CN207396665U - 用于电力设备局部放电检测的智能超声波传感器 - Google Patents

Abstract

一种用于电力设备局部放电检测的智能超声波传感器，包括：一个矩形体的壳体、盖在壳体上的盖子、超声波传感器、一块集成电路板、电源开关、充电孔、充电指示灯、信号发射天线和强力磁铁。本实用新型可以对局部放电信号处理后通过信号发射天线发送给终端接收设备，不需要连接线缆就可以进行远距离的测试，保证测试人员的人身安全；具有小巧、携带及使用方便的特点。

Description

用于电力设备局部放电检测的智能超声波传感器

技术领域

本实用新型涉及一种应用广泛的、可在多种场合下对电力设备进行局部放电检测的智能超声波传感器。

背景技术

研究表明，电力设备设计、制造、运输、安装过程中的一些偶然因素会造成一些先天性局部缺陷，如气泡、裂缝、悬浮导电质点和毛刺等。这些缺陷会造成电力设备某些区域电场强度过高，当高于绝缘介质的击穿场强时就会发生局部放电。局部放电既是表征电力设备绝缘状况的特征量，又是导致绝缘劣化的主要原因。通过局部放电检测，可及时发现电力设备内部存在的绝缘缺陷，避免设备发生突发性绝缘击穿事故，这对保证电力设备及电网的安全稳定运行具有十分重要的意义。

局部放电是一种脉冲放电，它会在电力设备内部和周围空间产生一系列的光、声、电气和机械的振动等物理现象和化学变化。这些伴随局部放电而产生的各种物理和化学变化可以为监测电力设备内部绝缘状态提供检测信号。为了检测这些信号，相应地会有一些检测方法，目前常用的用于检测电磁波信号的有特高频(UHF)法和暂态地电压(TEV)法，检测电流信号的有高频(HFCT)法，检测超声信号有超声(AE) 法，这些方法都属于非侵入检测方法，相比其它一些方法具有明显的优势。

电力设备内部产生局部放电信号的时候，会产生冲击的振动及声音。超声波法(AE，又称声发射法)通过在设备腔体外安放超声波传感器来测量局部放电信号。该方法的特点是传感器与电力设备的电气回路无任何联系，不受电气方面的干扰，但在现场使用时易受周围环境噪声或设备机械振动的影响。由于超声信号在电力设备常用绝缘材料中的衰减较大，超声波检测法的检测范围有限，但具有定位准确度高的优点。

实用新型内容

由于电力设备的工作场强很高，绝缘裕度相对较小，导致一旦电力设备内部出现某种缺陷，极易发生设备绝缘击穿事故。本实用新型可以对局部放电信号处理后通过信号发射天线发送给终端接收设备，不需要连接线缆就可以进行远距离的测试，保证测试人员的人身安全；具有小巧、携带及使用方便的特点。。

本实用新型是采用如下技术方案来实现的。

一种用于电力设备局部放电检测的智能超声波传感器，其特点在于，包括：一个矩形体的壳体、盖在壳体上的盖子、超声波传感器、一块集成电路板、电源开关、充电孔、充电指示灯、信号发射天线和强力磁铁，在所述的壳体上安装所述的电源开关、充电孔、充电指示灯和信号发射天线，所述的集成电路板安装于壳体的内部，在所述的壳体的底部有一个通道，该通道的直径与所述的超声传感器的直径一致，该超声传感器安放在壳体的底部的通道内，安装时用强力胶水固定，所述的超声传感器与测试点接触的一面与壳体底部的通道的底面齐平，在壳体底部外面围绕所述的通道有一圈凹槽，在该凹槽内安装所述的圆环状的强力磁铁，该凹槽深度与强力磁铁的厚度一致，用强力胶水固定，所述的强力磁铁与所述的超声传感器接触测试点的一面齐平，所述的超声波传感器、电源开关、充电孔、充电指示灯与信号发射天线都穿过所述的壳体与所述的集成电路板相连，所述的超声波传感器用来接收放电信号，集成电路板对接收到的信号进行处理后通过所述的信号发射天线发送给终端接收设备。

