CN221100941U - 一种高压开关柜局部放电监测传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种高压开关柜局部放电监测传感器，涉及高压开关柜局部放电检测技术领域，包括：侧壁、屏蔽隔板、密封板、天线隔离层、对数天线板和特高频信号处理电路板；侧壁的顶部设置密封板；侧壁的底部设置天线隔离层；侧壁、密封板和天线隔离层形成密闭腔体；屏蔽隔板设置在密闭腔体的内部，将密闭腔体分隔为两个腔体；其中，密封板、侧壁和屏蔽隔板形成第一腔体；天线隔离层、侧壁和屏蔽隔板形成第二腔体；特高频信号处理电路板位于第一腔体内；对数天线板位于第二腔体内；特高频信号处理电路板与对数天线板连接。本实用新型解决了特高频放电信号传输过程中的衰减问题，避免了外界无关信号的干扰，提高了传感器的信噪比。
Description
技术领域
本实用新型涉及高压开关柜局部放电检测技术领域，特别是涉及一种高压开关柜局部放电监测传感器。
背景技术
高压开关柜是配电系统的主设备之一，其运行状态对配电系统的可靠性具有重大的影响。配电网中高压开关柜类设备故障的发生，带来的后果是十分严重的，其直接的危害是被电气设备所保护的线路、设备受损，并造成电量损失；间接的危害则造成用户大面积停电，降低供电可靠性。配电系统中的高压开关柜，其绝缘材料长期处于高温、高压、振动、油污和潮湿的环境，从而导致绝缘性能恶化效应较为显著，而局部放电是造成高压开关柜绝缘故障的主要原因，也是绝缘劣化的重要征兆。因此，长时间监测高压开关柜内局部放电情况，对于及时排除设备缺陷、提高供电可靠性具有重要意义。
现有监测高压开关柜内局部放电的方法一般是通过传感器采集特高频放电信号，再利用信号处理装置对特殊传感器采集的特高频放电信号进行分析处理后，通过显示装置生成图像信息，操作人员通过观察图像信息的分布情况判断高压开关柜是否发生故障。由于特高频放电信号的频率高、信号衰减大，不适宜长距离的传输，所以当传感器与信号处理装置之间的距离过远时，容易造成特高频放电信号衰减的问题。其次，由于高压开关柜的电磁屏蔽效果较差，同时特高频放电信号在经过导线传输的过程中容易受到无关信号的干扰，从而导致传感器的信噪比较低。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种高压开关柜局部放电监测传感器，解决了特高频放电信号传输过程中的衰减问题，避免了外界无关信号的干扰，提高了传感器的信噪比。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
本实用新型提供了一种高压开关柜局部放电监测传感器，包括：侧壁、屏蔽隔板、密封板、天线隔离层、对数天线板和特高频信号处理电路板；
所述侧壁的顶部设置所述密封板；所述侧壁的底部设置所述天线隔离层；所述侧壁、所述密封板和所述天线隔离层形成密闭腔体；所述屏蔽隔板设置在所述密闭腔体的内部，将所述密闭腔体分隔为两个腔体；其中，所述密封板、所述侧壁和所述屏蔽隔板形成第一腔体；所述天线隔离层、所述侧壁和所述屏蔽隔板形成第二腔体；
所述特高频信号处理电路板位于所述第一腔体内；所述对数天线板位于所述第二腔体内；所述特高频信号处理电路板与所述对数天线板连接；
所述对数天线板用于接收高压开关柜释放的特高频放电信号；
所述特高频信号处理电路板用于根据所述特高频放电信号，产生高压开关柜局部放电监测信号。
可选地，所述高压开关柜局部放电监测传感器还包括：指示灯、通讯接口和供电接口；
所述指示灯设置在所述特高频信号处理电路板上；所述通讯接口和所述供电接口设置在所述侧壁上；所述指示灯、所述通讯接口和所述供电接口分别与所述特高频信号处理电路板连接；
所述指示灯用于根据所述高压开关柜局部放电监测信号显示预警灯光。
