基于电容耦合的局部放电数据测量TEV传感器系统技术方案

本申请公开了一种基于电容耦合的局部放电数据测量TEV传感器系统，依次连接的耦合电容板、设备外壳和开关接地柜金属外壳，耦合电容板的侧部铺铜形成金属层并且焊接滤波电容C2、耦合电容C3和输出电阻R，将所有部件集成到一块板上，设备外壳和开关接地柜金属外壳之间设有涂料层，耦合电容板上端设有数据接口，本TEV传感器系统可以耦合到局部放电感应出的瞬态电压，电容C1、接滤波电容C2、耦合电容C3和输出电阻R形成传感器耦合电路，实现测量的同时减小了PCB的面积，使其可以方便的被安装在手持式局放检测设备内部，实现设备的小型化和集成化。成化。成化。

【技术实现步骤摘要】
基于电容耦合的局部放电数据测量TEV传感器系统


[0001]本申请涉及传感器
，具体为一种基于电容耦合的局部放电数据测量
TEV
传感器系统
。

技术介绍

[0002]高压开关柜局放检测
TEV
传感器用于检测局部放电在高压开关柜柜体上产生的瞬时对地电压信号
。
[0003]电气设备在工作电压下的局部放电是绝缘老化并发展到击穿的重要原因
。
局部放电发生时，放电电量先聚集在与放电点相邻的接地金属部分，形成电流脉冲并向各个方向传播，对于内部放电，放电量聚集在接地屏蔽的内表面，然后经屏蔽层的破损处传输到设备外层，再经过金属箱体的接缝处或气体绝缘开关的衬垫传播出去，同时产生一个地电波
TEV
沿着设备金属箱体外表面而传到地下去，地电波
TEV
的频率为
3MHz
‑
100MHz。
通过电容耦合传感器能够检测到这种地电波
TEV
信号，从而对电力设备局部放电状况进行检测，该方法在开关柜局放检测过程中使用效果明显
。
[0004]现有
TEV
传感器往往采用外置式，有较大的体积和重量，集成度低难以整合到手持式设备内部，因此使用不便
。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种基于电容耦合的局部放电数据测量
TEV
传感器系统，将所有原件集成在一块
PCB
上，减小了
PCB<br/>的面积，使其可以方便的被安装在手持式局放检测设备内部，实现设备的小型化和集成化
。
[0006]本申请解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于电容耦合的局部放电数据测量
TEV
传感器系统，包括：依次连接的耦合电容板
、
设备外壳和开关接地柜金属外壳，耦合电容板的侧部铺铜形成金属层并且焊接滤波电容
C2、
耦合电容
C3
和输出电阻
R
，将所有部件集成到一块板上，设备外壳和开关接地柜金属外壳之间设有涂料层，耦合电容板上端设有数据接口，开关接地柜金属外壳接收局部放电信号，开关接地柜金属外壳与金属层之间形成电容
C1
，
TEV
传感器根据电容
C1
的电容值得到测量数据从数据接口输出；
[0007]当局部放电信号从电磁屏蔽部件的不连续处泄漏并到达本基于电容耦合的局部放电数据测量
TEV
传感器系统的开关接地柜金属外壳时，本基于电容耦合的局部放电数据测量
TEV
传感器系统可以耦合到局部放电感应出的瞬态电压，电容
C1、
接滤波电容
C2、
耦合电容
C3
和输出电阻
R
形成传感器耦合电路，耦合电容板的侧部铺铜形成金属层并且焊接滤波电容
C2、
耦合电容
C3
和输出电阻
R
，将所有部件集成到一块板上，实现测量的同时减小了
PCB
的面积，使其可以方便的被安装在手持式局放检测设备内部，实现设备的小型化和集成化
。
[0008]作为优选，所述金属层铺设在耦合电容板的一侧，滤波电容
C2、
耦合电容
C3
和输出电阻
R
焊接在耦合电容板的另一侧，可以减小体积，实现将所有部件集成到一块板上
。
[0009]作为优选，根据开关柜的生产标准，所述涂料层厚度为
200
μ
m。
[0010]作为优选，所述耦合电容板采用
FR4
