沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器的制造方法
【專利摘要】一種沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器，包括：信號處理器以及與其電連接的同步采集觸發(fā)天線、局部放電特高頻檢測天線、無線信號發(fā)射天線，同步采集觸發(fā)天線接收沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生沖擊電壓球隙動作時的高頻脈沖信號，該脈沖信號觸發(fā)局部放電特高頻檢測天線接收沖擊電壓下組合電器內(nèi)部所產(chǎn)生的局部放電特高頻信號，該局部放電特高頻信號經(jīng)所述信號處理器進(jìn)行數(shù)字化處理后由無線信號發(fā)射天線進(jìn)行無線發(fā)射。本發(fā)明實施例的傳感器利用特高頻信號進(jìn)行沖擊電壓下局部放電的檢測，可以有效的利用特高頻信號的強(qiáng)抗干擾性能，且采用無線傳輸?shù)男问?，大大減小了現(xiàn)場的布線工作量，提高了現(xiàn)場工作效率和檢測的準(zhǔn)確程度。
【專利說明】沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣設(shè)備局部放電試驗【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]封閉式氣體絕緣組合電器(Gas Insulated Switchgear, GIS)因其具有占地面積小、良好的絕緣性能而在電網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于其全封閉的結(jié)構(gòu)特點，一旦出現(xiàn)事故，造成的后果比分離敞開式設(shè)備嚴(yán)重得多，其故障修復(fù)尤為復(fù)雜。
[0003]局部放電通常被認(rèn)為是絕緣事故的前兆，局部放電的出現(xiàn)往往說明組合電器存在安裝、制造、甚至設(shè)計方面的缺陷。組合電器內(nèi)部局部放電持續(xù)發(fā)展容易引發(fā)絕緣擊穿故障，因而出現(xiàn)停電事故，給國民經(jīng)濟(jì)造成損失，所以對組合電器的局部放電進(jìn)行檢測就顯得尤為重要，局部放電檢測對于組合電器絕緣事故的及早發(fā)現(xiàn)及處理具有重要意義。
[0004]現(xiàn)場進(jìn)行組合電器沖擊電壓試驗已經(jīng)在國內(nèi)得到了應(yīng)用，在進(jìn)行沖擊電壓試驗的同時進(jìn)行局部放電的測量對于組合電器內(nèi)微小缺陷的檢測具有重要意義。沖擊電壓下局部放電的檢測目前多采用脈沖電流法，通過在接地線上套接高頻電流傳感器進(jìn)行局放信號的檢測，但脈沖電流法在現(xiàn)場應(yīng)用時抗干擾性能差，往往受到現(xiàn)場大量的干擾而無法得到準(zhǔn)確的信號。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，本發(fā)明的目的在于提供一種沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器，可在組合電器現(xiàn)場沖擊電壓下進(jìn)行局部放電檢測，提高沖擊電壓下局部放電檢測的準(zhǔn)確程度。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實施例采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器，包括:信號處理器以及與所述信號處理器電連接的同步采集觸發(fā)天線、局部放電特高頻檢測天線、無線信號發(fā)射天線，所述同步采集觸發(fā)天線接收沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生沖擊電壓球隙動作時的高頻脈沖信號，該脈沖信號作為所述局部放電特高頻檢測天線的同步采集信號，觸發(fā)所述局部放電特高頻檢測天線進(jìn)行信號的傳感，所述局部放電特高頻檢測天線接收沖擊電壓下組合電器內(nèi)部所產(chǎn)生的局部放電特高頻信號，該局部放電特高頻信號經(jīng)所述信號處理器進(jìn)行數(shù)字化處理后由所述無線信號發(fā)射天線進(jìn)行無線發(fā)射。
[0008]基于本發(fā)明實施例的沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器，設(shè)置有同步采集觸發(fā)天線、局部放電特高頻檢測天線、無線信號發(fā)射天線，同步采集觸發(fā)天線接收沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生沖擊電壓時球隙動作向空間福射出的脈沖信號，該脈沖信號作為局部放電特高頻檢測天線的同步采集信號，局部放電特高頻檢測天線接收沖擊電壓下組合電器內(nèi)部所產(chǎn)生的局部放電特高頻信號，無線信號發(fā)射天線將信號處理器數(shù)字化之后的局部放電特高頻信號進(jìn)行無線發(fā)射，其利用特高頻信號進(jìn)行沖擊電壓下局部放電的檢測，可以有效的利用特高頻信號的強(qiáng)抗干擾性能，且采用無線傳輸?shù)男问?，大大減小了現(xiàn)場的布線工作量，提高了現(xiàn)場工作效率和檢測的準(zhǔn)確程度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是一個具體示例中信號處理器的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0011]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0012]圖1中示出了本發(fā)明的沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實施例中的傳感器包括有:同步采集觸發(fā)天線1、局部放電特高頻檢測天線2、無線信號發(fā)射天線3、信號處理器5。
