TWI479161B - 放電頻域感測裝置及使用其之油式變壓器線上放電診斷監測設備 - Google Patents

放電頻域感測裝置及使用其之油式變壓器線上放電診斷監測設備 Download PDF

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Description

放電頻域感測裝置及使用其之油式變壓器線上放電診斷 監測設備
本發明係關於一種放電頻域感測裝置，尤指一種適用於油式變壓器線上放電診斷監測設備的放電頻域感測裝置。
一般的超高頻(Ultra high frequency,UHF)感測裝置，其感測特性區域在數十赫茲到數千赫茲的頻域範圍，在量測上由於周圍環境的干擾以及頻域相近的關係而容易造成互相干擾。
例如，油式變壓器是屬於一種大型、封閉式運作的變壓器。由於是封閉式運作，油式變壓器的正常運作與否，亦或是異常訊號或故障的發生，皆關係到整組機件以及周圍環境的安全性問題，在運作期間人員無法由外觀判斷油式變壓器是否異常或是將其打開以監測油式變壓器是否故障，亦無法透過人員進行長時間的監測。
因此，有鑑於此，本案發明人開發出之放電頻域感測裝置及使用其之油式變壓器線上放電診斷監測設 備，是一種非侵入性、可安裝於變壓器外部、移動性高且不影響其運轉、可監測、可立即觀看示波器紀錄並分析波形，可以根據油式變壓器放電特性所產生的訊號判斷是否正常、可有效量測及定義放電異常訊號的一種放電頻域感測裝置及使用其之油式變壓器線上放電診斷監測設備。
本發明之主要目的係在提供一種放電頻域感測裝置，包括：一感測器，用以感測一異常放電訊號；一接收器，連接該感測器以接收該異常放電訊號；以及一訊號強度指示器，連接該接收器以顯示該異常放電訊號；其中，該感測器包含二根單極天線及一根迴路天線，該二根單極天線及該根迴路天線的第一端相連接，該二根單極天線的第二端空接，該根迴路天線的第一端及第二端連接該接收器。
此外，該感測器係為一超高頻感測器。
再者，該感測器的感測頻率範圍在10MHz~1GHz。
另外，該接收器發送給該訊號強度指示器的該異常放電訊號係一類比訊號。
此外，該訊號強度指示器係一示波器。
另外，該感測器的反射損失係-35dB。
再者，該感測器的敏感度係-85dBm。
此外，該單極天線或迴路天線係由漆包線纏繞鐵心而成。
本發明之另一目的係在提供一種油式變壓器線上放電診斷監測設備，包含：一第一放電頻域感測裝置，係貼附於一油式變壓器之接地線，用以感測該油式變壓器外殼及鐵心對地異常放電；一第二放電頻域感測裝置，係貼附於該油式變壓器內之第一短路線圈之延伸接地線，用以感測該油式變壓器線圈對地異常放電；以及一電源，係連接該油式變壓器內之第二短路線圈以提供一電源；其中，每一該第一及第二放電頻域感測裝置包括：一感測器，用以感測一異常放電訊號；一接收器，連接該感測器以接收該異常放電訊號；以及一訊號強度指示器，連接該接收器以顯示該異常放電訊號；其中，該感測器包含二根單極天線及一根迴路天線，該二根單極天線及該根迴路天線的第一端相連接，該二根單極天線的第二端空接，該根迴路天線的第一端及第二端連接該接收器。
藉此，本發明之放電頻域感測裝置及使用其之油式變壓器線上放電診斷監測設備可透過該放電頻域感測裝置對油式變壓器的放電異常進行診斷，經由該放電頻域感測裝置感測油式變壓器的放電異常而導致的洩漏或擾動進行量測與測試，並且透過單極天線及迴路天線的結合，提升感測頻寬範圍以及凸顯油式變壓器的放電異常的響應特性，以有效檢測油式變壓器的正常運作與否。
以上概述與接下來的詳細說明皆為示範性質是為了進一步說明本發明的申請專利範圍。而有關本發明的其他目的與優點，將在後續的說明與圖示加以闡述。
1,5,6‧‧‧感測器
2‧‧‧接收器
3‧‧‧訊號強度指示器
4‧‧‧油式變壓器
7‧‧‧電源
8,10‧‧‧短路線圈
9,13‧‧‧鐵心
11‧‧‧單極天線
12‧‧‧迴路天線
14‧‧‧漆包線
111,121‧‧‧第一端
112,122‧‧‧第二端
圖1係本發明放電頻域感測裝置之示意圖。
圖2係本發明感測器之結構示意圖。
圖3係本發明油式變壓器線上放電診斷監測設備之示意圖。
請參閱圖1，其為本發明放電頻域感測裝置之示意圖，此放電頻域感測裝置包括：一感測器1、一接收器2及一訊號強度指示器3，上述感測器1用以感測一異常放電訊號，其可為一超高頻感測器且其感測頻率範圍在10MHz~1GHz、反射損失係-35dB、敏感度係-85dBm，上述接收器2連接上述感測器1以接收上述異常放電訊號，上述訊號強度指示器3連接上述接收器2以顯示上述異常放電訊號，其中，上述接收器2發送給上述訊號強度指示器3的上述異常放電訊號為一類比訊號，而上述訊號強度指示器3可為一示波器。
請一併參閱圖2，其為本發明感測器之結構示意圖，上述感測器1包含二根單極天線11及一根迴路天線12，上述單極天線11或迴路天線12可由漆包線14纏繞鐵心13而成，上述二根單極天線11之第一端111及上述迴路天線12的第一端121相連接，上述二根單極天線11的第二端112空接，上述迴路天線12的第一端121及第二端122連接上述接收器2，據此單極天線11與迴路天線12之整 合，可獲致感測頻率範圍在10MHz~1GHz、反射損失為-35dB、敏感度為-85dBm之天線特性，故能大幅提升頻寬範圍為廣域帶型，於油式、乾式變壓器、氣體絕緣變電所(GIS)等電力設施之放電偵測時具有最佳頻域區間，而對放電之特徵度可得到最佳響應，因而適用為本發明之超高頻感測器。
請參閱圖3，其為使用本發明放電頻域感測裝置之油式變壓器線上放電診斷監測設備之示意圖，其中，此油式變壓器線上放電診斷監測設備包含：一第一放電頻域感測裝置6、一第二放電頻域感測裝置5、以及一電源7，上述第一放電頻域感測裝置6係貼附於一油式變壓器4之接地線，而此接地線連接上述油式變壓器4之外殼及鐵心9以使上述第一放電頻域感測裝置6用以感測油式變壓器外殼及鐵心9對地異常放電與否，上述第二放電頻域感測裝置5係貼附於上述油式變壓器4內之短路線圈8之延伸接地線，以使上述第二放電頻域感測裝置5用以感測油式變壓器線圈對地異常放電與否，上述電源7連接上述油式變壓器4內之短路線圈10以提供一電源。當上述第一放電頻域感測裝置6感測到異常放電訊號時，則表示上述油式變壓器外殼及鐵心9對地異常放電，當上述第二放電頻域感測裝置5感測到異常放電訊號時，則表示上述油式變壓器線圈對地異常放電。如此，可透過本發明油式變壓器線上放電診斷監測設備判斷上述油式變壓器4是否正常運作並找出上述油式變壓器4異常放電訊號及異常放電部件，例 如當第一放電頻域感測裝置6感測到異常放電訊號而第二放電頻域感測裝置5沒有感測到異常放電訊號時，即可判讀為主絕緣耐壓不足，反之，當第二放電頻域感測裝置5感測到異常放電訊號而第一放電頻域感測裝置6沒有感測到異常放電訊號時，則可判讀為引線或除主絕緣外對地絕緣耐壓不足。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
1‧‧‧感測器
2‧‧‧接收器
3‧‧‧訊號強度指示器
11‧‧‧單極天線
12‧‧‧迴路天線

