CN213337888U - 用于声源和放电源定位的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于声源和放电源定位的检测装置，本装置的局部放电传感器接收电力设备局部放电激发的特高频电磁波信号并与特高频信号调理单元电连接，超声传感器阵列接收电力设备机械振动发出的超声波信号并与超声波信号调理单元电连接，特高频信号调理单元和超声波信号调理单元对接收到的特高频信号和超声波信号进行放大、滤波和检波处理，信号采集模块与特高频信号调理单元和超声波信号调理单元通过同轴电缆连接，微控制器接收信号采集模块的信号，无线通讯单元和数据存储单元与微控制器电连接。本装置实现电力设备机械异响和局部放电源的检测和定位，有效提高电力设备缺陷诊断定位的效率，避免突发性故障，确保电力设备的正常可靠运行。

Description

用于声源和放电源定位的检测装置

技术领域

本实用新型涉及电力设备状态检测技术领域，尤其涉及一种用于声源和放电源定位的检测装置。

背景技术

状态检测是获知电力设备运行状态的一个重要手段，其是指在设备带电运行的状态下，对设备状态量进行现场检测，以设备存在缺陷时产生的“声、光、电、磁、热”等异常现象为突破口，重点检测“超声、振动、电磁波、发热”等参数，发现设备潜在性隐患。利用状态检测可以获取设备状态量，评估设备状态，防范设备隐患，提高供电可靠性。

电力设备机械异常和局部放电等缺陷，是设备发生故障的前兆，如果不能及时排除，缺陷会扩大，最终导致设备发生突发性事故，造成严重的经济损失。

目前，对于电力设备机械特性异常，可用超声波检测装置进行检测和诊断，但对于大型电力设备而言，常规的超声波装置难以对超声源进行定位，无法快速定位设备机械异常的部位。同理，对于电力设备的局部放电源，常规的局部放电检测装置也无法快速定位。因此对于电力设备机械异常点和局部放电点，一般需要结合多种手段进行缺陷部位的排查，效率十分低下。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于声源和放电源定位的检测装置，本装置实现电力设备机械异响和局部放电源的检测和定位，有效提高电力设备缺陷诊断定位的效率，避免突发性故障，确保电力设备的正常可靠运行。

为解决上述技术问题，本实用新型用于声源和放电源定位的检测装置包括局部放电传感器、超声传感器阵列、特高频信号调理单元、超声波信号调理单元、信号采集模块、微控制器、无线通讯单元和数据存储单元，所述局部放电传感器接收电力设备局部放电激发的特高频电磁波信号并与所述特高频信号调理单元通过同轴电缆连接，所述超声传感器阵列接收电力设备机械振动发出的超声波信号并与所述超声波信号调理单元通过同轴电缆连接，所述特高频信号调理单元和超声波信号调理单元对接收到的特高频信号和超声波信号进行放大、滤波和检波处理，所述信号采集模块与特高频信号调理单元和超声波信号调理单元通过同轴电缆连接，用于信号的采集及预处理，所述微控制器接收所述信号采集模块采集和预处理的信号，所述无线通讯单元和数据存储单元与微控制器电连接。

进一步，所述局部放电传感器包括金属喇叭天线和50欧姆转换接头，所述金属喇叭天线的输出端连接所述50欧姆转换接头。

进一步，所述超声传感器阵列中的超声传感器按4×4、8×8、12×12或16×16阵列布置。

由于本实用新型用于声源和放电源定位的检测装置采用了上述技术方案，即本装置的局部放电传感器接收电力设备局部放电激发的特高频电磁波信号并与特高频信号调理单元通过同轴电缆连接，超声传感器阵列接收电力设备机械振动发出的超声波信号并与超声波信号调理单元通过同轴电缆连接，特高频信号调理单元和超声波信号调理单元对接收到的特高频信号和超声波信号进行放大、滤波和检波处理，信号采集模块与特高频信号调理单元和超声波信号调理单元通过同轴电缆连接，用于信号的采集及预处理，微控制器接收信号采集模块采集和预处理的信号，无线通讯单元和数据存储单元与微控制器电连接。本装置实现电力设备机械异响和局部放电源的检测和定位，有效提高电力设备缺陷诊断定位的效率，避免突发性故障，确保电力设备的正常可靠运行。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为本实用新型用于声源和放电源定位的检测装置原理框图；

