叉指型结构的局部放电传感器结构及检测方法技术

本发明专利技术涉及叉指型结构的局部放电传感器结构及检测方法，其包括支撑架部(6)；在支撑架部(6)上有传感器组件；传感器组件包括角度可调脉冲近磁场传感器；角度可调脉冲近磁场传感器包括电连接的第一线棒天线部(1)及第二线棒天线(2)；本发明专利技术设计合理、结构紧凑且使用方便。便。便。

【技术实现步骤摘要】
叉指型结构的局部放电传感器结构及检测方法


[0001]本专利技术涉及叉指型结构的局部放电传感器结构及检测方法。本专利技术涉及局部放电检测
，更具体的说是涉及一种用于高压套管类设备内部放电源精确定位的传感器结构及检测方法。

技术介绍

[0002]高压套管在电力变压器、敞开式断路器、户外式避雷器、电流互感器、电压互感器等电力设备上使用非常广泛。近年来发生过多起高压套管绝缘故障，多数是由于套管内部发生局部放电现象，导致绝缘系统劣化甚至造成击穿性故障的发生，给电网的运行带来了极大的安全隐患。目前针对高压套管类设备的局部放电检测方法主要包括高频法、远场射频法和超声检测法。通过实际测试证明：高频法在现场受干扰影响较大，且存在现场检测点位置较高距离高压较近，地排与架构紧贴传感器不易安装等实际情况，现场使用难度较大；远场射频法(包括特高频检测法)具有一定的检测灵敏度，但无法通过单一传感器实现故障位置的确定，如需定位需采用多个传感器和高速示波器进行多点联合计算，通过方程求解，传感器布置要求高、计算复杂，定位精度较差，且一般检测现场具有很强的电磁干扰信号，远距离射频检测方法易受周边设备干扰信号影响；远程超声波法、声学成像法只能检测到套管外部的电晕、爬电能信号，无法检测到套管内部放电信号。
[0003]因此，如何提供一种针对套管结构特点设计的局部放电检测传感器结构及检测方法，能够实现在现场带电状态下对高压套管内部放电进行检测及对放电位置进行精确定位，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题总的来说是提供一种叉指型结构的局部放电传感器结构及检测方法，具有灵敏度高，空间定位更精准，无需使用示波器等高速采集类处理设备。现场适用该传感器扫描需要检测的设备，利用传感器导向性和幅值差异实现精准空间定位。
[0005]为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是：
[0006]一种叉指型结构的局部放电传感器结构，包括支撑架部；在支撑架部上有传感器组件；传感器组件包括角度可调脉冲近磁场传感器；角度可调脉冲近磁场传感器包括电连接的第一线棒天线部及第二线棒天线。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进：
[0008]第一线棒天线部及第二线棒天线采用铁氧体磁棒外部绕制漆包线制成，线棒天线外部使用硅橡胶整体浇筑；
[0009]第一线棒天线部的首端及第二线棒天线的末端接线连接到设置在支撑架部上的信号处理单元接口，将采集到的射频电磁波信号输出。
[0010]传感器组件包括超声传感组件，超声传感组件包括超声延长探头，超声延长探头电连接有局放超声传感器；超声延长探头连接局放超声传感单元；第一线棒天线部及第二线棒天线成V形、U型或C型开口角度结构，用于与待测高压套管接触；
[0011]超声延长探头与局放超声传感器接收端面采用陶瓷材料，在超声延长探头与局放超声传感器接收端面之间涂抹适量超声耦合剂并贴合；
[0012]在测试时，在超声延长探头前端涂抹适量超声耦合剂，超声延长探头的前端与被测套管紧密贴合，接收高压套管内部放电信号。
[0013]局放超声传感器包括屏蔽外壳；在屏蔽外壳中设置有声电转换器，在声电转换器端部设置有耦合陶瓷片；在声电转换器电连接有信号引出线，在屏蔽外壳与声电转换器之间设置有吸声填充物；
[0014]耦合陶瓷片将超声延长探头接收到的超声波信号传导有声电转换器，以进行压力波
‑
电压信号变换；
[0015]电压信号经信号引出线引出至局放超声传感单元；屏蔽外壳引入的外部干扰信号；
[0016]局放超声传感单元包括声感知驱动单元、信号提取单元及后级输出单元；声电转换器将超声波信号转换为电压信号；声感知驱动单元将输入信号阻抗由高阻状态转换为低阻状态；
[0017]声感知驱动单元具有固定20dB电压增益；
[0018]信号提取单元，用于在被测环境中，与主控制器构成闭环系统，进行机器学习调节声感知信号提取单元中的滤波频带而获取最佳SNR；
[0019]后级输出单元其具有150mA的电流输出能力；
[0020]信号处理单元接口将可调脉冲近磁场传感器与超声传感器单元的输出信号连接到航空插头，用于与检测主机、无线信号处理模块电连接。
[0021]传感器配套有绝缘测量杆；绝缘测量杆包括杆部，在杆端部设置有固定连接部；在固定连接部上连接有加长杆；在加长杆上连接有第一支撑架；
[0022]在第一支撑架一端设置有第一半座，另一端设置有绳索导向座，在中部设置有伸缩铰接杆；
[0023]在伸缩铰接杆上通过铰接头铰接有第二活动架中部；在第二活动架一端设置有第二半座；在第二活动架与第一支撑架之间连接有复位弹簧；在第二活动架另一端设置有活动盘卷座，活动盘卷座通过电机或卷簧复位；
[0024]在固定连接部上设置有底部盘卷座；
[0025]活动盘卷座通过牵引绳索连接绳索导向座，绳索导向座通过电机或手柄实现牵引牵引绳索；