[0013]如圖1所示，工作時，同步采集觸發(fā)天線I接收沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生沖擊電壓球隙動作時的高頻脈沖信號，該脈沖信號作為局部放電特高頻檢測天線2的同步采集信號，觸發(fā)局部放電特高頻檢測天線2進(jìn)行信號的傳感，局部放電特高頻檢測天線2接收沖擊電壓下組合電器內(nèi)部所產(chǎn)生的局部放電特高頻信號，該局部放電特高頻信號經(jīng)信號處理器5進(jìn)行數(shù)字化處理后由無線信號發(fā)射天線3無線發(fā)射出去。
[0014]從而可以據(jù)此利用特高頻信號進(jìn)行沖擊電壓下局部放電的檢測，可以有效的利用特高頻信號的強(qiáng)抗干擾性能，且采用無線傳輸?shù)男问?，大大減小了現(xiàn)場的布線工作量，提高了現(xiàn)場工作效率和檢測的準(zhǔn)確程度。
[0015]如圖1所示，該實施例提供的傳感器中，還可以包括有金屬外殼6，信號處理器5設(shè)置在金屬外殼6內(nèi)，同步采集觸發(fā)天線I設(shè)置在金屬外殼6表面的一側(cè)，無線信號發(fā)射天線3設(shè)置在金屬外殼6的上述表面的另一側(cè)，局部放電特高頻檢測天線2設(shè)置在金屬外殼6的上述表面的相對面的內(nèi)表面，同步采集觸發(fā)天線1、局部放電特高頻檢測天線2、無線信號發(fā)射天線3與信號處理器5電連接。其中，同步采集觸發(fā)天線1、無線信號發(fā)射天線3可以以貫穿金屬外殼6的方式設(shè)置，局部放電特高頻檢測天線2可設(shè)置在金屬外殼內(nèi)部、以緊貼金屬外殼6內(nèi)表面的方式設(shè)置。且該沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器可以為一體化設(shè)計，以使結(jié)構(gòu)更緊湊。
[0016]結(jié)合圖1所示的傳感器的示例，現(xiàn)場進(jìn)行組合電器沖擊電壓試驗時，將本發(fā)明的沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器的局部放電特高頻檢測天線2 —側(cè)緊貼在組合電器盆式絕緣子上，進(jìn)行沖擊電壓下局部放電信號的測量。沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生沖擊電壓時，發(fā)生器的球隙會動作，向整個空間輻射高頻脈沖信號，同步采集觸發(fā)天線I接收到此脈沖信號后作為局部放電特高頻檢測天線2的同步采集信號(觸發(fā)信號)，觸發(fā)局部放電特高頻檢測天線2進(jìn)行信號的傳感，局部放電特高頻檢測天線2接收沖擊電壓下組合電器內(nèi)部所產(chǎn)生的局部放電特高頻信號，該局部放電特高頻信號經(jīng)信號處理器5進(jìn)行數(shù)字化處理，無線信號發(fā)射天線3將信號處理器5數(shù)字化之后的局部放電特高頻信號進(jìn)行無線發(fā)射。從而是單獨采用兩根天線，來分別接收沖擊電壓時球隙動作向空間輻射出的脈沖信息(由同步采集觸發(fā)天線I接收)和沖擊電壓下組合電器內(nèi)部所產(chǎn)生的局部放電特高頻信號(由局部放電特高頻檢測天線2接收)。
[0017]如圖1所示，本實施例中的傳感器還可以包括有一個以上的環(huán)氧絕緣4，同步采集觸發(fā)天線1、局部放電特高頻檢測天線2、無線信號發(fā)射天線3與金屬外殼6通過環(huán)氧絕緣4進(jìn)行絕緣，以提高絕緣性能。
[0018]其中，在采用多個本發(fā)明實施例的傳感器同時進(jìn)行測量時，同步采集觸發(fā)天線I接收到的上述脈沖信號還可以作為同步信號同時觸發(fā)多個本發(fā)明實施例的傳感器進(jìn)行局部放電特高頻信號的傳感。其中，本發(fā)明實施例中的局部放電特高頻檢測天線2可以采用小型化雙螺旋阿基米德天線，帶寬可設(shè)計為300MHz (兆赫茲)?3GHz (吉赫茲)，局部放電特高頻檢測天線2測量到的信號送入信號處理器5進(jìn)行數(shù)字化處理。信號處理器5對局部放電特高頻信號進(jìn)行數(shù)字化處理的方式可以采用現(xiàn)有技術(shù)中已有的方式進(jìn)行。
[0019]圖2中示出了一個具體示例中的信號處理器5的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，在該示例中，該信號處理器5包括有信號調(diào)理模塊51、信號采集模塊52、信號存儲模塊53、信號發(fā)射模塊54，還包括有電池供電模塊50，由電池供電模塊50為信號調(diào)理模塊51、信號采集模塊52、信號存儲模塊53、信號發(fā)射模塊54提供電源供應(yīng)。
