本发明专利技术公开了一种电气设备局放源定位装置及定位方法，包括压差式矢量传感器、高频载波通信模块以及分析装置；所述压差式矢量传感器设置在电气设备绝缘油中，用于采集放电信息；所述高频载波通信模块用于将压差式矢量传感器传输的信息发送给分析装置；所述分析装置设置在控制室内，用于对压差式矢量传感器采集的信息进行分析，得出局放源的具体位置。本发明专利技术用于对电气设备绝缘油中的局部放电源进行定位，具有结构简单、使用方便、定位精确的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电气设备检测
，特别是一种用于检测电气设备绝缘油中局部 放电位置的装置及方法。
技术介绍
随着我国经济发展，对电力系统可靠性的要求也越来越高，而电气设备作为电力 系统中的枢纽，其运行的可靠性直接关系到电力系统的安全与稳定。电气设备在长时间的 运行过程中由于绝缘老化、过电压或者电气设备绝缘层结构不均匀等问题，容易导致局部 绝缘性能下降，这些绝缘弱化的部位会率先发生各种类型的放电，从而导致绝缘的进一步 受损，使电气设备内部发生各种短路故障。如果能在电气设备发生局部放电的初期及早发 现问题，便可以对电气设备进行及时的维护，从而避免更大事故的发生。 自20世纪80年代以来，围绕电气设备局部放电检测已有大量的基础研究和应用开 发工作。现有的电气设备局部放电定位方法主要有光定位法、电气定位法、特高频电磁波定 位法、X射线激励定位法以及超声波定位法等。其中超声波定位法是根据局部放电产生的超 声波传播的方向和时间来确定放电源的空间位置，由于其原理简单、抗电磁干扰能力强、成 本低、能实现直接几何定位，因此应用较为广泛。 传统的方法是将标量声压传感器组成阵列，通过测量超声波到达各个阵元时的相 位差，再利用一定的定向和定位算法实现局放源的定位。标量声压传感器灵敏度很低，无声 场的方位信息，不能确定目标，在声强处理中，各向同性噪声不能相互抵消，信噪比较低;并 且应用在电气设备绝缘油中检测局放的普通超声定位装置，由于干扰较多，噪声影响较大， 声波可能发生反射，导致检测出与实际不相符的多个局放源的情况，造成定位失败。 已有技术中的电气设备局部放电超声矢量阵列定位装置使用的超声矢量阵元中 包含三个压电式速度传感器和一个无线数据采集模块，能够实现电气设备局部放电位置的 准确定位;但是对超声波高频信号的相应效果较差，并且在制作时要求其重心都必须位于 球心上，加上尺寸较小、对密度较高的要求，导致其制造工艺要求苛刻，不便于量产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中缺陷，提供一种制作工艺简单、频率响应效果 好、能够对电气设备绝缘油中局部放电位置进行精确定位的装置，并提供一种电气设备局 放源的定位方法。 为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下。 -种电气设备局放源定位装置，包括压差式矢量传感器、高频载波通信模块以及 分析装置;所述压差式矢量传感器设置在电气设备绝缘油中，用于采集放电信息;所述高频 载波通信模块用于将压差式矢量传感器传输的信息发送给分析装置;所述分析装置设置在 控制室内，用于对压差式矢量传感器采集的信息进行分析，得出局放源的具体位置。 上述电气设备局放源定位装置，所述压差式矢量传感器包括球状架构，所述球状 架构内设置有六个双迭片弯曲压电陶瓷传感器，六个双迭片弯曲压电陶瓷传感器分别通过 连接杆固定连接在球状架构内；六个双迭片弯曲压电陶瓷传感器到球心的距离相等;所述 六个双迭片弯曲压电陶瓷传感器分为三组，每组两个分别通过连接杆位于球状架构的同一 直径上，三组双迭片弯曲压电陶瓷传感器所在直线在空间位置上两两相互垂直;位于双迭 片弯曲压电陶瓷传感器与球状架构的连接杆上设置有用于采集双迭片弯曲压电陶瓷传感 器数据并发送出去的数据采集模块。上述电气设备局放源定位装置，所述球状架构至少包括三个固定圆环，三个固定 圆环同圆心且所在平面两两相互垂直。 