底盘的外径之间，法兰孔周围可以与第一法兰的上表面和金属底盘的上表面同时贴合，从而使得传感器天线可以被更好地固定和密封。

进一步地，本实用新型所述及上述任一内置特高频传感器中，所述法兰还包括圆环状的第二法兰，所述第二法兰紧邻第一法兰设置，并套设在传感器天线外。

上述方案中，通常第二法兰的内径设计为与传感器天线的非金属底盘部分的外径匹配，因此，通过在传感器天线的非金属底盘部分外套设与第一法兰紧邻设置的第二法兰，第二法兰可以与第一法兰的上表面和金属底盘的上表面同时贴合，从而使得传感器天线可以被更好地固定和密封。该方案对变压器上相应的法兰孔的内径限制小，适用范围更广。

更进一步地，上述内置特高频传感器中，所述第二法兰与传感器天线之间设有第二密封圈。

进一步地，本实用新型所述的内置特高频传感器中，所述接头为N型接头。

更进一步地，上述内置特高频传感器中，所述N型接头与所述金属圆锥体的尖端螺纹连接。

本实用新型所述的用于变压器局部放电检测的内置特高频传感器，具有以下优点：

1)设置于变压器内部，检测灵敏度高、抗干扰能力强，检测结果精确可靠；

2)设置第一密封圈和第二密封圈，具有优异的密封性能；

3)可移植性强，安装及拆卸非常方便；

4)第一法兰和第二法兰的形状、尺寸可以根据变压器上相应的法兰孔的形状、尺寸设计，仅做很小的改动就能满足各种型号变压器的需要。

附图说明

图1为本实用新型所述的用于变压器局部放电检测的内置特高频传感器在一种实施方式下的结构示意图。

图2为本实用新型所述的用于变压器局部放电检测的内置特高频传感器在一种实施方式下的传感器天线(未示出环氧树脂层)的结构示意图。

图3为本实用新型所述的用于变压器局部放电检测的内置特高频传感器在一种实施方式下的传感器天线的结构示意图。

图4为本实用新型所述的用于变压器局部放电检测的内置特高频传感器在一种实施方式下的金属圆锥体的结构示意图。

图5为本实用新型所述的用于变压器局部放电检测的内置特高频传感器在一种实施方式下的金属支撑杆的结构示意图。

图6为本实用新型所述的用于变压器局部放电检测的内置特高频传感器在一种实施方式下的金属底盘的结构示意图。

图7为本实用新型所述的用于变压器局部放电检测的内置特高频传感器在一种实施方式下的第一法兰的结构示意图。

图8为本实用新型所述的用于变压器局部放电检测的内置特高频传感器在一种实施方式下的第二法兰的结构示意图。

图9为本实用新型所述的用于变压器局部放电检测的内置特高频传感器在一种实施方式下的接头的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图及实施例进一步说明本实用新型所述的技术方案。

图1显示了本实用新型所述的用于变压器局部放电检测的内置特高频传感器在一种实施方式下的结构，图2-图9分别显示了本实施例中传感器天线(未示出环氧树脂层)、传感器天线、金属圆锥体、金属支撑杆、金属底盘、第一法兰、第二法兰以及接头的结构。

如图1所示，本实施例的用于变压器局部放电检测的内置特高频传感器包括传感器天线1、第一法兰2、第二法兰3以及接头4，其中：

结合参考图2-图6，传感器天线1包括：环氧树脂层A以及被裹覆在环氧树脂层A中的金属圆锥体11，金属支撑杆12和金属底盘13；金属圆锥体11上部设有两个用于安装金属支撑杆12的安装孔B，金属圆锥体11下部尖端设有用于连接接头4的内螺纹孔C，金属底盘13上设有两个用于安装金属支撑杆12的安装孔D、六个用于与第一法兰2连接的安装孔E以及用于穿过接头4的孔F；金属支撑杆12为圆柱形，两端设有内螺纹孔。金属圆锥体11倒置在金属底盘13上，金属支撑杆12连接于金属圆锥体11和金属底盘13之间以为金属圆锥体11提供支撑。环氧树脂层A整体浇注，可以避免绝缘油跟传感器天线1的直接接触，而且可以避免传感器天线1安装过程中由于磕碰等造成的损伤，浇注后的环氧树脂层A表面需平整光滑，无裂缝、坑洞。

