基于定向天线阵列的套管局部放电带电检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于定向天线阵列的套管局部放电带电检测装置，先通过定向天线阵列检测局部放电辐射的电磁波信号，将其转换成电压信号输出；信号调理器接收定向天线阵列输出的电压信号，消除接收的电磁波干扰信号，放大电压信号，提高信噪比；再通过高速信号采集器，将信号调理器输出的信号进行模数转换、实现数字信号的采集、存储及显示。本实用新型专利技术将检测天线布置在地面安全区域，安全可靠性高，同时解决了现有技术中的传感器安装问题；采用定向天线阵列检测套管局部放电信号，结合信号调理器，提高对被测套管局部放电信号的接收增益，同时降低对套管周围电磁干扰的接收增益，克服了变电站恶劣的电磁环境对套管局部放电检测的强烈干扰。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种基于定向天线阵列的套管局部放电带电检测装置，先通过定向天线阵列检测局部放电辐射的电磁波信号，将其转换成电压信号输出；信号调理器接收定向天线阵列输出的电压信号，消除接收的电磁波干扰信号，放大电压信号，提高信噪比；再通过高速信号采集器，将信号调理器输出的信号进行模数转换、实现数字信号的采集、存储及显示。本技术将检测天线布置在地面安全区域，安全可靠性高，同时解决了现有技术中的传感器安装问题；采用定向天线阵列检测套管局部放电信号，结合信号调理器，提高对被测套管局部放电信号的接收增益，同时降低对套管周围电磁干扰的接收增益，克服了变电站恶劣的电磁环境对套管局部放电检测的强烈干扰。【专利说明】基于定向天线阵列的套管局部放电带电检测装置
本技术涉及带电检测
，特别是涉及一种基于定向天线阵列的套管局部放电带电检测装置。
技术介绍
IlOkV及以上电压等级的电力套管是变电站内的主要电力设备，一旦发生绝缘故障，往往导致变电站甚至局部区域停电，给国民经济和社会稳定带来巨大的负面影响。局部放电是这些设备内部绝缘故障的前期征兆和重要诱因，及时发现局部放电现象、确定放电部位和排除引起局部放电的绝缘缺陷是避免设备内部绝缘故障的有效措施。随着经济、社会发展对供电可靠性要求的提高和状态检修技术的发展，电力设备内部局部放电故障的带电检测及定位势在必行。现有的局部放电带电检测方法有:宽带电流法、超声波法、特高频法等。目前这些方法主要用于变压器、GIS设备内部的局部放电检测及定位。现有的方法用于套管内部的局部放电故障检测时效果不佳，主要体现在以下方面:(1)无法安装传感器、安全可靠性低。这些电力设备安装位置高，距离高压线近，测试工作中人身和设备的安全没有保障。(2)电磁干扰强烈。由于变电站内电磁环境极为恶劣，给这些方法造成了强烈干扰，导致无法提取局部放电信号。
技术实现思路
基于上述情况，本技术提出了一种基于定向天线阵列的套管局部放电带电检测装置，实现套管内部的局部放电故障的带电检测。为了实现上述目的，本技术的技术方案为:一种基于定向天线阵列的套管局部放电带电检测装置，包括:定向天线阵列，用于检测局部放电辐射出的电磁波信号，将其转换成电压信号输出；信号调理器，用于接收定向天线阵列输出的电压信号，消除接收到的电磁波干扰信号，放大所述电压信号，提高信噪比；高速信号采集器，用于将信号调理器输出的信号进行模数转换、实现数字信号的采集、存储及显示。与现有技术相比，本技术的有益效果为:本技术基于定向天线阵列的套管局部放电带电检测装置，先通过定向天线阵列检测局部放电辐射出的电磁波信号，将其转换成电压信号输出；信号调理器接收定向天线阵列输出的电压信号，消除接收到的电磁波干扰信号，放大电压信号，提高信噪比；再通过高速信号采集器，将信号调理器输出的信号进行模数转换，实现数字信号的采集、存储及显示。本技术将检测天线布置在与被测套管相距较远的地面安全区域，安全可靠性高，同时解决了现有技术中存在的传感器安装问题；采用定向天线阵列检测套管局部放电信号，结合信号调理器，提高了对被测套管局部放电信号的接收增益，同时降低对套管周围电磁干扰的接收增益，克服了变电站恶劣的电磁环境对套管局部放电检测的强烈干扰。【专利附图】【附图说明】图1为一个实施例中基于定向天线阵列的套管局部放电带电检测装置结构示意图；图2为一个实施例中定向天线的结构示意图。