上述电气设备局放源定位装置，每个双迭片弯曲压电陶瓷传感器分别通过两根连 接杆固定连接在球状架构内，位于球心处的六根连接杆的内端相对接并设置在球状架构的 球心，靠近球状架构外沿的六根连接杆分别固定在球状架构上。 上述电气设备局放源定位装置，所述连接杆为细长型长方体杆，连接杆与双迭片 弯曲压电陶瓷传感器之间通过相卡装的凸三棱柱和凹三棱柱连接。 上述电气设备局放源定位装置，位于水平面上的圆环上还设置有两根固定杆，两 根固定杆垂直相交于球心。 上述电气设备局放源定位装置，所述圆环、连接杆以及固定杆分别采用0.15mm厚 的硅钢片薄金属片叠压而成。 上述电气设备局放源定位装置，所述高频载波通信模块采用电气设备的输电线路 作为信道;位于电气设备侧的输电线路端设置有发信机，所述发信机与压差式矢量传感器 通过无线或有线网络通信;位于控制室侧的输电线路端设置有收信机，所述收信机与控制 室内的分析装置通过无线网络通信。 上述电气设备局放源定位装置，所述发信机侧和收信机侧分别设置有阻波器、耦 合电容器和滤波器。 -种电气设备局放源定位方法，具体包括以下步骤： A. 在电气设备绝缘油中放入至少三个压差式矢量传感器，三个压差式矢量传感器位于 不同位置;在选定的输电线路上安装与压差式矢量传感器进行通信的高频载波通信模块； 在控制室内安装分析装置； B. 压差式矢量传感器采集的放电信息经高频载波通信模块发送至分析装置； C. 定向：分析装置根据压差式矢量传感器采集的放电信息通过计算得到X、Y、Z轴上的 声压梯度以及球心处的压强，通过式（1)至式(4)计算得到方位角6和俯仰角#，完成对局放 源的定位；D. 定位:在电气设备上建立三维坐标系，通过多个平台确定三条测向直线，再通过粒子 群算法在空间上搜索一点，使这一点到三条异面直线的距离最短;该点作为局放源的具体 坐标。 由于采用了以上技术方案，本专利技术所取得技术进步如下。 本专利技术的压差式矢量传感器可直接放置在电气设备绝缘油中，通过高频载波通信 模块获得电气设备绝缘油中的局部放电超声信号，进而完成对局部放电源的定位，具有结 构简单、制作方便、定位精确的优点。本专利技术中采用的压差式矢量传感器高频响应效果较 好，双迭片弯曲压电陶瓷传感器无需进行灌封，直接放在电气设备绝缘油中，能够直接接收 到高能量的超声波信号，减轻了因传播介质的增加而引起的衰减，和其他形式的传感器相 比具有显著的高信噪比优势，定位也更加准确。与传统的单个声压传感器相比，信号的输出 量是原来的四倍，输出信息量的增加大大改善了目标方位估计的性能；单个压差式矢量传 感器具有方向性，已经可以实现全方位的方向估计;和同振式矢量传感器相比，压差式矢量 传感器的灵敏度随着频率的增大而增大，因此对于电气设备内部超高频的超声波信号的测 量，压差式矢量传感器具有更高的灵敏度，对目标有更高的分辨能力。【附图说明】 图1为本专利技术所述压差式矢量传感器的结构示意图； 图2为本专利技术所述双迭片弯曲压电陶瓷传感器与连接杆的连接边界图； 图3为本专利技术所述连接杆的结构示意图； 图4为本专利技术所述双迭片弯曲压电陶瓷传感器的结构示意图； 图5为本专利技术所述高频载波通信模块的原理示意图； 图6为本专利技术在应当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电气设备局放源定位装置，其特征在于：包括压差式矢量传感器、高频载波通信模块以及分析装置；所述压差式矢量传感器设置在电气设备绝缘油中，用于采集放电产生的超声波信息；所述高频载波通信模块用于将压差式矢量传感器传输的信息发送给分析装置；所述分析装置设置在控制室内，用于对压差式矢量传感器采集的超声波信号进行分析，得出局放源的具体位置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢庆，王涛，刘绪英，刘丹，陶珺函，赵蓓蓓，徐玉琴，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北;13
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