图2为本装置中局部放电传感器结构示意图；

图3为本装置中8×8超声传感器阵列示意图。

具体实施方式

实施例如图1所示，本实用新型用于声源和放电源定位的检测装置包括局部放电传感器1、超声传感器阵列2、特高频信号调理单元3、超声波信号调理单元4、信号采集模块5、微控制器6、无线通讯单元7和数据存储单元8，所述局部放电传感器1接收电力设备局部放电激发的特高频电磁波信号并与所述特高频信号调理单元3通过同轴电缆连接，所述超声传感器阵列2接收电力设备机械振动发出的超声波信号并与所述超声波信号调理单元4通过同轴电缆连接，所述特高频信号调理单元3和超声波信号调理单元4对接收到的特高频信号和超声波信号进行放大、滤波和检波处理，所述信号采集模块5与特高频信号调理单元3和超声波信号调理单元4通过同轴电缆连接，用于信号的采集及预处理，所述微控制器6接收所述信号采集模块5采集和预处理的信号，所述无线通讯单元7和数据存储单元8与微控制器6电连接。

如图2所示，优选的，所述局部放电传感器1包括金属喇叭天线11和50欧姆转换接头12，所述金属喇叭天线11的输出端连接所述50欧姆转换接头12。

优选的，所述超声传感器阵列2中的超声传感器21按4×4、8×8、12×12或16×16阵列布置。图3示出了8×8超声传感器阵列。

本检测装置中特高频信号调理单元包括放大器、滤波器以及检波电路，放大器和滤波器的工作频段为300～3000MHz，特高频信号调理单元主要对局部放电传感器采集的特高频局部放电信号进行放大、滤波，并生成检波信号。

超声波信号调理单元包括工作频段为30～150kHz的放大器和滤波器，主要对超声传感阵列采集的信号进行放大、滤波等处理。

信号采集模块包括一个双通道的高速数据采集卡，其主要将特高频信号调理单元和超声波信号调理单元输出的模拟信号转换为数字信号，并将数字信号传输至微控制器。

无线通讯单元包括核心MCU芯片、蜂窝模块（2G/3G/4G/5G）和WiFi/蓝牙/ZigBee等模块，其主要将检测装置采集的数据通过无线的方式传输到远端上位机，并接收远端上位机下达的检测指令。

数据存储单元为两个以上的数据存储卡，用于存储检测装置的采集数据、工况数据以及程序代码等。

本装置通过采用声源定位阵列和局部放电特高频定向天线，实现电力设备机械异响和局部放电源的检测和定位，同时具备无线通讯单元，可实时将缺陷检测、定位结果发送到远端监测中心，符合电网状态监测物联网的发展趋势。

本装置优先选用8*8的超声传感器阵列，还可以选择4*4、12*12或16*16等超声阵列。采用特高频喇叭天线传感器采集电力设备激发的特高频信号，一般认为信号最强的方向对应放电源，通过对比不同采集方向的信号强度，实现放电源的定位，本装置中的特高频天线并不局限于喇叭天线，亦可选择其他定向天线。本装置中微控制器用于装置各个功能单元的控制与监测数据的分析诊断，无线通讯单元用于监测数据的无线发送及远端指令的无线接收，数据存储单元用于监测数据的存储。

Claims (3)

1.一种用于声源和放电源定位的检测装置，其特征在于：本装置包括局部放电传感器、超声传感器阵列、特高频信号调理单元、超声波信号调理单元、信号采集模块、微控制器、无线通讯单元和数据存储单元，所述局部放电传感器接收电力设备局部放电激发的特高频电磁波信号并与所述特高频信号调理单元通过同轴电缆连接，所述超声传感器阵列接收电力设备机械振动发出的超声波信号并与所述超声波信号调理单元通过同轴电缆连接，所述特高频信号调理单元和超声波信号调理单元对接收到的特高频信号和超声波信号进行放大、滤波和检波处理，所述信号采集模块与特高频信号调理单元和超声波信号调理单元通过同轴电缆连接，用于信号的采集及预处理，所述微控制器接收所述信号采集模块采集和预处理的信号，所述无线通讯单元和数据存储单元与微控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的用于声源和放电源定位的检测装置，其特征在于：所述局部放电传感器包括金属喇叭天线和50欧姆转换接头，所述金属喇叭天线的输出端连接所述50欧姆转换接头。

3.根据权利要求1所述的用于声源和放电源定位的检测装置，其特征在于：所述超声传感器阵列中的超声传感器按4×4、8×8、12×12或16×16阵列布置。

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