一種可實現(xiàn)變壓器綜合局部放電檢測的傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可實現(xiàn)變壓器綜合局部放電檢測的傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]局部放電主要是變壓器、GIS、電纜等高壓電氣設(shè)備在高電壓的作用下，其內(nèi)部絕緣發(fā)生的放電。這種放電只存在于絕緣的局部位置，不會立即形成整個絕緣貫通性擊穿或閃絡(luò)，所以稱為局部放電。電力設(shè)備絕緣體中絕緣強度和擊穿場強都很高，當(dāng)局部放電在很小的范圍內(nèi)發(fā)生時，擊穿過程很快，將產(chǎn)生很陡的脈沖電流，其上升時間小于1ns，并激發(fā)頻率高達數(shù)GHz的電磁波。局部放電量很微弱，靠人的直覺感覺，如眼觀耳聽是察覺不到的，只有靈敏度很高的局部放電測量儀器才能把它檢測到。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，局部放電的檢測都是以局放所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象為依據(jù)，通過能表述該現(xiàn)象的物理量來表征局放的狀態(tài)。隨著電力生產(chǎn)的發(fā)展，變電設(shè)備傳統(tǒng)的常規(guī)性預(yù)防試驗，已經(jīng)滿足不了安全生產(chǎn)的需要。這是因為常規(guī)預(yù)防性試驗需要停電測試，而且兩次試驗間隔時間過長，所以不易及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的絕緣缺陷，而且停電還要造成一定的損失。因此對變電站設(shè)備的絕緣進行帶電檢測顯得極為重要了。現(xiàn)有技術(shù)局部放電檢測傳感器的顯著缺點是:局放檢測的手段比較單一，其檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，數(shù)據(jù)處理難度很大，從而對測量的準(zhǔn)確性和可靠性都會產(chǎn)生很大的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種可實現(xiàn)變壓器綜合局部放電檢測的傳感器，其結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，能夠準(zhǔn)確高效檢測各局部放電信號。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種可實現(xiàn)變壓器綜合局部放電檢測的傳感器，具有金屬外殼，其特征在于，包括:超高頻傳感模塊，其設(shè)置于所述金屬外殼內(nèi)，用于接收被檢GIS設(shè)備故障點的局部放電信號的超高頻信號；高頻傳感模塊，其設(shè)置于所述金屬外殼表面的一側(cè)，用于接收被檢GIS設(shè)備故障點的高頻電流信號；超聲傳感模塊，用于接收被檢GIS設(shè)備故障點的局部放電信號的超聲波信號，其由等間距緊密排列呈“井”形布置的10-390個壓電晶體組成，所述超高頻傳感模塊設(shè)置于超聲陣列傳感模塊的四周；地電波傳感模塊，其設(shè)置于所述金屬外殼表面的另一側(cè)，所述另一側(cè)的接收面設(shè)有匹配層。
[0006]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步:
[0007]第一，結(jié)構(gòu)簡單，將超高頻傳感模塊、高頻傳感模塊、超聲傳感模塊與地電波傳感模塊進行集中優(yōu)化設(shè)置，能夠避免相互檢測干擾，能夠精確檢測特高頻局部放電信號、高頻局部放電信號、超聲波局部放電信號與地電波局部放電信號。增強了傳感器的靈敏度，抗干擾能力強，檢測精度高，進一步預(yù)防GIS事故的發(fā)生，避免電力系統(tǒng)停電事故的發(fā)生，確保電力系統(tǒng)的安全可靠運行。
[0008]第二，應(yīng)用廣泛，金屬外殼為密封罩結(jié)構(gòu)，在金屬外殼上連接有支承板，基本不會影響GIS內(nèi)部電場分布，不會影響到GIS自身及其他檢測裝置的運行，確保電力系統(tǒng)安全運行，特別適用GIS內(nèi)部局部放電在線監(jiān)測領(lǐng)域，能有效的對GIS內(nèi)部的局部放電進行在線監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部的絕緣故障或缺陷并對GIS內(nèi)部的絕緣情況進行在線評估，以避免停電事故的發(fā)生，對電力系統(tǒng)供電的安全可靠性具有重要意義。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的可實現(xiàn)變壓器綜合局部放電檢測的傳感器的實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[〇〇1〇] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。
[〇〇11] 請參照圖1，本發(fā)明的可實現(xiàn)變壓器綜合局部放電檢測的傳感器，具有金屬外殼110,包括:超高頻傳感模塊111，其設(shè)置于所述金屬外殼110內(nèi)，用于接收被檢GIS設(shè)備故障點的局部放電信號的超高頻信號；高頻傳感模塊113,其設(shè)置于所述金屬外殼表面的一偵牝用于接收被檢GIS設(shè)備故障點的高頻電流信號；超聲傳感模塊115,用于接收被檢GIS設(shè)備故障點的局部放電信號的超聲波信號，其由等間距緊密排列呈“井”形布置的10-390個壓電晶體組成，所述超高頻傳感模塊設(shè)置于超聲陣列傳感模塊的四周；地電波傳感模塊117,其設(shè)置于所述金屬外殼表面的另一側(cè)，所述另一側(cè)的接收面設(shè)有匹配層。
[0012]優(yōu)選地，超高頻傳感模塊主要是用來采集GIS內(nèi)部發(fā)生局放時產(chǎn)生的超高頻信號，其直接與絕緣盆子固定。盤子上設(shè)有屏蔽帶，以保證采集的超高頻信號是從內(nèi)部出來的第一手信號，有效防止外界干擾信號從盆子處進入超高頻傳感模塊，保證了超高頻傳感模塊采集超高頻信號的純凈度和可信度。
[0013]優(yōu)選地，所述金屬外殼內(nèi)設(shè)有連接端子，所述連接端子用于使得超高頻傳感模塊連接一輸出裝置，該輸出裝置用于將所檢測出的局部放電信號引出至外部。作為具體的實施例，該輸出裝置為通孔。
[0014]優(yōu)選地，超聲傳感模塊采用壓電晶體或壓電陶瓷，利用壓電材料的壓電效應(yīng)將接收的超聲波振動轉(zhuǎn)換成電信號，當(dāng)超聲波作用到壓電晶片上時引起晶片伸縮，在晶片的兩個表面上產(chǎn)生極性相反的電荷，這些電荷被轉(zhuǎn)換成電壓經(jīng)放大后送到數(shù)據(jù)處理裝置，最后顯示出來。
[0015]優(yōu)選地，超聲傳感模塊也可采用導(dǎo)磁材料制作的超聲波探頭，利用導(dǎo)磁材料的壓磁效應(yīng)將接收的超聲波振動轉(zhuǎn)換成電信號，所述超聲波傳感模塊的中心頻帶為77kHz?143kHz。本發(fā)明采用“井”形布置，比傳統(tǒng)的“十”字形布置的檢測更準(zhǔn)確。
[0016]優(yōu)選地，超聲傳感模塊利用高階累積量技術(shù)進行虛擬擴展，對擴展后的虛擬陣列利用空間譜估計算法進行方向估計，然后在估計出的方向上進行波束合成，輔助以局部放電產(chǎn)生的電脈沖或超高頻電磁波信號，可得到超聲波在變壓器中的傳播