可选地，所述特高频信号处理电路板通过螺钉固定在所述屏蔽隔板上；所述特高频信号处理电路板、所述侧壁和所述屏蔽隔板形成第三腔体。
可选地，所述高压开关柜局部放电监测传感器还包括：第一导光柱和第二导光柱；
所述第一导光柱用于在所述密封板的外侧显示所述预警灯光；所述第二导光柱用于在所述天线隔离层的外侧显示所述预警灯光。
可选地，所述密封板开设有第一灯光显示孔；所述天线隔离层开设有第二灯光显示孔；
所述第一导光柱位于所述第一灯光显示孔处；所述第二导光柱位于所述第二灯光显示孔处。
可选地，所述对数天线板为玻纤布基覆铜板制作的超宽带对数微波接收天线；所述天线隔离层的材料为防水环氧树脂胶。
可选地，所述对数天线板与所述屏蔽隔板的距离大于或等于250mm；所述对数天线板与所述第二腔体底部的距离大于25mm。
可选地，所述特高频信号处理电路板通过半钢电缆与所述对数天线板连接。
可选地，所述特高频信号处理电路板采用24V的交流电源供电。
可选地，所述通讯接口为RS485串口。
根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：
本实用新型提供的一种高压开关柜局部放电监测传感器，将对数天线板与特高频信号处理电路板共同设置在具有密闭腔体的传感器内，大大减小了特高频放电信号的传输距离，避免了特高频放电信号传输过程中的衰减问题。同时，第一腔体的设计，有效地避免了特高频信号处理电路板在信号处理的过程中无关信号的干扰；第二腔体的设计，也有效地避免了对数天线板接收和传输特高频放电信号的过程中无关信号的干扰，进一步提高了传感器的信噪比。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种高压开关柜局部放电监测传感器的剖面图；
图2为本实用新型实施例提供的一种高压开关柜局部放电监测传感器的侧视图；
图3为本实用新型实施例提供的一种高压开关柜局部放电监测传感器的俯视图。
符号说明：
侧壁-1，屏蔽隔板-2，密封板-3，天线隔离层-4，对数天线板-5，特高频信号处理电路板-6，指示灯-7，通讯接口-8，供电接口-9。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的目的是提供一种高压开关柜局部放电监测传感器，解决了特高频放电信号传输过程中的衰减问题，避免了外界无关信号的干扰，提高了传感器的信噪比。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1示出了一种高压开关柜局部放电监测传感器的剖面图，下面对该传感器的各组成部分进行详细介绍。
参见图1，高压开关柜局部放电监测传感器，包括：侧壁1、屏蔽隔板2、密封板3、天线隔离层4、对数天线板5和特高频信号处理电路板6。
侧壁1的顶部设置有密封板3，侧壁1的底部设置有天线隔离层4，侧壁1、密封板3和天线隔离层4形成密闭腔体。屏蔽隔板2设置在密闭腔体的内部，将密闭腔体分隔为两个腔体。其中，侧壁1、屏蔽隔板2和密封板3形成第一腔体，侧壁1、屏蔽隔板2和天线隔离层4形成第二腔体。
在一个示例中，侧壁1、屏蔽隔板2和密封板3的材料种类包括但不限于：碳纤维、绝缘树脂、增强塑料和高密度板。天线隔离层4的材料为防水环氧树脂胶。
在另一个示例中，屏蔽隔板2位于侧壁1的中间部位，侧壁1与屏蔽隔板2为一体成型结构。密封板3通过螺钉固定在侧壁1的顶部，将侧壁1的顶部密封，天线隔离层4通过防水环氧树脂胶材料，将侧壁1的底部密封。
