CN217238274U - 手持式gis局放巡检及定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及手持式GIS局放巡检及定位装置，其包括扣合形成外壳体的前壳(2)及后壳(8)；在外壳体中安装有板间连接单元(4)，在板间连接单元(4)上安装有通过前壳(2)外露的数据显示单元(3)，在数据显示单元(3)上卡扣有按键(1)；在板间连接单元(4)上电连接有数据处理单元(5)、信号调理单元(6)及储能单元(7)。本实用新型设计合理、结构紧凑且使用方便。

Description

手持式GIS局放巡检及定位装置

技术领域

本实用新型涉及手持式GIS局放巡检及定位装置，GIS局放巡检及定位装置主要用于GIS运行状态下的局部放电检测以及对检测到的局放信号进行定位，外壳采用模具一体成型，装置检测灵敏度高，测量准确，功能强大，能够同时接收三路特高频信号及一路超声波信号，快速检测到GIS内部存在的局部放电缺陷并对放电点进行定位

背景技术

GIS(气体绝缘式开关设备)是将变压器以外的一次设备密封在充满SF6气体的金属筒状管道内，具有体积小、可靠性高等优点。GIS绝缘故障会导致局部放电，而局部放电会进一步加剧绝缘劣化。因此，对GIS进行局部放电的巡检及对找到放电点故障位置对电力设备的安全运行具有重要的作用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题总的来说是提供一种手持式GIS局放巡检及定位装置。针对目前GIS检测及定位存在的问题和缺点，本发明提供的是一种多功能检测设备及系统。本发明通过配置三路特高频采集通道和一路超声采集通道及相对应的传感器实现GIS局放巡检与定位功能，人机交互界面简单易懂，操作方法方便明了，具有设备单一，操作方便，功能强大等优点。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种手持式GIS局放巡检及定位装置，包括扣合形成外壳体的前壳及后壳；在外壳体中安装有板间连接单元，在板间连接单元上安装有通过前壳外露的数据显示单元，在数据显示单元上卡扣有按键；在板间连接单元上电连接有数据处理单元、信号调理单元及储能单元。

作为上述技术方案的进一步改进：

在前壳上设置有屏幕安装口，用于外露数据显示单元；在屏幕安装口下方设置有用于外露按键的窗口，在窗口底部设置有前面卡槽，卡槽14用于按键和板间连接单元4连接。装置能够进行特高频局放监测、超声波局放监测及缺陷故障定位；

在前壳内壁上设置有若干前连接柱，在后壳上设置有对应底连接孔，以便从底连接孔外侧面插入螺栓与前连接柱的中空螺孔连接；

在前壳上端一角设置有卡合端脚槽，在后壳上端设置有下凹端面，相对于前壳与后壳的外边缘，下凹端面内陷设置；下凹端面具有若干通孔，以露出信号调理单元对应的接口。

下凹端面一角具有后凸起卡舌，后凸起卡舌插入卡合端脚槽；

在数据显示单元背面设置有若干卡脚，在板间连接单元具有与卡脚卡接的卡口；

在板间连接单元上分布有若干定位通孔及侧卡槽；定位通孔用于穿过与前连接柱连接的螺栓；

在数据处理单元上设置有插接座，以与板间连接单元对应接口插接；

在信号调理单元上设置有穿过与前连接柱连接的螺栓的耳孔，在信号调理单元上设置有定位孔柱，在数据处理单元上设置有与定位孔柱连接的定位插脚；

在后壳上设置有下部壁设置有充电接口及定位凹槽。

信号调理单元内置特高频信号处理模块、超声波信号处理模块及输入端分别与特高频信号处理模块的输出端、超声波信号处理模块的输出端电连接的滤波放大模块；信号调理单元的信号输入端子作为同轴电缆输入端，特高频信号处理模块输入连接有若干有源的特高频传感器，超声波信号处理模块输入连接有无源的超声传感器。

