气体绝缘变电站局部放电超高频在线故障定位装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种气体绝缘变电站局部放电超高频在线故障定位装置，它由信号采集装置、信号传输通道和信号处理装置组成。信号采集装置采用的是两个超高频传感器，信号传输通道采用的是两根等长的双屏蔽高频传输线，传输线的两端通过高频电缆头与信号采集装置和信号处理装置连接，信号处理装置由示波器、ＧＰＩＢ卡、计算机组成，由信号经过传输通道到达示波器，示波器和计算机之间通过ＧＰＩＢ卡连接，通过合理选择工作频率，使整个定位装置具有良好的抗电磁干扰能力和定位准确性，而且整个定位装置是脱离ＧＩＳ而单独存在的，信号的接收装置可以自由移动，从而可以达到减少传感器数量的目的。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电力系统在线故障定位装置，特别涉及一种气体绝缘变电站(GIS)局部放电超高频在线故障定位装置。
技术介绍
随着我国电力系统的快速发展，大型输变电工程的建设、城网改造的进行，气体绝缘变电站(Gas Insulated Substation，以下简述为GIS)已得到了大量的使用。尽管GIS具有很高的安全可靠性，但在实际运行中仍常有各种局部放电故障发生。因为GIS在电力系统中一般是很重要的输电枢纽，出现故障时，长期的停电检修会造成很大的经济损失，所以在GIS正常运行中找到局部放电故障的位置就显得尤为重要。目前，国内GIS局部放电故障定位装置多采用的是利用超声波传感器接收局部放电产生的机械震动信号来对故障定位。由于微小的局部放电所产生的超声信号非常微弱，超声信号在传播路径上衰减比较大，在很多情况下，超声传感器的灵敏度比较低，而且超声传感器的有效检测范围小，检测点多，检测效率低，因此完成一个较大规模的GIS的检测通常需要几天的时间。国外虽然有GIS局部放电超高频在线故障定位装置，但是，这些装置都是把接收局部放电信号的天线内置于GIS的盘式绝缘子中，对于庞大的GIS来说，完成其内部的定位需要数量惊人的传感器，而且从我国的国情考虑，也不可能把天线内置于GIS的盘式绝缘子中。
技术实现思路
本技术的目的在于改进现有技术的不足，提供一种具有良好的抗电磁干扰能力、使用传感器少、定位准确和灵敏度高的GIS局部放电超高频在线故障定位装置。该装置能够在保证GIS正常运行的情况下，在GIS的外部实现对其内部局部放电故障的定位。为了实现上述目的，本技术采用下述技术方案它由信号采集装置、信号传输通道和信号处理装置组成。所述信号采集装置采用的是两个下限截止频率至少为300MHz、上限截止频率在1400MHz～1600MHz之间的超高频传感器。在线定位时，把两个超高频传感器固定在GIS的盘式绝缘子处，使其能够接收到从盘式绝缘子缝隙处辐射出来的GIS内部的局部放电超高频信号。每个超高频传感器由宽频带天线、超高频放大器、高通滤波器、检波器和屏蔽外壳组成。宽频带天线采用的是等臂对数螺旋天线，天线臂的末端做成尖削形状，可以减小天线臂上电流的终端反射。天线的下限工作频率小于等于600MHz，上限工作频率为5000MHz。天线的驻波比小于等于3。天线采用巴伦馈电装置进行馈电使天线的阻抗和馈线的阻抗相匹配。为了避开空气中电晕干扰信号的频带300MHz左右，超高频放大器的下限频率至少为300MHz。为了测到更加丰富的高频信号，超高频放大器的上限频率在1400MHz～1600MHz之间。盘式绝缘子处辐射出的超高频信号非常微弱，并且信号在GIS内的传输过程中衰减很严重，故超高频发大器在整个频段内的增益为35dB～50dB，既满足在频段内的良好放大信号的要求，又避免了因增益过高而出现饱和的现象。对于单独的超高频放大器，即使其下限工作频率大于300MHz，它仍然能够接收到300MHz以下的电磁信号，这样就不能很好的避开空气中的电晕干扰，故在超高频放大器的前端增加一个高通滤波器，其下限截止频率为300MHz，可以满足避开电晕干扰的要求，从而达到良好的抗电磁干扰的效果，使接收装置具有较高的灵敏度。超高频传感器的外壳的设计是天线的前面板采用环氧树脂，其余部分采用全金属板屏蔽，从而使天线能良好接收信号，而整个接收装置又不受外部电磁干扰的影响。所述信号传输通道采用的是两根等长的双屏蔽高频传输线，传输线的两端通过高频电缆头与信号采集装置和信号处理装置连接。