结合参考图7、图8以及图3，第一法兰2为圆盘状，第一法兰2与金属底盘13的连接面上具有凹槽G，金属底盘13匹配地容置于该凹槽G内，并且当金属底盘13匹配地容置于该凹槽G内时，金属底盘13的上表面H(如图3所示，包括环氧树脂层A)与第一法兰2的上表面I处于同一平面内；第一法兰2上设有用于连接金属底盘13的六个安装孔J，第一法兰2与金属底盘13通过螺钉连接，第一法兰2与金属底盘13之间设有第一密封圈。第一法兰2上还设有用于连接第二法兰3的六个安装孔K。第一法兰2上还设有用于穿过接头4的孔L。第二法兰3为圆环状，第二法兰3的内径与传感器天线1的非金属底盘部分(如图3所示，即除去金属底盘13的部分，包括环氧树脂层A)的外径匹配，第二法兰3紧邻第一法兰2设置，并套设在传感器天线1的非金属底盘部分外。第二法兰3上设有用于连接变压器上相应的法兰孔和第一法兰2的六个安装孔M，第二法兰3与传感器天线1之间设有第二密封圈。

结合参考图9以及图6和图7，接头4为N型接头，其穿过第一法兰2上的孔L以及金属底盘13上的孔F，与金属圆锥体11的尖端的内螺纹孔C螺纹连接。

请继续参考图1，本实施例的用于变压器局部放电检测的内置特高频传感器在变压器设计、制作过程中预埋在变压器内部，传感器天线1置于变压器内部侧，变压器上相应的法兰孔、第二法兰3以及第一法兰2通过螺栓连接。使用时通过接头4接收传感器天线1检测到的特高频信号。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于变压器局部放电检测的内置特高频传感器，其被设置于所述变压器内部，其特征在于，包括：

传感器天线，所述传感器天线包括：环氧树脂层以及被裹覆在环氧树脂层中的金属圆锥体，金属支撑杆和金属底盘；其中所述金属圆锥体倒置在所述金属底盘上，所述金属支撑杆连接于金属圆锥体和金属底盘之间以为所述金属圆锥体提供支撑；

接头，其与所述金属圆锥体的尖端连接；

法兰，其与所述传感器天线连接，并与所述变压器连接。

2.如权利要求1所述的内置特高频传感器，其特征在于，所述法兰包括圆盘状的第一法兰，其与所述金属底盘连接。

3.如权利要求2所述的内置特高频传感器，其特征在于，所述第一法兰与金属底盘的连接面上具有凹槽，所述金属底盘匹配地容置于该凹槽内，并且当金属底盘匹配地容置于该凹槽内时，金属底盘的上表面与第一法兰的上表面处于同一平面内。

4.如权利要求2所述的内置特高频传感器，其特征在于，所述金属底盘与所述第一法兰通过螺钉连接。

5.如权利要求2所述的内置特高频传感器，其特征在于，所述第一法兰与金属底盘之间设有第一密封圈。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的内置特高频传感器，其特征在于，所述法兰还包括圆环状的第二法兰，所述第二法兰紧邻第一法兰设置，并套设在传感器天线外。

7.如权利要求6所述的内置特高频传感器，其特征在于，所述第二法兰与传感器天线之间设有第二密封圈。

8.如权利要求1所述的内置特高频传感器，其特征在于，所述接头为N型接头。

9.如权利要求8所述的内置特高频传感器，其特征在于，所述N型接头与所述金属圆锥体的尖端螺纹连接。