CN212646906U - 一种双端口信号输出的特高频局放传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双端口信号输出的特高频局放传感器，金属壳体设置在金属固定板上，其两侧分别设有一个信号输出端口，每个信号输出端口上均设有一个N/SMA型连接器；基板及信号平衡板设置于金属壳体内，基板印制有一组对称设置的天线，信号平衡板上设有巴伦平衡结构；天线的两侧及信号平衡板上的对应位置分别设有一组金属孔和一组绝缘孔，信号平衡板通过插接在金属孔中的金属支柱和通过插接在绝缘孔中的绝缘支柱支撑于基板上；天线通过同轴电缆与金属孔连接，将信号传输至巴伦平衡结构，信号实现差分后通过同轴电缆分别输送到两个N/SMA型连接器；信号平衡板通过绝缘固定件连接于金属壳体的顶板下方。本实用新型能实现局部放电的带电检测与在线监测。

Description

一种双端口信号输出的特高频局放传感器

技术领域

本实用新型涉及一种用于电力工程技术领域领域的双端口信号输出的特高频局放传感器。

背景技术

随着我国经济的持续飞速发展，电网系统供电可靠性及稳定性越来越受到重视，要求逐步提高。为保证电网实用的稳定性，对电力设备的运维检修由原先的停电检修逐步转变为带电检测和在线监测，带电检测已经成为获取电力设备运行状态、为智能运维提供有效决策的主要手段之一。当电力设备由于局部区域场强不均引起放电时，会伴随产生频带在300MHz-3GHz的电磁波信号，该信号通过电力设备与外部空间之间的非金属结构，例如绝缘子、孔隙以及介质窗等传播扩散。在该频段的局部放电检测中，特高频传感器将所检测到的电场信号转换为电压信号，在带电监测领域具有广泛的应用。

随着GIS设备在电力系统中的应用越来越普及，相应局放在线监测装置以及在线监测传感器应用越来越广泛，根据国家电网公司规定，特高压变电站内GIS设备需定期进行带电检测，测试频率频繁。但是，由于GIS设备安装的特高频传感器仅有一个接口，正常运行时，在线监测装置直接连接于该接口上；而若需要进行离线带电检测时，需要将在线监测装置接口拆除，再将带电检测仪器连接在该接口上。因此，频繁地进行在线与带电检测测试切换，容易造成特高频传感器的连接端接头损坏，而一旦传感器接口损坏，需要整体更换传感器，工作量及风险极大，因此有必要对现有GIS外置式特高频局部放电传感器的连接方式进行改进，以方便局部放电的带电检测与在线监测。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种双端口信号输出的特高频局放传感器，它结构紧凑，适用于局部放电的带电检测与在线监测。

实现上述目的的一种技术方案是：一种双端口信号输出的特高频局放传感器，包括金属壳体、基板、天线、信号平衡板、同轴电缆和N/SMA型连接器；

所述金属壳体设置在金属固定板上，在其两侧分别设有一个信号输出端口，每个所述信号输出端口上均设有一个N/SMA型连接器；

所述基板及所述信号平衡板均的尺寸相同且相对设置，均设置于所述金属壳体内，所述基板采用印刷电路板的方式印制有一组对称设置的天线，所述号平衡板上设有巴伦平衡结构；所述天线的两侧及所述信号平衡板上的对应位置分别设有一组金属孔和一组绝缘孔，所述信号平衡板通过插接在金属孔中的金属支柱和通过插接在绝缘孔中的绝缘支柱支撑于所述基板上；所述天线通过同轴电缆与金属孔连接，将信号传输至巴伦平衡结构，信号实现差分后通过同轴电缆分别输送到两个N/SMA型连接器；

所述信号平衡板通过绝缘固定件连接于金属壳体的顶板下方。

进一步的，对称设置的所述天线为顶点相对的扇形天线，所述同轴电缆连接于所述天线的顶点部。

进一步的，所述巴伦平衡结构为多节隔离电阻，所述巴伦平衡结构的底部为连通金属孔的金属片，所述金属片采用Z型缝隙，在相邻输出端口13实现180°相位差的输出。

进一步的，所述同轴电缆为50Ω阻抗电缆。

进一步的，所述绝缘固定件的底部开设有弧形凹槽，以避开对于所述巴伦平衡结构的影响。

本实用新型的一种双端口信号输出的特高频局放传感器，有如下优势：

1)传感器一体化设计，可以更好的屏蔽外部信号干扰；

2)双端口可以同时输出特高频信号，满足现场的实际需要；

3)屏蔽效果好，防水防潮性能好，可以在室外环境中长时间使用；

4)安装拆除方便，即可用于现场的带电检测，也能用于长期的在线监测。

附图说明

图1为本实用新型的一种双端口信号输出的特高频局放传感器的结构示意图；

图2为本实用新型的一种双端口信号输出的特高频局放传感器的基板的结构示意图；

图3为本实用新型的一种双端口信号输出的特高频局放传感器的信号平衡板的结构示意图；

图4为本实用新型的一种双端口信号输出的特高频局放传感器的平衡装置固定件的结构示意图。

具体实施方式

为了能更好地对本实用新型的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：

请参阅图1，本实用新型的一种双端口信号输出的特高频局放传感器，包括金属壳体1、基板3、信号平衡板4、平衡装置固定件5、同轴电缆6、N/SMA型连接器7、金属柱8、绝缘柱9、以及传感器固定板2。