这样既保证GIS内的电磁信号在信号采集通道内的传播路径相等，同时又可以保证到达信号处理装置的信号不受外部电磁干扰信号的影响。所述信号处理装置由示波器、GPIB卡、计算机组成。由信号经过传输通道到达示波器，示波器和计算机之间通过GPIB卡连接。计算机可以控制示波器，并且存储和处理由信号传输通道传输到示波器的信号，完成对GIS内部局部放电故障的定位。本技术通过由两个超高频传感器组成的信号采集装置在GIS外部采集其内部局部放电产生的超高频信号，并使信号经过高频电缆的传输到达信号处理装置，由信号处理装置对信号进行处理，最终完成对内部故障的定位。整个装置通过采用合适的工作频率、金属外壳屏蔽接收、双屏蔽传输设计，避开了空气中的电磁干扰，从而提高了定位的准确性和信号接收的灵敏度。由于整个定位装置都位于GIS的外部，因此不影响GIS在电力系统中的正常运行。而且整个装置是脱离GIS而单独存在的，信号的接收装置可以自由移动，从而可以使整个定位装置需要传感器减少到两个。附图说明图1是本技术的结构连接示意图。图2是信号接收装置结构示意图。图3是宽频带天线平面示意图。具体实施方式气体绝缘变电站局部放电超高频在线故障定位装置由如图1所示的信号采集装置、信号传输通道和信号处理装置组成。所述信号采集装置采用的是两个超高频传感器1。在线定位时，把两个超高频传感器1固定在GIS的盘式绝缘子处，使其能够接收到从盘式绝缘子缝隙处辐射出来的GIS内部的局部放电超高频信号。每个超高频传感器由如图2所示的宽频带天线6、高通滤波器7、超高频放大器8、检波器9和屏蔽外壳10组成。宽频带天线采用的是如图3所示的等臂对数螺旋天线，天线臂的末端做成尖削形状，可以减小天线臂上电流的终端反射。天线6的下限工作频率为600MHz，上限工作频率为5000MHz。天线的驻波比小于等于3。天线采用巴伦馈电装置进行馈电使天线的阻抗和馈线的阻抗相匹配。为了避开空气中电晕干扰信号的频带300MHz左右，超高频放大器8的下限频率为300MHz。为了测到更加丰富的高频信号，超高频放大器8的上限频率为1500MHZ。超高频发大器8在整个频段内的增益为35dB～50dB。超高频放大器8的前端的高通滤波器7下限截止频率为300MHz。超高频传感器的外壳10的设计是天线的前面板采用环氧树脂，其余部分采用全金属板屏蔽。所述信号传输通道2采用的是两根等长的双屏蔽高频传输线，传输线的两端通过高频电缆头与信号采集装置和信号处理装置连接。所述信号处理装置由示波器3、GPIB卡4、计算机5组成。由信号经过传输通道到达示波器3，示波器3和计算机5之间通过GPIB卡4连接。计算机5可以控制示波器3，并且存储和处理由信号传输通道传输到示波器的信号，完成对GIS内部局部放电故障的定位。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体绝缘变电站局部放电超高频在线故障定位装置，由信号采集装置、信号传输通道和信号处理装置组成，其特征是：所述的信号采集装置由两个下限截止频率至少为３００ＭＨｚ、上限截止频率在１４００ＭＨｚ～１６００ＭＨｚ之间的超高频传感器组成，所述的信号传输通道由两根等长的双屏蔽电缆组成，所述的信号处理装置由示波器、ＧＰＩＢ卡和计算机组成。

【技术特征摘要】
1.一种气体绝缘变电站局部放电超高频在线故障定位装置，由信号采集装置、信号传输通道和信号处理装置组成，其特征是所述的信号采集装置由两个下限截止频率至少为300MHz、上限截止频率在1400MHz～1600MHz之间的超高频传感器组成，所述的信号传输通道由两根等长的双屏蔽电缆组成，所述的信号处理装置由示波器、GPIB卡和计算机组成。2.根据权利要求1所述的一种气体绝缘变电站局部放电超高频在线故障定位装置，其特征是所述的超高频传感器由宽频带天线、超高频放大器、高通滤波器、检波器和屏蔽外壳组成。3.根据权利要求2所述的一种气体绝缘变电站局部放电超高频在线故障定位装置，其特征是所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李成榕，李信，杨静，丁立健，黄兴泉，
申请(专利权)人：华北电力大学北京，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]