本发明专利技术提供了一种用于变压器局部放电超宽带射频定位的传感器，包括：天线模块，用于多点检测局部放电射频信号，并实现射频信号波形的耦合输出；封装模块，用于封装天线模块。本发明专利技术实现了时域响应特性良好，有效测量频带宽，在测量频带内检测信号的相位中心不随中心频率的改变而变化，且具有较高的测量灵敏度的效果，克服了现有技术中由于定位测量传感器的时域响应特性较差，有效测量频带较窄，在测量频带内检测信号的相位中心随中心频率的改变而变化，导致定位参量的测量精度较低的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及变压器维护领域，具体而言，涉及一种用于变压器 局部放电超宽带射频定位的传感器。
技术介绍
电力变压器是电力系统的枢纽设备，其运行的可靠性直接关系 到电力系统的安全与稳定。对实际故障的统计分析表明，绝缘故障 是影响变压器正常运4亍的主要原因，而局部》文电是造成绝^彖故障的 重要原因。准确的局部》文电故障定位不〗又对局部i文电危害程度的评估有 重要作用，而且是实现变压器状态检修的基本前提之一，可以为变 压器状态检修提供科学的指导，以便维护人员有针对地进行设备维 修，此外，还有利于迅速排查故障和提高维修水平，同时也对改进 变压器的结构设计、提高制造工艺水平具有指导意义。相关技术提供了一种变压器局部放电定位方案一超宽带射频 定位方案。该方案利用天线传感器^r测局部^:电射频信号(属于空 间电》兹波)实iE见了电力变压器局部;改电古文障定^f立。在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中由于定位测量传 感器的时域响应特性较差，有效测量频带较窄，在测量频带内4企测信号的相位中心随中心频率的改变而变化，导致定位参量的测量精 度较低。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种用于变压器局部放电超宽带射频定位的 传感器，能够解决相关技术中由于定位测量传感器的时域响应特性 较差，有效测量频带较窄，在测量频带内检测信号的相位中心随中 心频率的改变而变化，导致定位参量的测量精度较低的问题。在本专利技术的实施例中，提供了一种用于变压器局部放电超宽带射频定位的传感器，该传感器包括天线才莫块，用于多点才企测局部 放电射频信号，并实现射频信号波形的耦合输出；封装^^莫块，用于 封装天线模块，使传感器在变压器内部环境中安全、稳定地运行。因为采用上述技术方案，所以克月l 了相关^支术中由于定位测量 传感器的时域响应特性较差，有效测量频带较窄，在测量频带内检 测信号的相位中心随中心频率的改变而变化，导致定位参量的测量 精度较低的问题，进而达到了时域响应特性良好，有效测量频带宽， 在测量频带内4企测4言号的相^f立中心不随中心频率的改变而变^f匕，且 具有较高的测量灵敏度的效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申 请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并 不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图1示出了根据本专利技术一个实施例的传感器的结构图2示出了才艮据本专利技术一个实施例的天线才莫块的结构图；图3示出了根据本专利技术一个实施例的封装模块的结构图4 ( a)示出了单极探针天线的实验波形图4 ( b )示出了阿基米德螺旋天线的实验波形图4 (c)示出了根据本专利技术一个实施例的的平面等角螺旋天线 的实马全波形图5示出了才艮据本专利技术一个实施例的超宽带射频定位系统的示意图。具体实施例方式下面将参考附图并结合实施例，来详细i兌明本专利技术。图1示出了根据本专利技术一个实施例的传感器的结构图，包括天线^^莫块10,用于多点;险测局部;^文电射频信号，并实现射频信 号波形的耦合输出；封装模块20，用于封装天线模块。上述实施例利用天线模块10完成对变压器局部放电射频信号 的检测，并实现射频信号波形的耦合输出；以及利用封装模块20 完成对天线才莫块的封装。