專利名稱：開關(guān)柜局部放電寬頻帶增益可調(diào)式介質(zhì)感應(yīng)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣設(shè)備絕緣在線檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種開關(guān)柜局部放電寬頻帶增益可調(diào)式介質(zhì)感應(yīng)傳感器。
背景技術(shù)：
開關(guān)柜在電力系統(tǒng)中占有要地位，擔(dān)負著電力系統(tǒng)中發(fā)電、輸電、變電、配電和用電各環(huán)節(jié)中控制、保護等多重功能，由于開關(guān)柜通過連接多條母線和出線，對電能進行分配和控制，其運行狀況直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全運行和供電可靠性。因此，開關(guān)柜在電力系統(tǒng)中占有非常重要的地位。開關(guān)柜在長期運行中必然存在的電磁效應(yīng)、熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)及其他因素都會造成絕緣劣化，導(dǎo)致電氣絕緣強度降低，引起局部放電，局部放電的產(chǎn)生預(yù)示著開關(guān)柜將會出現(xiàn)停運等故障，造成供電中斷，因此，通過一定手段檢測開關(guān)柜局部放電，掌握開關(guān)柜絕緣狀況，及時合理安排檢修，可以有效避免事故的發(fā)生，提高供電可靠性。開關(guān)柜內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的電磁波會在柜體金屬板的外表面感應(yīng)出電壓信號，稱該電壓信號為瞬時接地電壓，因此通過一定方式和設(shè)備檢測開關(guān)柜瞬時接地電壓可以反映出開關(guān)柜局部放電情況，該手段屬在線非侵入式局部放電檢測，可以直接反映出電氣設(shè)備內(nèi)部的絕緣狀況，并能夠及時和有效地發(fā)現(xiàn)其絕緣缺陷，減少不必要的設(shè)備停電造成的負荷損失和停電操作帶來的安全風(fēng)險，對高壓開關(guān)柜運行安全有重要意義。目前常用的高壓開關(guān)柜局部放電檢測手段有脈沖電流法、超聲波法和瞬時接地電壓法。脈沖電流法靈活性較差，操作復(fù)雜不方便，不利于在線操作；超聲波法容易受到外界聲波干擾從而造成誤診斷；目前采用的瞬時接地電壓傳感器存在測量帶寬較窄，同時傳感器增益固定，對一些小放電信號靈敏度不足。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述背景技術(shù)中所述的現(xiàn)有開關(guān)柜局部放電檢測方法的不足，本發(fā)明提出了一種開關(guān)柜局部放電寬頻帶增益可調(diào)式介質(zhì)感應(yīng)傳感器。其技術(shù)方案是，一種開關(guān)柜局部放電寬頻帶增益可調(diào)式介質(zhì)感應(yīng)傳感器，其特征在于，所述傳感器包括絕緣介質(zhì)底板、感應(yīng)電極、絕緣電路板、絕緣外殼、金屬屏蔽殼、電容耦合器、匹配電阻、變增益信號處理器、供電輸入端子、增益調(diào)整旋鈕和信號輸出端子；其中，所述傳感器的側(cè)面和頂部最外層為絕緣外殼；內(nèi)側(cè)為金屬屏蔽殼，形成屏蔽結(jié)構(gòu)，并在金屬屏蔽殼內(nèi)部安裝分隔板，將金屬屏蔽殼分為上屏蔽室和下屏蔽室；所述傳感器底部從外往內(nèi)三層依次為絕緣介質(zhì)底板、感應(yīng)電極和絕緣電路板；所述絕緣電路板緊貼于感應(yīng)電極，與金屬屏蔽殼之間通過螺絲固定；所述絕緣介質(zhì)底板與絕緣外殼齒接在一起，接縫處進行熱塑處理；所述感應(yīng)電極緊貼絕緣介質(zhì)底板；所述感應(yīng)電極用于形成瞬時接地電壓；所述變增益信號處理器和增益調(diào)整旋鈕位于上屏蔽室，電容耦合器和匹配電阻位于下屏蔽室；
