一種全向uhf噪聲傳感器及應(yīng)用其構(gòu)成的變電站系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及局部放電特高頻檢測(cè)抗干擾技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種全向UHF噪聲傳感器及應(yīng)用其構(gòu)成的變電站系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]GIS是電網(wǎng)設(shè)備的重要組成部分，它數(shù)量大，在城市電網(wǎng)中應(yīng)用廣泛。GIS結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)內(nèi)部微小絕緣缺陷非常敏感，容易導(dǎo)致絕緣擊穿的嚴(yán)重事故，常規(guī)的巡視無法有效了解設(shè)備的運(yùn)行狀況；由于GIS的全封閉性，現(xiàn)場(chǎng)檢修環(huán)境要求高，拆裝工作量大，停電時(shí)間長(zhǎng)，檢修費(fèi)用昂貴。GIS的免維護(hù)運(yùn)行年限為15年左右，發(fā)生故障的時(shí)間絕大部分處于剛投入運(yùn)行及臨近壽命時(shí)。我國每年有大量新GIS投入運(yùn)行，也陸續(xù)有一些GIS達(dá)到規(guī)定的免維護(hù)運(yùn)行年限。如何保證這些設(shè)備的安全運(yùn)行，同時(shí)避免不必要的停電檢修，節(jié)省檢修費(fèi)用，這是GIS運(yùn)行中面臨的重要問題。而局部放電UHF在線檢測(cè)技術(shù)的推廣應(yīng)用對(duì)于預(yù)判GIS的健康狀況，避免電網(wǎng)重大設(shè)備事故的發(fā)生，保證GIS的安全運(yùn)行、提高設(shè)備檢修和維護(hù)效率具有積極的意義和良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。此外，目前UHF局部放電在線檢測(cè)技術(shù)還廣泛應(yīng)用于電力變壓器、電力電纜等高壓電氣設(shè)備的局放檢測(cè)/監(jiān)測(cè)。
[0003]通過噪聲傳感器與信號(hào)傳感器同步接收放電信號(hào)，信號(hào)傳感器的安裝方式有利于接收設(shè)備內(nèi)部放電信號(hào)，而噪聲傳感器安裝方式有利于接收環(huán)境空間的干擾信號(hào)，因而將兩只傳感器接收信號(hào)的強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比，如果信號(hào)傳感器接收的同步信號(hào)明顯高于噪聲傳感器信號(hào)，則可判定信號(hào)源來自于設(shè)備內(nèi)部；反之，則可確認(rèn)該信號(hào)為外部環(huán)境中的干擾信號(hào)，并將該信號(hào)予以排除。噪聲傳感器的靈敏度和接收方向性對(duì)這種抗干擾方式至關(guān)重要，只有采用性能優(yōu)異的噪聲傳感器并進(jìn)行與信號(hào)傳感器的合理配置，才能充分發(fā)揮出這種抗干擾方法的效果。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種全向UHF噪聲傳感器及應(yīng)用其構(gòu)成的變電站系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)更好的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境空間中各方位的干擾信號(hào)更靈敏的檢測(cè)，并基于該傳感器達(dá)到更佳的同步脈沖型干擾信號(hào)的消除效果。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種全向UHF噪聲傳感器，包括圓錐形外殼，所述圓錐形外殼內(nèi)匹配設(shè)有錐形螺旋天線，所述圓錐形外殼的底部設(shè)有N型接插件。
[0007]一種變電站系統(tǒng)，包括GIS，所述GIS內(nèi)部設(shè)有若干信號(hào)傳感器，每個(gè)信號(hào)傳感器均相鄰固定設(shè)有一全向UHF噪聲傳感器，所述全向UHF噪聲傳感器依次連接有用于放大、采集放電信號(hào)與干擾信號(hào)的局部OCU和根據(jù)其內(nèi)設(shè)置的判定原則消除干擾信的PC機(jī)。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型通過設(shè)置一全向接收的高靈敏度錐形噪聲天線的設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)更好的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境空間中各方位的干擾信號(hào)更靈敏的檢測(cè)，并基于該傳感器達(dá)到更佳的同步脈沖型干擾信號(hào)的消除效果。
【附圖說明】