[0026]在对应的第一半座的工艺沟槽与第二半座的工艺沟槽中分别通过调节弹簧连接有弧片间隔垫，用于抱合高压套管。
[0027]局放超声传感单元包括电连接的声感知驱动单元、信号提取单元及后级输出单元。
[0028]声感知驱动单元包括电阻R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9，R10，R11，RP1、电容C3及芯片U1；
[0029]声感知驱动单元将输入信阻抗有高阻状态变为低阻状态，其具有固定20dB电压增益。
[0030]R13，R14，R15，R16，R17及芯片U2；
[0031]通过接头JP1接入取样电阻R1将超声传感器感知到的信号转换成电压信号，通过电容C1耦合到声感知驱动单元(3
‑
1)，通过二极管D1和D2进行过压保护；声感知驱动单元(3
‑
1)通过电容C4与信号提取单元连接；电阻RP1在设定范围内调节声感知信号的幅值；
[0032]信号提取单元对信号进行提取、滤波后通过电容C6与后级输出单元连接，芯片U2对信号进行放大驱动，通过JP2连接至信号处理单元接口。
[0033]一种局部放电检测方法，包括叉指型结构的局部放电传感器结构；在测试时，将局部放电传感器固定在高压绝缘杆上，通过绝缘杆将可调脉冲近磁场传感器与超声延长探头直接顶到被测套管的伞裙间的凹槽部位，接收套管内部的放电信号。
[0034]作为上述技术方案的进一步改进：
[0035]绝缘杆接触被测高压套管的伞裙间的凹槽部位时，执行以下步骤；
[0036]首先，调节伸缩铰接杆，将传感器结构捆绑在绝缘杆端部，将杆部设置在远离高压套管位置；然后，操控杆部，使得第一半座与第二半座位于高压套管两侧；其次，操控加长杆与伸缩铰接杆，使得弧片间隔垫抱合高压套管，实现绝缘夹持；再次，进行检测；
[0037]当需要上下移动时候，启动底部盘卷座，牵拉第二活动架，使得第二活动架绕铰接头摆动并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叉指型结构的局部放电传感器结构，其特征在于：包括支撑架部(6)；在支撑架部(6)上有传感器组件；传感器组件包括角度可调脉冲近磁场传感器；角度可调脉冲近磁场传感器包括电连接的第一线棒天线部(1)及第二线棒天线(2)。2.根据权利要求1所述的叉指型结构的局部放电传感器结构，其特征在于：第一线棒天线部(1)及第二线棒天线(2)采用铁氧体磁棒外部绕制漆包线制成，线棒天线外部使用硅橡胶整体浇筑；第一线棒天线部(1)的首端及第二线棒天线(2)的末端接线连接到设置在支撑架部(6)上的信号处理单元接口(7)，将采集到的射频电磁波信号输出。3.根据权利要求1所述的叉指型结构的局部放电传感器结构，其特征在于：传感器组件包括超声传感组件，超声传感组件包括超声延长探头(3)，超声延长探头(3)电连接有局放超声传感器(4)；超声延长探头(3)连接局放超声传感单元(5)；第一线棒天线部(1)及第二线棒天线(2)成V形、U型或C型开口角度结构，用于与待测高压套管(26)接触；超声延长探头(3)与局放超声传感器(4)接收端面采用陶瓷材料，在超声延长探头(3)与局放超声传感器(4)接收端面之间涂抹适量超声耦合剂并贴合；在测试时，在超声延长探头(3)前端涂抹适量超声耦合剂，超声延长探头(3)的前端与被测套管紧密贴合，接收高压套管(26)内部放电信号。4.根据权利要求1所述的叉指型结构的局部放电传感器结构，其特征在于：局放超声传感器(4)包括屏蔽外壳(2
‑
4)；在屏蔽外壳(2
‑
4)中设置有声电转换器(2
‑
2)，在声电转换器(2
‑
2)端部设置有耦合陶瓷片(2
‑
1)；在声电转换器(2
‑
2)电连接有信号引出线(2
‑
3)，在屏蔽外壳(2
‑
4)与声电转换器(2
‑
2)之间设置有吸声填充物(2
‑
5)；耦合陶瓷片(2
‑
1)将超声延长探头(3)接收到的超声波信号传导有声电转换器，以进行压力波
‑
电压信号变换；电压信号经信号引出线(2
‑
3)引出至局放超声传感单元(5)；屏蔽外壳(2
‑
4)引入的外部干扰信号；局放超声传感单元(5)包括声感知驱动单元、信号提取单元及后级输出单元；声电转换器将超声波信号转换为电压信号；声感知驱动单元将输入信号阻抗由高阻状态转换为低阻状态；声感知驱动单元具有固定20dB电压增益；信号提取单元，用于在被测环境中，与主控制器构成闭环系统，进行机器学习调节声感知信号提取单元中的滤波频带而获取最佳SNR；后级输出单元其具有150mA的电流输出能力；信号处理单元接口(7)将可调脉冲近磁场传感器与超声传感器单元的输出信号连接到航空插头，用于与检测主机、无线信号处理模块电连接。5.根据权利要求1所述的叉指型结构的局部放电传感器结构，其特征在于：传感器配套有绝缘测量杆；绝缘测量杆包括杆部，在杆端部设置有固定连接部(8)；在固定连接部(8)上连接有加长杆(9)；在加长杆(9)上连接有第一支撑架(10)；在第一支撑架(10)一端设置有第一半座(11)，另一端设置有绳索导向座(20...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋通，金春雷，赵彤，何平，陈志刚，田倩财，叶龙，
申请(专利权)人：保定天威新域科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：