一种手持式GIS局放巡检及定位装置，信号调理单元内置特高频信号处理模块、超声波信号处理模块及输入端分别与特高频信号处理模块的输出端、超声波信号处理模块的输出端电连接的滤波放大模块；信号调理单元的信号输入端子作为同轴电缆输入端，特高频信号处理模块输入连接有若干有源的特高频传感器，超声波信号处理模块输入连接有无源的超声传感器；滤波放大模块包括与特高频信号处理模块电连接的特高频信号滤波电路及与超声波信号处理模块电连接的超声信号滤波电路；信号调理单元输出端电连接数据处理单元输入端，以传送局放信息及时间差信息；信号调理单元电连接有数据显示单元。

作为上述技术方案的进一步改进：

信号调理单元通过同轴电缆同时处理3路特高频信号和1路超声信号，并将信号进行滤波、放大和检波，并计算相邻两路特高频信号到达的时间差，传输到数据处理单元，其中3路特高频信号滤波频带包含低频带、高频带和全频带三种频带范围；1路超声包含10KHz-80KHz、80KHz-200KHz两种频带范围。

特高频信号滤波电路包括模拟开关U41、U42，滤波器F1-F4；模拟开关U41、U42，滤波器F1-F4用于采集特高频信号的三种不同频带；

在模拟开关U41中，脚2接地，脚J1接入JIIIN对应的频带，J3接入J131N对应的频带，脚4、5分别接入控制信号V1、V2，脚6接入电压3.3V，脚7、8、10、12接地，脚9通过对应电阻接入JI2IN对应的频带，脚11通过RFC接口接数据处理单元；

在模拟开关U42中，脚2接地，脚J1接入JI2IN对应的频带，脚3通过串接形成二级滤波的滤波器F3、F4接J131N对应的频带，接入脚4、5分别接入控制信号V1、V2，脚6接入电压3.3V，脚7、8、10、12接地，脚9通过串接形成二级滤波的滤波器F1、F2接J111N对应的频带；

超声信号滤波电路包括作为频带选择开关的模拟开关U1、U2，电容C1-C10、电感L1-L10及电阻R1、R2；

模拟开关U1、U2，电容C1-C5、电感L1-L5及电阻R1，共同组成采集超声波信号的80KHz-200KHz频带；电容C6、C7、C8、C9、C10、电感L6、L7、L8、L9、L10和电阻R2共同组成了超声波信号的10KHz-80KHz频带；

电容C1-C5、电感L1-L5及电阻R1形成第一滤波单元；电容C6-C10、电感L6-L10及电阻R2形成第二滤波单元；

在模拟开关U1中，脚5接地，脚4接-5V且通过对应电容接地，脚13接+5V且通过对应电容接地，脚1、16分别接入对应的超声信号；

在模拟开关U2中，脚3、脚14分别接入对应的第一滤波单元及第二滤波单元；脚1、16分别通过通道BAND1、BAND0接数据处理单元。

本实用新型设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

附图说明

图1是本实用新型的手持式GIS局放巡检及定位装置示意图。

图2是本实用新型的GIS局放检测及定位装置原理图。

图3是本实用新型的图1变形的结构示意图。

图4是本实用新型的特高频信号滤波电路示意图。

图5是本实用新型的超声信号滤波电路示意图。

其中：1、按键；2、前壳；3、数据显示单元；4、板间连接单元；5、数据处理单元；6、信号调理单元；7、储能单元；8、后壳；9、前连接柱；10、卡合端脚槽；11、后凸起卡舌；12、下凹端面；13、屏幕安装口；14、前面卡槽；15、卡脚；16、卡口；17、定位通孔；18、侧卡槽；19、插接座；20、耳孔；21、定位孔柱；22、底连接孔；23、充电接口；24、定位凹槽；25、定位插脚。

具体实施方式

作为一实施例，本装置结构示意图如图1-5所示，包含扣合形成外壳体的前壳2及后壳8；在外壳体中安装有板间连接单元4，在板间连接单元4上安装有通过前壳2外露的数据显示单元3，在数据显示单元3上卡扣有按键1；在板间连接单元4上电连接有数据处理单元5、信号调理单元6及储能单元7；