特高频信号处理电路板6位于第一腔体内，第一腔体的密闭空间能够避免特高频放电信号分析处理的过程中，其他无关信号的干扰导致特高频信号处理电路板6处理结果偏差的问题。对数天线板5位于第二腔体内，第二腔体的设计能够避免对数天线板5接收特高频放电信号以及特高频放电信号传输过程中其他无关信号的干扰，保证特高频放电信号的有效性。此外，特高频信号处理电路板6通过半钢电缆与对数天线板5连接，半钢电缆能够减少特高频放电信号的衰减，抑制噪声。特高频信号处理电路板6通过螺钉固定在屏蔽隔板2上，使得侧壁1、屏蔽隔板2和特高频信号处理电路板6形成第三腔体。其中，第三腔体的设计又将第一腔体划分为两个独立的密闭空间，使得特高频信号处理电路板6完全处于两个独立的密闭空间，保证了特高频信号处理电路板6在信号分析处理的过程中不会有其他无关信号的干扰，提高了信号分析处理的高效性和准确性。
在一个示例中，第一腔体的侧壁1并不是一个平整的壁面，而是在距离屏蔽隔板2一定高度上设置有凸出平台，凸出平台用于支撑和固定特高频信号处理电路板6，使其与屏蔽隔板2之间存在一定空隙(该空隙为第三腔体)。特高频信号处理电路板6通过螺钉分别固定在凸出平台和屏蔽隔板2上。
在另一个示例中，对数天线板5为玻纤布基覆铜板制作的超宽带对数微波接收天线。对数天线板5与屏蔽隔板2的距离大于或等于250mm，对数天线板5与第二腔体底部的距离大于25mm。天线隔离层4用于保护对数天线板5不受损坏。
进一步地，对数天线板5用于接收高压开关柜释放的特高频放电信号。其中，特高频放电信号的频率范围为300MHz—1500MHz。特高频信号处理电路板6用于根据特高频放电信号，产生高压开关柜局部放电监测信号。
图2示出了一种高压开关柜局部放电监测传感器的侧视图，图3示出了一种高压开关柜局部放电监测传感器的俯视图。
参见图2和图3，上述高压开关柜局部放电监测传感器，还包括：指示灯7、通讯接口8和供电接口9。指示灯7设置在特高频信号处理电路板6上，通讯接口8和供电接口9设置在侧壁1上，指示灯7、通讯接口8和供电接口9分别与特高频信号处理电路板6连接。
指示灯7用于根据高压开关柜局部放电监测信号显示预警灯光。通讯接口8用于将特高频信号处理电路板6产生的高压开关柜局部放电监测信号传输至外部显示装置，外部显示装置根据高压开关柜局部放电监测信号生成对应的监测图像，使用人员根据监测图像观察高压开关柜的局部放电情况。供电接口9用于为特高频信号处理电路板6提供24V的交流电源。
在一个示例中，指示灯7的灯光颜色分为红色和绿色。其中，当指示灯7显示红色时，高压开关柜的局部放电异常；当指示灯7显示绿色时，高压开关柜的工作正常。
在另一个示例中，通讯接口8为RS485串口，通讯接口8和供电接口9设置在靠近指示灯7一侧的侧壁1的外部，且设置在侧壁1上的通讯接口8和供电接口9处于同一水平线上。
进一步地，上述高压开关柜局部放电监测传感器还包括：第一导光柱和第二导光柱。第一导光柱用于在密封板3的外侧显示预警灯光，第二导光柱用于在天线隔离层4的外侧显示预警灯光。更进一步地，密封板3开设有第一灯光显示孔，天线隔离层4开设有第二灯光显示孔。第一导光柱位于第一灯光显示孔处，第二导光柱位于第二灯光显示孔处。
在一个示例中，第一导光柱的一端固定在指示灯7处，第一导光柱的另一端固定在第一灯光显示孔处；第二导光柱的一端固定在指示灯7处，第二导光柱的另一端固定在第二灯光显示孔处。通过第一导光柱和第二导光柱的设置，分别将光信号引出至高压开关柜局部放电监测传感器的顶部表面和底部表面，方便两面观察。
此外，在高压开关柜局部放电监测传感器的侧壁1上还设置有固定螺纹孔，固定螺纹孔用于将该传感器固定在高压开关柜上。由于该传感器的上下表面均设置有灯光显示孔，所以无论该传感器如何放置，使用人员都能清楚地观察到指示灯7的预警灯光。
上述高压开关柜局部放电监测传感器的工作原理为：特高频放电信号经过对数天线板5接收之后，通过专用射频同轴连接器传输至特高频信号处理电路板6，特高频信号处理电路板6对特高频放电信号进行滤波处理，去除固定频率的干扰信号，再经过放大处理，将微弱电磁波信号放大，进入峰值保持电路进行降频处理，降频处理之后的信号进入模数转换器，将模拟电磁波信号转换成数字信号，数字信号经过相位分析及幅值计算后通过通讯接口8传输至后台数据中心，同时通过该传感器上的指示灯7显示当前预警灯光。