[0009]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0010]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的全向UHF噪聲傳感器的正視圖；
[0011]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的變電站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的全向UHF噪聲傳感器的俯視圖；
[0013]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的全向UHF噪聲傳感器在500MHZ的方向圖；
[0014]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的全向UHF噪聲傳感器在750MHZ的方向圖；
[0015]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的全向UHF噪聲傳感器在IGHZ的方向圖；
[0016]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的全向UHF噪聲傳感器在1.5GHZ的方向圖；
[0017]圖8是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的全向UHF噪聲傳感器在2GHZ的方向圖；
[0018]圖9是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的全向UHF噪聲傳感器在300MHz-2GHz頻帶范圍內(nèi)電壓駐波比測(cè)試圖；
[0019]圖10是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的全向UHF噪聲傳感器天線增益表。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0021]如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例所述的一種全向UHF噪聲傳感器，包括圓錐形外殼I，所述圓錐形外殼I內(nèi)匹配設(shè)有錐形螺旋天線，所述圓錐形外殼I的底部設(shè)有N型接插件2。
[0022]如圖2所示，為本實(shí)用新型的實(shí)施例所述的一種變電站系統(tǒng)，包括GIS3，所述GIS3內(nèi)部設(shè)有若干信號(hào)傳感器4，每個(gè)信號(hào)傳感器4均相鄰固定設(shè)有一全向UHF噪聲傳感器5，所述全向UHF噪聲傳感器5依次連接有用于放大、采集放電信號(hào)與干擾信號(hào)的局部0CU6和根據(jù)其內(nèi)設(shè)置的判定原則消除干擾信的PC機(jī)7。
[0023]本實(shí)用新型的工作原理:
[0024]根據(jù)天線設(shè)計(jì)理論，天線優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一就是對(duì)于其作為輻射體的形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于其全向接收至關(guān)重要。變電站現(xiàn)場(chǎng)臨近高壓設(shè)備、高壓母線上金具連接部位、高壓套管表面的雜質(zhì)異物引發(fā)的放電等產(chǎn)生的脈沖型干擾，是局部放電檢測(cè)過程中最多發(fā)、也是最為復(fù)雜和難以消除的干擾類型。
[0025]本發(fā)明針對(duì)變電站現(xiàn)場(chǎng)干擾信號(hào)方向的不確定性、頻率的不確定性等特點(diǎn)提出了噪聲傳感器全方向接收干擾信號(hào)、寬頻帶、高靈敏度的技術(shù)要求，并對(duì)噪聲傳感器的結(jié)構(gòu)、外形、尺寸等進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出了現(xiàn)場(chǎng)噪聲傳感器全新的安裝配置方案。
[0026]首先在噪聲傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)上采用錐形螺旋天線結(jié)構(gòu)，可以有效的提高噪聲傳感器的檢測(cè)靈敏度、檢測(cè)頻帶，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)各干擾信號(hào)的全方向接收，其具有以下幾方面特占.V W、.?0027] 1、沿軸線方向有最大福射；
[0028]2、輻射場(chǎng)是圓極化波；
[0029]3、天線導(dǎo)線上的電流按行波分布；
[0030 ] 4、輸入阻抗近似為純電阻；
[0031]5、具有寬頻帶特性。
[0032]6、天線增益高
[0033]其次在外形尺寸上，采用圓錐型結(jié)構(gòu)、發(fā)射終端接有N型接插件將信號(hào)傳輸至采集設(shè)備，此外形尺寸有效的將噪聲傳感器的檢測(cè)頻帶拓展到了 300MHz-2GHz實(shí)現(xiàn)了對(duì)干擾信號(hào)的寬頻帶檢測(cè)，