作为一实施例，在前壳2上设置有屏幕安装口13，用于外露数据显示单元3；在屏幕安装口13下方设置有用于外露按键1的窗口，卡槽14用于按键和板间连接单元(4)连接；

在前壳2内壁上设置有若干前连接柱9，在后壳8上设置有对应底连接孔22，以便从底连接孔22外侧面插入螺栓与前连接柱9的中空螺孔连接；

在前壳2上端一角设置有卡合端脚槽10，在后壳8上端设置有下凹端面12，相对于前壳2与后壳8的外边缘，下凹端面12内陷设置；下凹端面12具有若干通孔，以露出信号调理单元6对应的接口；下凹端面12内陷设置，减少接口的外露出量。

下凹端面12一角具有后凸起卡舌11，后凸起卡舌11插入卡合端脚槽10，实现配合与方向识别，避免装错方向；

在数据显示单元3背面设置有若干卡脚15，在板间连接单元4具有与卡脚15卡接的卡口16；

在板间连接单元4上分布有若干定位通孔17及侧卡槽18；定位通孔17用于穿过与前连接柱9连接的螺栓；

在数据处理单元5上设置有插接座19，以与板间连接单元4对应接口插接；

在信号调理单元6上设置有穿过与前连接柱9连接的螺栓的耳孔20，在信号调理单元6上设置有定位孔柱21，在数据处理单元5上设置有与定位孔柱21连接的定位插脚25；

在后壳8上设置有下部壁设置有充电接口23及定位凹槽24。

作为一实施例，信号调理单元6内置特高频信号处理模块、超声波信号处理模块及输入端分别与特高频信号处理模块的输出端、超声波信号处理模块的输出端电连接的滤波放大模块；信号调理单元6的信号输入端子作为同轴电缆输入端，特高频信号处理模块输入连接有若干有源的特高频传感器，超声波信号处理模块输入连接有无源的超声传感器；

滤波放大模块包括与特高频信号处理模块电连接的特高频信号滤波电路及与超声波信号处理模块电连接的超声信号滤波电路；

信号调理单元6输出端电连接数据处理单元5输入端，以传送局放信息及时间差信息；信号调理单元6电连接有数据显示单元3；

特高频信号和超声信号经过信号调理单元6将对应信号进行滤波放大，并合理控制相应信号的滤波频带与增益。之后将处理后的信号传输给数据处理单元5，数据处理单元5同时数据进行处理、保存，并通过数据显示单元3将相应的信息显示出来，是信息更加直观的展现。板间连接单元4，用于将数据显示单元3和数据处理单元5电连接，构成一个整体，使装置更加稳固储能单元7为8.4V6400mAh的大容量锂电池，确保工作时间更长。前壳2和后壳8共同组成外壳用于固定各个模块，使装置更加牢靠，便于携带和使用。按键1用与操控装置使用，进行功能选择与测量保存等一系列操作，使装置使用更加人性化。

作为一实施例，其中信号调理单元6通过同轴电缆同时处理3路特高频信号和1路超声信号，并将信号进行滤波、放大和检波，并计算相邻两路特高频信号到达的时间差，然后，传输到数据处理单元5，其中3路特高频信号滤波频带包含低频带、高频带和全频带三种频带范围；1路超声包含10KHz-80KHz、80KHz-200KHz两种频带范围。

作为一实施例，如图4，特高频信号滤波电路包括模拟开关U41、U42,滤波器F1-F4；模拟开关U41、U42,滤波器F1-F4用于采集特高频信号的三种不同频带；

在模拟开关U41中，脚2接地，脚J1接入J111N对应的频带，J3接入J131N对应的频带，脚4、5分别接入控制信号V1、V2，脚6接入电压3.3V，脚7、8、10、12接地，脚9通过对应电阻接入J121N对应的频带，脚11通过RFC接口接数据处理单元5；

在模拟开关U42中，脚2接地，脚J1接入J121N对应的频带，脚3通过串接形成二级滤波的滤波器F3、F4接J131N对应的频带，接入脚4、5分别接入控制信号V1、V2，脚6接入电压3.3V，脚7、8、10、12接地，脚9通过串接形成二级滤波的滤波器F1、F2接J111N对应的频带；

作为一实施例，如图5，超声信号滤波电路包括作为频带选择开关的模拟开关U1、U2，电容C1-C10、电感L1-L10及电阻R1、R2；

模拟开关U1、U2，电容C1-C5、电感L1-L5及电阻R1，共同组成采集超声波信号的80KHz-200KHz频带；电容C6、C7、C8、C9、C10、电感L6、L7、L8、L9、L10和电阻R2共同组成了超声波信号的10KHz-80KHz频带；