在所述的壳体内的底部设有四个立柱，每个立柱上有一个螺孔，用来安装集成电路板，所述的壳体的四个角上各有一个螺孔，用来安装所述的盖子。

所述的集成电路板包含放大滤波模块、采集模块和无线发送模块，对超声波传感器接收到的信号进行处理，所述的集成电路板的底部安装一块电池，为整个传感器提供电源。

所述的盖子的四个角上各开设有一个通孔，与所述的壳体四角的螺孔相对应，螺钉穿过所述的盖子的通孔旋入所述的螺孔，使所述的盖子固定在所述的壳体的开口面上。

本实用新型结构中有以下优点：

1、智能传感器，可以对局部放电信号进行处理；

2、信号可以通过无线发送给终端接收设备，不需要连接线缆就可以进行远距离的测试，保证测试人员的人身安全；

3、为便携式超声传感器，非常小巧，携带及使用非常方便。

附图说明

图1是本实用新型智能无线超声波传感器的整体结构示意图。

图2是传感器内部腔体位于集成电路板下面的结构示意图。

图3是传感器底部结构示意图。

图4是传感器内部腔体位于集成电路板上面的结构示意图。

图5是壳体的结构示意图。

图6是盖子结构示意图。

图7是超声传感器示意图。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步说明本实用新型。

见图1，图2，图3，图4，由图可见，本实用新型用于电力设备局部放电检测的智能无线超声波传感器，包括：一个矩形体的壳体1、盖在壳体1上的盖子2、超声波传感器3、一块集成电路板4、电源开关5、充电孔6、充电指示灯7、信号发射天线8和强力磁铁9，在所述的壳体1上安装所述的电源开关5、充电孔6、充电指示灯7和信号发射天线8，所述的集成电路板4安装于壳体1的内部，在所述的壳体1的底部有一个通道1.4，该通道1.4的直径与所述的超声传感器3的直径一致，该超声传感器3安放在壳体1的底部的通道1.4内，安装时用强力胶水固定，所述的超声传感器3与测试点接触的一面与壳体1底部的通道的底面齐平，在壳体 1底部外面围绕所述的通道1.4有一圈凹槽1.5，在该凹槽1.5内安装所述的圆环状的强力磁铁9，该凹槽1.5的深度与强力磁铁9的厚度一致，用强力胶水固定，所述的强力磁铁9与所述的超声传感器3接触测试点的一面齐平，所述的超声波传感器3、电源开关5、充电孔6、充电指示灯7与信号发射天线8都穿过所述的壳体1 与所述的集成电路板4相连，所述的超声波传感器3用来接收放电信号，集成电路板4对接收到的信号进行处理后通过所述的信号发射天线8发送给终端接收设备。

本实用新型在壳体1内侧的底部设有四个立柱，立柱上有四个带内螺纹的立柱螺孔1.2，用来安装集成电路板4，壳体1的四个角上有四个带内螺纹的壳体螺孔 1.3，用来安装盖子2。

在集成电路板4上设有四个安装孔4.1，通过螺钉安装于壳体1的内部，集成电路板4主要包含放大滤波模块、采集模块和无线发送模块，可以对超声波传感器3 接收到的信号进行处理，集成电路板4的底部安装有一块电池，为整个传感器提供电源。

在壳体1侧面安装有电源开关5、充电孔6、充电指示灯7及信号发射天线8，电源开关5控制整个传感器的运行与关闭，充电孔6对支持整个传感器运行的电池进行充电，充电指示灯7显示电池的电量是否充满，经过集成电路板)处理后的信号可以通过信号发射天线8发送给信号接收终端设备。

测试时，利用强力磁铁9的磁性吸附于电力设备外壁上，使传感器3紧贴在测试点上进行测试。

本实用新型在盖子2的四个角上开设有四个通孔2.1，对应壳体1四个角上的四个壳体螺孔1.3，采用螺钉将盖子2固定在壳体1的开口面上。

本实用新型使用时，把该传感器利用底部的强力磁铁9吸附于测试点后，即可进行测试，详见图1。

本实用新型中，所述超声传感器3为圆柱形状，圆柱面上有一个接头，利用线缆连接于集成电路板4上，超声传感器3穿过壳体1的底部，位于一个穿过壳体1 底部的圆柱通道内，需要接触测试点的一面与壳体1底部的凸起平齐，连接线缆位于壳体1内腔体，与集成电路板4连接，用强力胶水固定，在壳体1的底部外侧，围绕超声传感器有一圈凹槽，该凹槽内安放圆环状的强力磁铁9，用强力胶水固定，强力磁铁9的面与超声传感器3的接触面平齐，测试时强力磁铁9吸附于测试点，超声传感器3贴于测试点表面接收电力设备内部的局部放电超声波信号，详见图2 及图3。

