一种局部放电传感器的制作方法

专利2022-05-10  7


1.本发明涉及电力系统局部放电故障和电气火灾监测技术领域,具体说是一种局部放电传感器。


背景技术:

2.开关柜、高压开关、高压电缆接头、干式变压器、气体绝缘变压器、气体绝缘输电线路、气体绝缘母线等高压电力设备,采用增加安全距离、填充绝缘气体等方式保证高电压导体之间的绝缘状态。但是,高压设备内部的异物、突起缺陷等会改变高压设备内部的均匀场的分布,造成局部性的放电,并会进一步恶化缺陷部位的绝缘性能,如果不进行及时处理,则可能会绝缘击穿引发事故,因此,需要一种局部放电传感器,在局部放电初期阶段及时发现并上送信息进行报警。
3.局部放电过程会产生vhf(甚高频)频带到uhf(超高频)频带的电磁波。用于探测电磁波的天线的长短和频率成反比,天线长度为1/4或1/2波长时具有较高的灵敏度,对于vhf频段,这个天线会很长,例如真空断路器中因真空度降低而产生的局放产生的高频电磁波信号主要集中在200~300mhz,对应的1/4波长的天线长度达375mm,因此目前局放传感器更多采用uhf频带检测的办法。
4.但是uhf超高频信号具有随传递距离急剧衰减的特性,造成响应灵敏度低。在不增加尺寸的情况下,如何扩展响应频带从而提高灵敏度是面临的主要问题。为了解决这个问题,cn106104287a公开了一种特殊的缝隙天线,对vhf频段也有较灵敏的响应;cn101799514a公开了一种pcb天线,在pcb基板上形成检测图案而具有宽频带特性。
5.但是,当灵敏度提高时,容易误报的问题也随之出现。这是因为uhf、vhf的频段和很多无线电通信的频段是重合的,比如手机频段位于800m~2.6g附近,其中移动gsm位于1.7g~1.8ghz左右,cdma位于824m~894mhz左右,和uhf的频段重合;lora的频率主要在433mhz左右,遥控器的频段主要在433.92mhz和315mhz附近,调频收发信机主要在300m~400mhz附近,对讲机主要在150m~450mhz附近频段,和vhf的频段重合。因此,当附近有上述电磁干扰存在时,容易产生误报的问题。


技术实现要素:

6.本发明的目的是,针对上述现有技术中的不足,基于局部放电过程会放射电弧光的原理,提供一种局部放电传感器。
7.本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
8.一种局部放电传感器,包括传感探头、外壳、光电转换、处理器、rs

485通讯、接口、内腔,其特征在于,所述传感探头尾部穿过外壳的孔和光电转换相接或靠近,所述光电转换具有感光面,所述传感探头感应局部放电所产生的光,通过传感探头的尾部传出,照射在光电转换的感光面上,所述光电转换输出的电信号接入处理器,处理器对接收到的电信号的进行处理,并将结果通过rs