电容C1-C5、电感L1-L5及电阻R1形成第一滤波单元；电容C6-C10、电感L6-L10及电阻R2形成第二滤波单元；

在模拟开关U1中，脚5接地，脚4接-5V且通过对应电容接地，脚13接+5V且通过对应电容接地，脚1、16分别接入对应的超声信号；

在模拟开关U2中，脚1、16分别通过通道BAND1、BAND0接数据处理单元5；脚3、脚14分别接入对应的第一滤波单元及第二滤波单元；

数据处理单元5型号是STM32F407高性能MCU

超声信号滤波电路包括模拟开关U1、U2；滤波器F1、F2、F3、F4共同组成了特高频信号的三种不同频带；超声信号滤波电路如图5，其中两个模拟开关U1、U2作为频带选择开关，电容C1、C2、C3、C4、C5、电感L1、L2、L3、L4、L5和电阻R1共同组成了超声波信号的80KHz-200KHz频带，电容C6、C7、C8、C9、C10、电感L6、L7、L8、L9、L10和电阻R2共同组成了超声波信号的10KHz-80KHz频带。

数据处理单元5将接收到的信号进行数字化处理，并根据信号处理单元6输入的时间差信号自动计算放电点位置，同时将相关数据进行存储，数据显示单元3显示放电波形、放电幅值、放电位置等相关信息。

本实用新型信号调理单元具有4路独立通道，包含3路特高频信号通道和1路超声波信号通道，其中特高频通道具有低频段、高频段和全频段三种频带可以选取；超声波通道具有10KHz-80KHz、80KHz-200KHz两种频带可以选择。本实用新型可以测量相邻两路特高频信号的时间差，可实现对GIS局部放电的位置定位。数据显示单元可以显示局放信号的PRPD图谱、PRPS图谱，波形幅值及故障点位置相关信息。

各个实施例可以合理组合或单独使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本实用新型的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

按键1，前壳2，数据显示单元3，板间连接单元4，数据处理单元5，信号调理单元6，储能单元7，后壳8，前连接柱9，卡合端脚槽10，后凸起卡舌11，下凹端面12，屏幕安装口13，前面卡槽14，卡脚15，卡口16，定位通孔17，侧卡槽18，插接座19，耳孔20，定位孔柱21，底连接孔22，底部卡槽23，定位凹槽24，定位插脚25，

本实用新型充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一列举。

Claims (7)

1.一种手持式GIS局放巡检及定位装置，其特征在于：包括扣合形成外壳体的前壳(2)及后壳(8)；在外壳体中安装有板间连接单元(4)，在板间连接单元(4)上安装有通过前壳(2)外露的数据显示单元(3)，在数据显示单元(3)上卡扣有按键(1)；在板间连接单元(4)上电连接有数据处理单元(5)、信号调理单元(6)及储能单元(7)。

2.根据权利要求1所述的手持式GIS局放巡检及定位装置，其特征在于：在前壳(2)上设置有屏幕安装口(13)，用于外露数据显示单元(3)；在屏幕安装口(13)下方设置有用于外露按键(1)的窗口，在窗口下部的设置有卡槽(14)用于按键(1)和板间连接单元(4)连接；

在前壳(2)内壁上设置有若干前连接柱(9)，在后壳(8)上设置有对应底连接孔(22)，以便从底连接孔(22)外侧面插入螺栓与前连接柱(9)的中空螺孔连接；

在前壳(2)上端一角设置有卡合端脚槽(10)，在后壳(8)上端设置有下凹端面(12)，相对于前壳(2)与后壳(8)的外边缘，下凹端面(12)内陷设置；下凹端面(12)具有若干通孔，以露出信号调理单元(6)对应的接口。