本实用新型提供的一种高压开关柜局部放电监测传感器。通过将特高频信号处理电路板6与对数天线板5集成一体，解决了特高频放电信号长距离传输衰减问题，提高了传感器的灵敏度。同时，通过引入同步采集信号，应用放电相位相关分析，实现对干扰信号的抑制，提高了传感器的信噪比。该传感器可以安装在高压开关柜的内部或外部，对于高压开关柜局部放电监测具有干扰小、灵敏度高和安装灵活的优点，监测结果更准确、精度更高。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (10)
1.一种高压开关柜局部放电监测传感器，其特征在于，包括：侧壁、屏蔽隔板、密封板、天线隔离层、对数天线板和特高频信号处理电路板；
所述侧壁的顶部设置所述密封板；所述侧壁的底部设置所述天线隔离层；所述侧壁、所述密封板和所述天线隔离层形成密闭腔体；所述屏蔽隔板设置在所述密闭腔体的内部，将所述密闭腔体分隔为两个腔体；其中，所述密封板、所述侧壁和所述屏蔽隔板形成第一腔体；所述天线隔离层、所述侧壁和所述屏蔽隔板形成第二腔体；
所述特高频信号处理电路板位于所述第一腔体内；所述对数天线板位于所述第二腔体内；所述特高频信号处理电路板与所述对数天线板连接；
所述对数天线板用于接收高压开关柜释放的特高频放电信号；
所述特高频信号处理电路板用于根据所述特高频放电信号，产生高压开关柜局部放电监测信号。
2.根据权利要求1所述的一种高压开关柜局部放电监测传感器，其特征在于，还包括：指示灯、通讯接口和供电接口；
所述指示灯设置在所述特高频信号处理电路板上；所述通讯接口和所述供电接口设置在所述侧壁上；所述指示灯、所述通讯接口和所述供电接口分别与所述特高频信号处理电路板连接；
所述指示灯用于根据所述高压开关柜局部放电监测信号显示预警灯光。
3.根据权利要求1所述的一种高压开关柜局部放电监测传感器，其特征在于，所述特高频信号处理电路板通过螺钉固定在所述屏蔽隔板上；所述特高频信号处理电路板、所述侧壁和所述屏蔽隔板形成第三腔体。
4.根据权利要求2所述的一种高压开关柜局部放电监测传感器，其特征在于，还包括：第一导光柱和第二导光柱；
所述第一导光柱用于在所述密封板的外侧显示所述预警灯光；所述第二导光柱用于在所述天线隔离层的外侧显示所述预警灯光。
5.根据权利要求4所述的一种高压开关柜局部放电监测传感器，其特征在于，所述密封板开设有第一灯光显示孔；所述天线隔离层开设有第二灯光显示孔；
所述第一导光柱位于所述第一灯光显示孔处；所述第二导光柱位于所述第二灯光显示孔处。
6.根据权利要求1所述的一种高压开关柜局部放电监测传感器，其特征在于，所述对数天线板为玻纤布基覆铜板制作的超宽带对数微波接收天线；所述天线隔离层的材料为防水环氧树脂胶。
7.根据权利要求1所述的一种高压开关柜局部放电监测传感器，其特征在于，所述对数天线板与所述屏蔽隔板的距离大于或等于250mm；所述对数天线板与所述第二腔体底部的距离大于25mm。
8.根据权利要求1所述的一种高压开关柜局部放电监测传感器，其特征在于，所述特高频信号处理电路板通过半钢电缆与所述对数天线板连接。
9.根据权利要求1所述的一种高压开关柜局部放电监测传感器，其特征在于，所述特高频信号处理电路板采用24V的交流电源供电。
10.根据权利要求2所述的一种高压开关柜局部放电监测传感器，其特征在于，所述通讯接口为RS485串口。
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN221100941U true CN221100941U (zh) | 2024-06-07 |
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