485通讯发出,rs

485通讯和接口相连,所述接口为电缆线或连
接器,所述光电转换、处理器、rs

485通讯均位于内腔中。
9.本发明进一步的设计方案中,所述传感探头的头部形状是弧形、半球形或类似子弹头形状,所述传感探头尾部输出的光为红光。
10.本发明进一步的设计方案中,所述传感探头感光部分罩有黑色的滤光材料,可以过滤可见光的干扰。
11.本发明进一步的设计方案中,所述外壳为塑料或金属材质,还包括固定件,所述固定件上有固定孔,用于将所述传感器固定在目标位置。
12.本发明进一步的设计方案中,所述光电转换包括光电二极管或光敏电阻或光电池等光电器件。
13.本发明进一步的设计方案中,所述光电转换还包括运算放大器,用于将光电器件输出的电信号进行调理或放大。
14.本发明进一步的设计方案中,还包括高通滤波和信号放大,所述高通滤波和信号放大位于光电转换和处理器之间,所述高通滤波用于实现阻止低频信号通过,允许高频信号通过,所述信号放大用于实现信号的放大,所述高通滤波和信号放大的顺序可以为先高通滤波再信号放大,也可以为先信号放大再高通滤波,也可以在信号放大的同时进行高通滤波。
15.本发明进一步的设计方案中,还包括低通滤波,所述低通滤波位于光电转换和处理器之间,用于实现阻止高频信号通过,允许低频信号通过。
16.本发明进一步的设计方案中,还包括传感探头锁紧机构和接口锁紧机构,所述传感探头锁紧机构用于锁紧固定传感探头,所述接口锁紧机构用于锁紧固定接口。
17.本发明进一步的设计方案中,还包括强力磁铁,所述强力磁铁位于外壳的底部,所述强力磁铁是由钕、铁、硼形成的四方晶系晶体。
18.本发明具有以下突出的有益效果:
19.本发明对电磁干扰不敏感,解决了现有产品电磁干扰情况下容易误报的问题。
附图说明
20.图1是本实施例中局部放电传感器的结构示意图(主视图);
21.图2是本实施例中局部放电传感器的结构示意图(顶视图);
22.图1中,1

传感探头,2

外壳,3

光电转换,4

高通滤波,5

信号放大,6

处理器,7

rs

485通讯,8

接口,9

固定件,10

传感探头锁紧机构,11

感光面,12

内腔,13

低通滤波,14

接口锁紧机构。
具体实施方式
23.下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明:
24.实施例1
25.参见附图1,包括传感探头(1)、外壳(2)、光电转换(3)、处理器(6)、rs

485通讯(7)、接口(8)、内腔(12),其特征在于,所述传感探头(1)尾部穿过外壳(2)的孔和光电转换(3)相接或靠近,所述光电转换(3)具有感光面(11),所述传感探头(1)感应局部放电所产生的光,通过传感探头(1)的尾部传出,照射在光电转换(3)的感光面(11)上,所述光电转换
(3)输出的电信号接入处理器(6),处理器(6)对接收到的电信号的进行处理,并将结果通过rs

485通讯(7)发出,rs

485通讯(7)和接口(8)相连,所述接口(8)为电缆线,所述光电转换(3)、处理器(6)、rs

485通讯(7)均位于内腔(12)中。
26.本实施例中所述传感探头(1)的头部形状是类似子弹头形状,所述传感探头(1)尾部输出的光为红光,所述传感探头(1)感光部分罩有黑色的滤光材料,可以过滤可见光的干扰,并允许主要的紫外光和部分红外光通过,所述外壳(2)为金属材质,还包括固定件(9),所述固定件(9)上有固定孔,所述光电转换(3)包括光电二极管和运算放大器,还包括高通滤波和信号放大,高通滤波的截止频率为500hz,信号放大倍数为1000倍。因为局部放电的信号特征主要集中在高频段,通过高通滤波可以过滤不需要的低频信息。
27.在使用时,参见附图2,将本实例通过螺栓安装在目标位置(比如开关柜的内壁上),然后将接口(8)的电缆线引出,电缆线中的电源线连接到电源设备上,rs

485通讯线连接到监控后台设备上,当目标位置附近有局部放电发生时,监控后台便会收到报警信息。
28.实施例2
29.本实施例中的局部放电传感器与实施例1中的不同之处在于:还包括低通滤波,所述低通滤波位于光电转换和处理器之间,所述低通滤波的低通截止频率为500hz。该功能主要用于获取信号的低频信息,用于判断是否有其它异常,比如是否有火焰燃烧。
30.实施例3
31.本实施例中的局部放电传感器与实施例1中的不同之处在于:还包括强力磁铁,所述强力磁铁位于外壳的底部,所述强力磁铁是由钕、铁、硼形成的四方晶系晶体。本实例的有益之处在于,在施工时,不需要螺丝开孔,直接吸附在柜壁上,提高了施工的方便性。
32.以上是本发明的较佳实施例,凡依本发明技术方案所作的改变,所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时,均属于本发明的保护范围。
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