本实施例通过多点4全测局部方文电源辐射射 频电磁波信号，在多路同步信号波形中提取信号的相对时延参量， 传感器对局部放电射频信号的耦合输出波形上升时间短、单次振荡 脉冲时间短，从而明显减小时延测量误差，提高定位精度，从而使 得检测信号的时域响应特性较好，达到了有效地测量频带宽，在测 量频带内才企测4言号的相4立中心不随中心频率的改变而变4匕，且具有 專交高的测量灵每丈度的效果，克月良了现有#支术中由于定位测量传感器6的时域响应特性较差，有效测量频带较窄，在测量频带内检测信号 的相位中心随中心频率的改变而变化，导致定位参量的测量^青度较 低的问题。同时，在上述实施例中，采用适合于传感器在变压器内部环境 中运行的封装模块，对天线模块进行封装，使得传感器可以在变压 器油中环境长期稳定运行，同时确保传感器的检测性能。图2示出了根据本专利技术一个实施例的天线模块示意图，如图2 所示，天线模块10包括反射腔IOI、吸收体102、平面等角螺旋 天线103、馈电巴伦104和同轴线单元(图中未示出)，其中反射腔101为金属腔体；吸收体102和平面等角螺:旋天线103置于反射腔中，等角螺旋 天线103置于吸收体102之上，吸收体102用于吸收射频信号；々贵电巴伦104置于反射腔101内，与等角螺旋天线103和反射 腔101固定在一起，用于实现宽带阻抗变换，以及射频信号的不平 tf一平4軒变4奐；同轴线单元，用于实现射频信号波形的耦合输出。本实施例的天线才莫块10首先利用平面等角螺旋天线103 4妄收 射频信号，并利用置于平面等角螺S走天线103之下的吸收体102吸 收射频信号，然后利用々贵电巴4仑104实现宽带阻抗变换以及射频信 号的不平4軒一平衡变换，最后利用50欧姆同轴线单元，实现射频 信号波形的耦合输出，并连接到收信系统。由于吸收体102对电》兹波有显著的吸收作用，4吏得平面等角螺 旋天线103由双向辐射的螺旋面变为单向辐射。将平面等角螺旋天 线103和p及收体102置于金属反射月空101中，可有步丈;也阻止外界电 f兹干4尤，降〗氐天线的副瓣，增强其抗干护G能力。々贵电巴4仑104置于反射腔101内，反射腔101的深度决定于々贵 电巴伦104的长度，同时馈电巴伦104与平面等角螺旋天线103和 反射腔101固定在一起，能够满足机械强度要求，降低振动等机械 沖击的影响，4吏得天线才莫块10结构稳定、牢固。々贵电巴〗仑104可实现宽带阻抗变换及射频信号的不平衡一平衡变换。由于平面等角 螺旋天线103为平4酐结构，而同轴线单元为不平4軒结构，故当用同 轴线单元馈电时需要进行不平衡到平衡的变换。 一种简洁的馈电巴 {仑实现方法是采用樣史带线到平纟軒双线的渐变。这种渐变一方面实现 了不平4軒到平4軒的变纟灸，另一方面还完成了阻抗变换。乂人平銜-乂又线 到平面等角螺旋天线103之间的连接通过镀4艮锡青铜线焊接实现。图3示出了根据本专利技术一个实施例的封装模块的结构图，包括 环氧才对脂层201和固定单元202,其中环氧树脂层201用于整体密 封天线才莫块10;固定单元202与天线才莫块10相连4妾，用于将天线 模块10固定在变压器中。本实施例的封装才莫块20利用环氧杉于脂层201对天线才莫块10进 行整体密封，得到封装后的天线模块，确保了天线模块10的密封 性及耐油性，并利用固定单元202连4妄去于装后的天线才莫块，形成传 感器整体，并将其固定在变压器中。环氧树脂在lOGHz时相对介电常数和介质损耗角正切值的典 型值分别为4和0.014,且耐油、耐高温、具有良好的密封性及相 应的机械性能，故选用环氧树脂作为天线模块10的封装材料，使 得天线才莫块10在高温环境下具有良好的枳4成和密封特性，同时对 天线模块10的电磁性能的影响较小，在定位使用的信号频段内该 影响可以忽略不计，不会造成信号强度的大幅衰减或是相位信息的 改变。封装模块20与天线模块10及变压器的机械结构相适应，实 现了传感器在变压器油中环境的长期稳定运本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于变压器局部放电超宽带射频定位的传感器，其特征在于，包括： 天线模块，用于多点检测局部放电射频信号，并实现所述射频信号的耦合输出； 封装模块，用于封装所述天线模块。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：唐志国，李成榕，常文治，姜益民，王海阳，陈国恩，
申请(专利权)人：华北电力大学，上海市电力公司，上海电力变压器修试厂有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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