所述集成电路板4安放于壳体1的内部，直接与超声波传感器3连接，主要包含放大滤波模块、采集模块和无线发送模块，作用是对超声波传感器3接收到的信号进行处理，集成电路板4上部空间安装有一块电池给整个传感器供电，壳体1上还安装有电源开关5、充电孔6、充电指示灯7及信号发射天线8，都与集成电路板 4连接，电源开关5控制整个传感器的运行及关闭，充电孔6对电池进行充电，充电指示灯7可以指示电池是否充满电，信号发射天线8可以把集成电路板4处理后的信号发射给终端接收设备进行分析测试，详见图1图3及图4。

所述壳体1由较轻质的金属材料制成，用于屏蔽外部的干扰信号，内部中空，底部设有四个用来安装集成电路板4的立柱，立柱上有螺纹孔，其中两个侧边一共开设有4个通孔，分别用来安装电源开关5、充电孔6、充电指示灯7及信号发射天线8，四个角开设有四个安装盖子2的螺孔，详见图5。

所述盖子2的材料与传感器壳体1保持一致，凹进去的形状与壳体1的内部一样，四个角开设有四个安装孔，用螺钉安装于壳体1顶部，使传感器壳体内部成为一个封闭的空间，能够有效的屏蔽外部干扰信号，详见图6。

本实用新型中，所述超声传感器3的形状为圆柱形，圆柱侧面有一个接头用来连接线缆，详见图7。

本实用新型所用主要元件详细情况如下：

强力磁铁9：可以使整个传感器吸附于测试点；

超声波传感器3：可以接收电力设备内部的局部放电超声波信号；

集成电路板4：与超声波传感器3连接，可以对接收到的局部放电信号进行各种处理；

电源开关5：控制整个传感器的运行及关闭；

充电孔6：对供电的电池进行充电；

充电指示灯7：显示电池的充电状态；

信号发射天线8：把经过集成电路板4处理后的信号发射给终端接收设备；

盖子2：固定在壳体1的开口面上，使壳体1内部成为一个封闭的腔体；

壳体1：为所有元件提供支撑作用。

Claims (4)

1.一种用于电力设备局部放电检测的智能超声波传感器，其特征在于，包括：一个矩形体的壳体(1)、盖在壳体(1)上的盖子(2)、超声波传感器(3)、一块集成电路板(4)、电源开关(5)、充电孔(6)、充电指示灯(7)、信号发射天线(8)和圆环状的强力磁铁(9)，在所述的壳体(1)上安装所述的电源开关(5)、充电孔(6)、充电指示灯(7)和信号发射天线(8)，所述的集成电路板(4)安装于壳体(1)的内部，在所述的壳体(1)的底部有一个通道(1.4)，该通道(1.4)的直径与所述的超声传感器(3)的直径一致，该超声传感器(3)安放在壳体(1)的底部的通道(1.4)内，安装时用强力胶水固定，所述的超声传感器(3)与测试点接触的一面与壳体(1)底部的通道的底面齐平，在壳体(1)底部外面围绕所述的通道(1.4)有一圈凹槽(1.5)，在该凹槽(1.5)内安装所述的圆环状的强力磁铁(9)，该凹槽(1.5)深度与强力磁铁(9)的厚度一致，所述的强力磁铁(9)与所述的超声传感器(3)接触测试点的一面齐平，所述的超声波传感器(3)、电源开关(5)、充电孔(6)、充电指示灯(7)与信号发射天线(8)都穿过所述的壳体(1)与所述的集成电路板(4)相连，所述的超声波传感器(3)用来接收放电信号，集成电路板(4)对接收到的信号进行处理后通过所述的信号发射天线(8)发送给终端接收设备。

2.根据权利要求1所述的用于电力设备局部放电检测的智能超声波传感器，其特征在于，在所述的壳体(1)内的底部设有四个立柱，每个立柱上有一个立柱螺孔(1.2)，用来安装集成电路板(4)，所述的壳体(1)的四个角上各有一个壳体螺孔(1.3)，用来安装所述的盖子(2)。

3.根据权利要求1所述的用于电力设备局部放电检测的智能超声波传感器，其特征在于，所述的集成电路板(4)包含放大滤波模块、采集模块和无线发送模块，对超声波传感器(3)接收到的信号进行处理，所述的集成电路板(4)的底部安装一块电池，为整个传感器提供电源。

4.根据权利要求1至3任一项所述的用于电力设备局部放电检测的智能超声波传感器，其特征在于，所述的盖子(2)的四个角上各开设有一个通孔(2.1)，与所述的壳体(1)的壳体螺孔(1.3)相对应，螺钉穿过所述盖子(2)的通孔(2.1)旋入所述的壳体螺孔(1.3)，使所述的盖子(2)固定在所述的壳体(1)的开口面上。