金属壳体1设置在传感器固定板2上。金属壳体1采用整体铸造，壳体整体铸造的目的是防止外部干扰信号进入传感器内部，增强传感器的抗干扰能力。在其两侧留有连接端口，N/SMA型连接器7与连接端口通过螺纹连接，形成两个信号输出端口，将检测的特高频信号向外输送，形成了双端口输出。传感器固定板2上开设有固定孔，通过M4螺丝或者金属扎带将本特高频局放传感器固定在被检测设备上。壳体整体铸造的目的是防止外部干扰信号进入传感器内部，增强传感器的抗干扰能力。

基板3和信号平衡板4通过金属柱8和绝缘柱9连接，信号平衡板4通过平衡装置固定件5固定于金属壳体1的顶部。同轴电缆6连接信号平衡板4及两个N/SMA型连接器7。同轴电缆6为尺寸、性能完全相同的两根50Ω阻抗电缆。

请参阅图2，基板3采用印刷电路板的方式印制有一组对称设置的扇形天线12，扇形天线12顶点相对设置。这种2片对称的扇形天线保证了其响应频带范围宽(0.3GHz-1.5GHz)，而且各频率响应差异小，检测灵敏度高。扇形天线12的两侧分别设有一组金属孔81和金属孔82以及一组绝缘孔91和绝缘孔92。两根金属柱8插接在金属孔81和金属孔82中，两根绝缘柱9插接在绝缘孔91和绝缘孔92中。扇形天线12的顶点通过同轴电缆6与金属柱8连接构成偶极子天线。

请参阅图3，信号平衡板4与基板3的对应位置同样设有金属孔81和金属孔82，以及绝缘孔91和绝缘孔92，用以插接金属柱8和绝缘柱9。信号平衡板4上设有巴伦结构15，该巴伦结构15包括多节隔离电阻，在本实施例中采用4节隔离电阻。巴伦结构15的底部的金属片分别连接金属孔81和金属孔82，通过采用Z型缝隙，在相邻输出端口13实现180°相位差的输出，即将特高频信号由单端输出转换为差分输出，增强信号抗干扰能力，能有效抑制电磁干扰。

请参阅图4，平衡装置固定件5的底部采用了弧形开槽，用于避开对于巴伦结构的影响，同时对信号平衡板4进行位置支撑。

在本装置安装结束后，将传感器底部朝上，用环氧树脂灌封整个传感器，灌封胶超出天线基板厚度不得超过5mm。金属壳体1与电气设备结合处，采用屏蔽海绵，可有效防止外部干扰信号进入传感器，保证传感器接收信号的准确性。

本实用新型提供的特高频局部放电传感器双端口结构具有双输出端口、可以同时输出特高频局部放电信号，在使用时，双端口既可以同时使用时，也可以单独使用，且端口输出的特高频信号特征一致，从而满足现场的实际需求。本特高频局部放电传感器体积小、防水性好，安装使用方便、抗干扰能力强的优点，解决了现有技术存在的性能指标差、灵敏度低的不足，以及降低了带电与在线检测频繁更换接头时对接头的损坏，使用效果好，满足现场带电检测，也能用于长期的在线监测，利于推广使用。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (5)

1.一种双端口信号输出的特高频局放传感器，包括金属壳体、基板、天线、信号平衡板、同轴电缆和N/SMA型连接器，其特征在于：

所述金属壳体设置在金属固定板上，在其两侧分别设有一个信号输出端口，每个所述信号输出端口上均设有一个N/SMA型连接器；

所述基板及所述信号平衡板的尺寸相同且相对设置，均设置于所述金属壳体内，所述基板采用印刷电路板的方式印制有一组对称设置的天线，所述信号平衡板上设有巴伦平衡结构；所述天线的两侧及所述信号平衡板上的对应位置分别设有一组金属孔和一组绝缘孔，所述信号平衡板通过插接在金属孔中的金属支柱和通过插接在绝缘孔中的绝缘支柱支撑于所述基板上；所述天线通过同轴电缆与金属孔连接，将信号传输至巴伦平衡结构，信号实现差分后通过同轴电缆分别输送到两个N/SMA型连接器；

所述信号平衡板通过绝缘固定件连接于金属壳体的顶板下方。

2.根据权利要求1所述的一种双端口信号输出的特高频局放传感器，其特征在于，对称设置的所述天线为顶点相对的扇形天线，所述同轴电缆连接于所述天线的顶点部。

3.根据权利要求1所述的一种双端口信号输出的特高频局放传感器，其特征在于，所述巴伦平衡结构为多节隔离电阻，所述巴伦平衡结构的底部为连通金属孔的金属片，所述金属片采用Z型缝隙，在相邻输出端口13实现180°相位差的输出。

4.根据权利要求1所述的一种双端口信号输出的特高频局放传感器，其特征在于，所述同轴电缆为50Ω阻抗电缆。

5.根据权利要求1所述的一种双端口信号输出的特高频局放传感器，其特征在于，所述绝缘固定件的底部开设有弧形凹槽，以避开对于所述巴伦平衡结构的影响。

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