3.根据权利要求2所述的手持式GIS局放巡检及定位装置，其特征在于：下凹端面(12)一角具有后凸起卡舌(11)，后凸起卡舌(11)插入卡合端脚槽(10)；

在数据显示单元(3)背面设置有若干卡脚(15)，在板间连接单元(4)具有与卡脚(15)卡接的卡口(16)；

在板间连接单元(4)上分布有若干定位通孔(17)及侧卡槽(18)；定位通孔(17)用于穿过与前连接柱(9)连接的螺栓；

在数据处理单元(5)上设置有插接座(19)，以与板间连接单元(4)对应接口插接；

在信号调理单元(6)上设置有穿过与前连接柱(9)连接的螺栓的耳孔(20)，在信号调理单元(6)上设置有定位孔柱(21)，在数据处理单元(5)上设置有与定位孔柱(21)连接的定位插脚(25)；

在后壳(8)上设置有下部壁设置有充电接口(23)及定位凹槽(24)。

4.根据权利要求1所述的手持式GIS局放巡检及定位装置，其特征在于：信号调理单元(6)内置特高频信号处理模块、超声波信号处理模块及输入端分别与特高频信号处理模块的输出端、超声波信号处理模块的输出端电连接的滤波放大模块；信号调理单元(6)的信号输入端子作为同轴电缆输入端，特高频信号处理模块输入连接有若干有源的特高频传感器，超声波信号处理模块输入连接有无源的超声传感器。

5.一种手持式GIS局放巡检及定位装置，其特征在于：信号调理单元(6)内置特高频信号处理模块、超声波信号处理模块及输入端分别与特高频信号处理模块的输出端、超声波信号处理模块的输出端电连接的滤波放大模块；信号调理单元(6)的信号输入端子作为同轴电缆输入端，特高频信号处理模块输入连接有若干有源的特高频传感器，超声波信号处理模块输入连接有无源的超声传感器；滤波放大模块包括与特高频信号处理模块电连接的特高频信号滤波电路及与超声波信号处理模块电连接的超声信号滤波电路；信号调理单元(6)输出端电连接数据处理单元(5)输入端，以传送局放信息及时间差信息；信号调理单元(6)电连接有数据显示单元(3)。

6.根据权利要求5所述的手持式GIS局放巡检及定位装置，其特征在于：信号调理单元(6)通过同轴电缆同时接收处理3路特高频信号和1路超声信号，并将信号进行滤波、放大和检波，并计算相邻两路特高频信号到达的时间差,传输到数据处理单元(5)，其中3路特高频信号滤波频带包含低频带、高频带和全频带三种频带范围；1路超声包含10KHz-80KHz、80KHz-200KHz两种频带范围。

7.根据权利要求5所述的手持式GIS局放巡检及定位装置，其特征在于：特高频信号滤波电路包括模拟开关U41、U42,滤波器F1-F4；模拟开关U41、U42,滤波器F1-F4用于组成采集特高频信号的三种不同频带；

在模拟开关U41中，脚2接地，脚J1接入J111N对应的频带，J3接入J131N对应的频带，脚4、5分别接入控制信号V1、V2，脚6接入电压3.3V，脚7、8、10、12接地，脚9通过对应电阻接入JI2IN对应的频带，脚11通过RFC接口接信号处理单元；

在模拟开关U42中，脚2接地，脚J1接入JI2IN对应的频带，脚3通过串接形成二级滤波的滤波器F3、F4接J131N对应的频带，接入脚4、5分别接入控制信号V1、V2，脚6接入电压3.3V，脚7、8、10、12接地，脚9通过串接形成二级滤波的滤波器F1、F2接J111N对应的频带；

超声信号滤波电路包括作为频带选择开关的模拟开关U1、U2，电容C1-C10、电感L1-L10及电阻R1、R2；

模拟开关U1、U2，电容C1-C5、电感L1-L5及电阻R1，共同组成采集超声波信号的80KHz-200KHz频带；电容C6、C7、C8、C9、C10、电感L6、L7、L8、L9、L10和电阻R2共同组成了超声波信号的10KHz-80KHz频带；

电容C1-C5、电感L1-L5及电阻R1形成第一滤波单元；电容C6-C10、电感L6-L10及电阻R2形成第二滤波单元；

在模拟开关U1中，脚5接地，脚4接-5V且通过对应电容接地，脚13接+5V且通过对应电容接地，脚1、16分别接入对应的超声信号；

在模拟开关U2中，脚3、脚14分别接入对应的第一滤波单元及第二滤波单元；脚1、16分别通过通道BAND1、BAND0接数据处理单元(5)。

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