所述供電輸入端子和信號輸出端子安裝在金屬屏蔽殼上；所述供電輸入端子用于連接供電裝置；所述信號輸出端子用于信號的輸出；所述金屬屏蔽殼側(cè)面設(shè)有第一開孔，所述供電輸入端子和所述變增益信號處理器通過穿過第一開孔的導(dǎo)線相連；所述金屬屏蔽殼頂部設(shè)有第二開孔，所述信號輸出端子和所述變增益信號處理器通過穿過第二開孔的導(dǎo)線相連；所述金屬屏蔽殼頂部設(shè)有第三開孔，用于伸出增益調(diào)整旋鈕；所述分隔板上設(shè)有第四開孔，所述變增益信號處理器和所述匹配電阻通過穿過第四開孔的導(dǎo)線相連；所述絕緣電路底板上設(shè)有第五開孔，所述匹配電阻和所述感應(yīng)電極通過穿過第五開孔的導(dǎo)線相連；所述電容耦合器的內(nèi)側(cè)與所述匹配電阻相連。所述絕緣介質(zhì)底板選用高介電常數(shù)絕緣材料，用于降低低頻截止頻率，增加傳感器頻帶寬度。所述絕緣介質(zhì)底板、感應(yīng)電極、絕緣電路板和電容耦合器為同軸緊貼在一起。所述變增益信號處理器包括濾波器和放大器；所述濾波器采用有源二階濾波器；所述放大器采用多級放大器；所述放大器采用可調(diào)增益放大器，安裝有增益調(diào)整旋鈕，用于在測量開關(guān)柜局部放電時選擇放大增益倍數(shù)。所述電容耦合器包括四個貼片電容和環(huán)形覆銅；所述四個貼片電容內(nèi)偵彳焊接在一起，相鄰貼片電容間夾角為90°，并通過絕緣電路板過孔與感應(yīng)電極相連，外側(cè)焊接在覆銅上與金屬屏蔽殼通過螺絲連接，使四個貼片電容并聯(lián)連接，用于增加傳感器帶寬。本發(fā)明的有益效果是，采用測量瞬時接地電壓的方法，選用高介電常數(shù)介質(zhì)材料，改善了原有瞬時接地電壓傳感器頻帶窄和靈敏度低的問題，通過采用四個貼片電容相鄰90°并連輻射結(jié)構(gòu)電容耦合器，增加了原有傳感器頻帶，同時變增益信號處理器理念可以將傳感器應(yīng)用于不同測量環(huán)境中。


圖I是本發(fā)明提供的一種開關(guān)柜局部放電寬頻帶增益可調(diào)式介質(zhì)感應(yīng)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明提供的一種開關(guān)柜局部放電寬頻帶增益可調(diào)式介質(zhì)感應(yīng)傳感器中電容耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，101-絕緣介質(zhì)底板；102_感應(yīng)電極；103_絕緣電路板；104_絕緣外殼；105-金屬屏蔽殼；106_匹配電阻；107-電容稱合器；108_變增益信號處理器；109_供電輸入端子；110_增益調(diào)整旋鈕；111-信號輸出端子；112_分隔板；201_貼片電容；202_環(huán)形覆銅。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對優(yōu)選實施例作詳細說明。應(yīng)該強調(diào)的是下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
圖I是本發(fā)明提供的一種開關(guān)柜局部放電寬頻帶增益可調(diào)式介質(zhì)感應(yīng)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖I中，所述傳感器包括絕緣介質(zhì)底板、感應(yīng)電極、絕緣電路板、絕緣外殼、金屬屏蔽殼、電容耦合器、匹配電阻、變增益信號處理器、供電輸入端子、增益調(diào)整旋鈕和信號輸出端子；其中，所述傳感器的側(cè)面和頂部最外層為絕緣外殼；內(nèi)側(cè)為金屬屏蔽殼，形成屏蔽結(jié)構(gòu)，并在金屬屏蔽殼內(nèi)部安裝分隔板，將金屬屏蔽殼分為上屏蔽室和下屏蔽室；所述傳感器底部從外往內(nèi)三層依次為絕緣介質(zhì)底板、感應(yīng)電極和絕緣電路板；所述絕緣電路板緊貼于感應(yīng)電極，與金屬屏蔽殼之間通過螺絲固定；所述絕緣介質(zhì)底板與絕緣外殼齒接在一起，接縫處進行