[0020]其中，信號調(diào)理模塊51，用于對局部放電特高頻檢測天線2檢測到的局部放電特高頻信號進(jìn)行取包絡(luò)線處理，得到降頻后的局部放電信號；
[0021]信號采集模塊52，用于對降頻后的局部放電信號進(jìn)行采集，并將采集到的信號存儲到信號存儲模塊53 ；
[0022]信號發(fā)射模塊54，用于從信號存儲模塊53讀取信號，并將該信號通過無線信號發(fā)射天線3發(fā)射出去。
[0023]工作時，信號調(diào)理模塊51對局部放電特高頻檢測天線2檢測到的局部放電特高頻信號進(jìn)行調(diào)理，對局部放電特高頻信號取包絡(luò)線處理，得到降頻后的局部放電信號，信號采集模塊52對降頻后的局部放電信號進(jìn)行采集，可采用10MHz的采樣率進(jìn)行采集，并將采集到的信號存儲到信號存儲模塊53，信號發(fā)射模塊54將信號存儲模塊53存儲的信號通過無線信號發(fā)射天線3發(fā)射出去。遠(yuǎn)端的接收機(jī)接收到無線信號發(fā)射天線3發(fā)送的信號后，會對該信號進(jìn)行進(jìn)一步的分析。在本發(fā)明實施例中，信號發(fā)射模塊54可以采用常規(guī)的無線模塊實現(xiàn)，發(fā)射范圍可大于20米。
[0024]以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器，其特征在于，包括:信號處理器以及與所述信號處理器電連接的同步采集觸發(fā)天線、局部放電特高頻檢測天線、無線信號發(fā)射天線，所述同步采集觸發(fā)天線接收沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生沖擊電壓球隙動作時的高頻脈沖信號，該脈沖信號作為所述局部放電特高頻檢測天線的同步采集信號，觸發(fā)所述局部放電特高頻檢測天線進(jìn)行信號的傳感，所述局部放電特高頻檢測天線接收沖擊電壓下組合電器內(nèi)部所產(chǎn)生的局部放電特高頻信號，該局部放電特高頻信號經(jīng)所述信號處理器進(jìn)行數(shù)字化處理后由所述無線信號發(fā)射天線進(jìn)行無線發(fā)射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器，其特征在于，還包括金屬外殼，所述信號處理器設(shè)置在所述金屬外殼內(nèi)，所述同步采集觸發(fā)天線設(shè)置在所述金屬外殼表面的一側(cè)，所述無線信號發(fā)射天線設(shè)置在所述金屬外殼的所述表面的另一側(cè)，所述局部放電特高頻檢測天線設(shè)置在所述金屬外殼的所述表面的相對面的內(nèi)表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器，其特征在于，還包括環(huán)氧絕緣，所述同步采集觸發(fā)天線、所述局部放電特高頻檢測天線、所述無線信號發(fā)射天線與所述金屬外殼通過環(huán)氧絕緣進(jìn)行絕緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器，其特征在于，所述局部放電特高頻檢測天線為小型化雙螺旋阿基米德天線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器，其特征在于，所述小型化雙螺旋阿基米德天線的帶寬為300MHz?3GHz。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器，其特征在于，所述同步采集觸發(fā)天線、所述無線信號發(fā)射天線貫穿所述金屬外殼設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器，其特征在于，所述沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器為一體化設(shè)計。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器，其特征在于，所述信號處理器包括信號調(diào)理模塊、信號采集模塊、信號存儲模塊、信號發(fā)射模塊: 所述信號調(diào)理模塊，用于對所述局部放電特高頻檢測天線檢測到的局部放電特高頻信號進(jìn)行取包絡(luò)線處理，得到降頻后的局部放電信號； 所述信號采集模塊，用于對所述降頻后的局部放電信號進(jìn)行采集，并將采集到的信號存儲到所述信號存儲模塊； 所述信號發(fā)射模塊，用于從所述信號存儲模塊讀取信號，并將該信號通過所述無線信號發(fā)射天線發(fā)射出去。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器，其特征在于，所述信號處理器還包括電池供電模塊，所述電池供電模塊為所述信號調(diào)理模塊、信號采集模塊、信號存儲模塊、信號發(fā)射模塊提供電源供應(yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的沖擊電壓下局部放電檢測用無線特高頻傳感器，其特征在于，所述信號采集模塊的采樣率為lOOMhz。
【文檔編號】G01R31/12GK104502817SQ201410797615
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】陸國俊, 王斯斯, 熊俊, 李智寧, 李軍浩, 吳杰, 劉建成, 葉建斌, 敖昌民, 梁偉南, 羅偉良, 李曉 申請人:廣州供電局有限公司, 西安交通大學(xué)