Claims (10)

  1. 一種放電頻域感測裝置，包括：一感測器，用以感測一異常放電訊號；一接收器，連接該感測器以接收該異常放電訊號；以及一訊號強度指示器，連接該接收器以顯示該異常放電訊號；其中，該感測器包含二根單極天線及一根迴路天線，該二根單極天線及該根迴路天線的第一端相連接，該二根單極天線的第二端空接，該根迴路天線的第一端及第二端連接該接收器。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之感測裝置，其中，該感測器係為一超高頻感測器。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之感測裝置，其中，該感測器的感測頻率範圍在10MHz~1GHz。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之感測裝置，其中，該接收器發送給該訊號強度指示器的該異常放電訊號係一類比訊號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之感測裝置，其中，該訊號強度指示器係一示波器。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之感測裝置，其中，該感測器的反射損失係-35dB。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之感測裝置，其中，該感測器的敏感度係-85dBm。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之感測裝置，其中，該單極天線或迴路天線係由漆包線纏繞鐵心而成。
  9. 一種油式變壓器線上放電診斷監測設備，包含：一第一放電頻域感測裝置，係貼附於一油式變壓器之接地線，用以感測該油式變壓器外殼及鐵心對地異常放電；一第二放電頻域感測裝置，係貼附於該油式變壓器內之第一短路線圈之延伸接地線，用以感測該油式變壓器線圈對地異常放電；以及一電源，係連接該油式變壓器內之第二短路線圈以提供一電源；其中，該第一及第二放電頻域感測裝置分別包括：一感測器，用以感測一異常放電訊號；一接收器，連接該感測器以接收該異常放電訊號；以及一訊號強度指示器，連接該接收器以顯示該異常放電訊號；其中，該感測器包含二根單極天線及一根迴路天線，該二根單極天線及該根迴路天線的第一端相連接，該二根單極天線的第二端空接，該根迴路天線的第一端及第二端連接該接收器。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之油式變壓器線上放電診斷監測設備，其中，該感測器係為一超高頻感測器。
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