板材制作而成，可以减小提交，使得设备集成度更高
。
[0011]作为优选，所述耦合电容板为贴片式结构，金属层以及焊接滤波电容
C2、
耦合电容
C3
和输出电阻
R
平铺在耦合电容板侧部，体积小，成本低，结构简单，所有原件放置在大小为
40mm*25mm
的
PCB
上，方便集成到现有设备
。
[0012]作为优选，电容
C1
的电容值计算表达式为：其中，
S
为耦合面积；
ε
为介电常数；
d
为极板间的距离，即耦合电容板
(1)
和开关接地柜金属外壳
(3)
之间的距离，包括开关接地柜金属外壳
(3)
的厚度
。
[0013]作为优选，耦合电路的传递函数为：
T(s)
＝
(1+(1+k)kC1R
s
)
‑1，其中，
k
为耦合电容
C3
的电容值与电容
C1
的电容值的比值
。
[0014]作为优选，滤波电容
C2
的电容值远大于电容
C1
的电容值，
Rs
远大于
(1+1/k)/
ω
，
ω
为信号的角频率，以确保
TEV
信号主频率
&lt;100MHz
时传感器具有足够的灵敏度
。
[0015]本申请的实质性效果是：
[0016](1)
本基于电容耦合的局部放电数据测量
TEV
传感器系统可以耦合到局部放电感应出的瞬态电压，电容
C1、
接滤波电容
C2、
耦合电容
C3
和输出电阻
R
形成传感器耦合电路，耦合电容板的侧部铺铜形成金属层并且焊接滤波电容
C2、
耦合电容
C3
和输出电阻
R
，将所有部件集成到一块板上，实现测量的同时减小了
PCB
的面积，使其可以方便的被安装在手持式局放检测设备内部，实现设备的小型化和集成化；
[0017](2)
本基于电容耦合的局部放电数据测量
TEV
传感器系统的耦合电容板为贴片式结构，金属层以及焊接滤波电容
C2、
耦合电容
C3
和输出电阻
R
平铺在耦合电容板侧部，体积小，成本低，结构简单，所有原件放置在大小为
40mm*25mm
的
PCB
上，方便集成到现有设备；
[0018](3)
本基于电容耦合的局部放电数据测量
TEV
传感器系统的滤波电容
C2
的电容值远大于电容
C1
的电容值，
Rs
远大于
(1+1/k)/
ω
，
ω
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于电容耦合的局部放电数据测量
TEV
传感器系统，其特征在于，包括依次连接的耦合电容板
(1)、
设备外壳
(2)
和开关接地柜金属外壳
(3)
，耦合电容板
(1)
的侧部铺铜形成金属层
(4)
并且焊接滤波电容
C2、
耦合电容
C3
和输出电阻
R
，将所有部件集成到一块板上，设备外壳
(2)
和开关接地柜金属外壳
(3)
之间设有涂料层
(5)
，耦合电容板
(1)
上端设有数据接口
(6)
，开关接地柜金属外壳
(3)
接收局部放电信号，开关接地柜金属外壳
(3)
与金属层
(4)
之间形成电容
C1
，
TEV
传感器根据电容
C1
的电容值得到测量数据从数据接口
(6)
输出
。2.
根据权利要求1所述的基于电容耦合的局部放电数据测量
TEV
传感器系统，其特征在于，所述金属层
(4)
铺设在耦合电容板
(1)
的一侧，滤波电容
C2、
耦合电容
C3
和输出电阻
R
焊接在耦合电容板
(1)
的另一侧
。3.
根据权利要求1所述的基于电容耦合的局部放电数据测量
TEV
传感器系统，其特征在于，所述涂料层
(5)
厚度为
200
μ
m。4.
根据权利要求1所述的基于电容耦合的局部放电数据测量
TEV
传感器系统，其特征在于，所述耦合电容板
(1)
采...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘志伟，王延杰，黄正，邵大威，汪浩能，王兴庭，俞浙辉，
申请(专利权)人：杭州广卓电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：