[0034]最后本發(fā)明提出了噪聲傳感器與信號(hào)傳感器為1:1的配置方案，使得兩只傳感器能夠有效接收來自同一區(qū)域的信號(hào)，保證了噪聲信號(hào)與放電信號(hào)接收的同步性，增強(qiáng)了區(qū)分局部放電信號(hào)與外界干擾信號(hào)的準(zhǔn)確性和實(shí)際效果。
[0035]具體安裝實(shí)施方案:信號(hào)傳感器作為局部放電信號(hào)接收裝置內(nèi)嵌在GIS內(nèi)部接收GIS內(nèi)部絕緣缺陷的局部放電信號(hào)，噪聲傳感器作為干擾信號(hào)接收裝置安裝在GIS外部并靠近信號(hào)傳感器位置接收GIS外部干擾信號(hào)，根據(jù)信號(hào)傳感器及噪聲傳感器接收信號(hào)強(qiáng)度的大小，判定其是否為內(nèi)部絕緣缺陷放電或者為干擾信號(hào)，具體判定規(guī)則如下:
[0036]I)如果信號(hào)傳感器接收的同步信號(hào)明顯高于噪聲傳感器信號(hào)，則可判定信號(hào)源來自于設(shè)備內(nèi)部，并進(jìn)行進(jìn)一步的分析診斷；
[0037]2)如果信號(hào)傳感器接收的同步信號(hào)明顯低于噪聲傳感器信號(hào)，則可判定該信號(hào)為外部環(huán)境中的干擾信號(hào)，并將該信號(hào)予以排除。
[0038]在具體使用時(shí)，通過環(huán)氧天線罩做成固定尺寸的工裝，將錐形螺旋天線封裝在里面，實(shí)現(xiàn)防水、防塵處理。
[0039]噪聲傳感器的參數(shù)指標(biāo)如下:
[0040]I)頻率300MHz_2GHz ；
[0041]2)駐波比 <3;
[0042]3)天線增益-30dB-5dB;
[0043]4)密封防水、防塵。
[0044]將信號(hào)傳感器內(nèi)嵌安裝在GIS內(nèi)部;每只信號(hào)傳感器附近位置固定一只噪聲傳感器用于接收信號(hào)傳感器附近空間干擾信號(hào)，局放OCU用于放大、采集放電信號(hào)與干擾信號(hào)，最后由上位機(jī)(PC機(jī))軟件，根據(jù)判定原則消除干擾信號(hào)。
[0045]綜上所述，借助于本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型通過設(shè)置一全向接收的高靈敏度錐形噪聲天線的設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)更好的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境空間中各方位的干擾信號(hào)更靈敏的檢測(cè)，并基于該傳感器達(dá)到更佳的同步脈沖型干擾信號(hào)的消除效果。
[0046]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種全向UHF噪聲傳感器，其特征在于，包括圓錐形外殼，所述圓錐形外殼內(nèi)匹配設(shè)有錐形螺旋天線，所述圓錐形外殼的底部設(shè)有N型接插件。2.—種應(yīng)用了如權(quán)利要求1所述的全向UHF噪聲傳感器的變電站系統(tǒng)，其特征在于，包括GIS，所述GIS內(nèi)部設(shè)有若干信號(hào)傳感器，每個(gè)信號(hào)傳感器均相鄰固定設(shè)有一全向UHF噪聲傳感器，所述全向UHF噪聲傳感器依次連接有用于放大、采集放電信號(hào)與干擾信號(hào)的局部OCU和根據(jù)其內(nèi)設(shè)置的判定原則消除干擾信的PC機(jī)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種全向UHF噪聲傳感器及應(yīng)用其構(gòu)成的變電站系統(tǒng)，包括圓錐形外殼和與其內(nèi)部匹配設(shè)置的錐形螺旋天線，圓錐形外殼的底部設(shè)有N型接插件；變電站系統(tǒng)，包括GIS，GIS內(nèi)部設(shè)有若干信號(hào)傳感器，每個(gè)信號(hào)傳感器均相鄰固定設(shè)有一全向UHF噪聲傳感器，全向UHF噪聲傳感器依次連接有用于放大、采集放電信號(hào)與干擾信號(hào)的局部OCU和根據(jù)其內(nèi)設(shè)置的判定原則消除干擾信的PC機(jī)。本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型通過設(shè)置一全向接收的高靈敏度錐形噪聲天線的設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)更好的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境空間中各方位的干擾信號(hào)更靈敏的檢測(cè)，并基于該傳感器達(dá)到更佳的同步脈沖型干擾信號(hào)的消除效果。
【IPC分類】G01R31/12
【公開號(hào)】CN205374661
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521089737
【發(fā)明人】王偉, 唐志國
【申請(qǐng)人】北京榕科電氣有限公司
【公開日】2016年7月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月23日