【具体实施方式】为使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本技术，并不限定本技术的保护范围。一个实施例中基于定向天线阵列的套管局部放电带电检测装置，如图1所示，包括:定向天线阵列，用于检测局部放电辐射出的电磁波信号，将其转换成电压信号输出；信号调理器，用于接收定向天线阵列输出的电压信号，消除接收到的电磁波干扰信号，放大所述电压信号，提高信噪比；高速信号采集器，用于将信号调理器输出的信号进行模数转换、实现数字信号的采集、存储及显示。从以上描述可知，本技术将定向天线阵列布置在地面安全区域；采用定向天线阵列检测套管局部放电信号，克服套管周围强烈的电磁干扰，通过信号调理器进一步滤除干扰信号和放大局部放电信号。作为一个优选地实施例，所述定向天线阵列由4个定向天线和天线支架组成，4个定向天线布置在一个平面上，构成一个平面四边形，所述平面四边形的中垂线指向被测套管，所述天线支架支撑、调节所述平面四边形，如图2所示，4个定向天线分别为S1、S2、S3、S4，通过调节天线支架的仰角和方位角，使定向天线阵列所在平面的法线指向被测套管的某个部位。作为一个优选地实施例，所述信号调理器由高通滤波器、功率放大器组成；所述高通滤波器的下限截止频率不低于0.3GHz,阻带增益不高于-40dB，根据套管局部放电的信号特点设置，有效避开其它频带的干扰信号；所述功率放大器的下限截止频率不低于0.3GHz，上限截止频率不低于0.8GHz，增益不低于20dB，有效放大通过高通滤波器的局部放电信号。作为一个优选地实施例，所述高速信号采集器的模拟带宽不小于0-2GHZ，通道数为4，单通道的采样率不低于20GS/s，能够真实反应采样信号的波形。作为一个优选地实施例，所述高通滤波器的下限截止频率为1GHz，阻带增益为-40dB，采用此频带的高通滤波器可滤除变电站内存在的电晕等干扰信号，提高时间差读取精度。作为一个优选地实施例，所述功率放大器的下限截止频率为1GHz，上限截止频率为2GHz，增益为20dB，放大接收到的电压信号，提高信噪比。作为一个优选地实施例，所述高速信号采集器的模拟带宽为2.5GHz，通道数为4，单通道的采样率为40GS/S，实现信号的模数转换、数字信号的采集、存储及显示。以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。【权利要求】1.一种基于定向天线阵列的套管局部放电带电检测装置，其特征在于，包括: 定向天线阵列，用于检测局部放电辐射出的电磁波信号，将其转换成电压信号输出； 信号调理器，用于接收定向天线阵列输出的电压信号，消除接收到的电磁波干扰信号，放大所述电压信号，提高信噪比； 高速信号采集器，用于将信号调理器输出的信号进行模数转换、实现数字信号的采集、存储及显示。2.根据权利要求1所述的基于定向天线阵列的套管局部放电带电检测装置，其特征在于，所述定向天线阵列由4个定向天线和天线支架组成，4个定向天线布置在一个平面上，构成一个平面四边形，所述平面四边形的中垂线指向被测套管，所述天线支架支撑、调节所述平面四边形。3.根据权利要求1所述的基于定向天线阵列的套管局部放电带电检测装置，其特征在于，所述信号调理器由高通滤波器、功率放大器组成；所述高通滤波器的下限截止频率不低于0.3GHz，阻带增益不高于-40本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于定向天线阵列的套管局部放电带电检测装置，其特征在于，包括：定向天线阵列，用于检测局部放电辐射出的电磁波信号，将其转换成电压信号输出；信号调理器，用于接收定向天线阵列输出的电压信号，消除接收到的电磁波干扰信号，放大所述电压信号，提高信噪比；高速信号采集器，用于将信号调理器输出的信号进行模数转换、实现数字信号的采集、存储及显示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖天为，陈俊，张显聪，王勇，黄炎光，曲德宇，顾乐，雷超平，顾春晖，叶加骅，郑书生，李成榕，
申请(专利权)人：广州供电局有限公司，华北电力大学，
类型：新型
国别省市：广东;44