熱塑處理；所述感應(yīng)電極緊貼絕緣介質(zhì)底板；所述感應(yīng)電極用于形成瞬時接地電壓；所述變增益信號處理器和增益調(diào)整旋鈕位于上屏蔽室，電容耦合器和匹配電阻位于下屏蔽室；所述供電輸入端子和信號輸出端子安裝在金屬屏蔽殼上；所述供電輸入端子用于連接供電裝置；所述信號輸出端子用于信號的輸出；所述金屬屏蔽殼側(cè)面設(shè)有第一開孔，所述供電輸入端子和所述變增益信號處理器通過穿過第一開孔的導(dǎo)線相連；所述金屬屏蔽殼頂部設(shè)有第二開孔，所述信號輸出端子和所述變增益信號處理器通過穿過第二開孔的導(dǎo)線相連；所述金屬屏蔽殼頂部設(shè)有第三開孔，用于伸出增益調(diào)整旋鈕；所述分隔板上設(shè)有第四開孔，所述變增益信號處理器和所述匹配電阻通過穿過第四開孔的導(dǎo)線相連；所述絕緣電路底板上設(shè)有第五開孔，所述匹配電阻和所述感應(yīng)電極通過穿過第五開孔的導(dǎo)線相連；所述電容耦合器的內(nèi)側(cè)與所述匹配電阻相連。圖2是本發(fā)明提供的一種開關(guān)柜局部放電寬頻帶增益可調(diào)式介質(zhì)感應(yīng)傳感器中電容耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2中，電容耦合器包括四個貼片電容和環(huán)形覆銅，電容耦合器有四個貼片電容，電容內(nèi)側(cè)焊接在一起，外側(cè)焊接在環(huán)形覆銅上，相鄰貼片電容間夾角為90°，由于電容內(nèi)側(cè)通過絕緣電路板過孔與感應(yīng)電極相連，外側(cè)焊接在覆銅上與金屬屏蔽殼通過螺絲連接，使四個貼片電容并聯(lián)連接，可以減小電容雜散電感的影響，保證傳感器高頻特性，增加了傳感器帶寬，同時，四個電容90°夾角結(jié)構(gòu)符合同軸原理，同樣可以增加傳感器帶寬。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)柜局部放電寬頻帶增益可調(diào)式介質(zhì)感應(yīng)傳感器，其特征在于，所述傳感器包括絕緣介質(zhì)底板、感應(yīng)電極、絕緣電路板、絕緣外殼、金屬屏蔽殼、電容耦合器、匹配電阻、變增益信號處理器、供電輸入端子、增益調(diào)整旋鈕和信號輸出端子； 其中，所述傳感器的側(cè)面和頂部最外層為絕緣外殼；內(nèi)側(cè)為金屬屏蔽殼，形成屏蔽結(jié)構(gòu)，并在金屬屏蔽殼內(nèi)部安裝分隔板，將金屬屏蔽殼分為上屏蔽室和下屏蔽室； 所述傳感器底部從外往內(nèi)三層依次為絕緣介質(zhì)底板、感應(yīng)電極和絕緣電路板；所述絕緣電路板緊貼于感應(yīng)電極，與金屬屏蔽殼之間通過螺絲固定； 所述絕緣介質(zhì)底板與絕緣外殼齒接在一起，接縫處進行熱塑處理； 所述感應(yīng)電極緊貼絕緣介質(zhì)底板；所述感應(yīng)電極用于形成瞬時接地電壓； 所述變增益信號處理器和增益調(diào)整旋鈕位于上屏蔽室，電容耦合器和匹配電阻位于下屏蔽室； 所述供電輸入端子和信號輸出端子安裝在金屬屏蔽殼上；所述供電輸入端子用于連接供電裝置；所述信號輸出端子用于信號的輸出； 所述金屬屏蔽殼側(cè)面設(shè)有第一開孔，所述供電輸入端子和所述變增益信號處理器通過穿過第一開孔的導(dǎo)線相連； 所述金屬屏蔽殼頂部設(shè)有第二開孔，所述信號輸出端子和所述變增益信號處理器通過穿過第二開孔的導(dǎo)線相連； 所述金屬屏蔽殼頂部設(shè)有第三開孔，用于伸出增益調(diào)整旋鈕； 所述分隔板上設(shè)有第四開孔，所述變增益信號處理器和所述匹配電阻通過穿過第四開孔的導(dǎo)線相連； 所述絕緣電路底板上設(shè)有第五開孔，所述匹配電阻和所述感應(yīng)電極通過穿過第五開孔的導(dǎo)線相連； 所述電容耦合器的內(nèi)側(cè)與所述匹配電阻相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種開關(guān)柜局部放電寬頻帶增益可調(diào)式介質(zhì)感應(yīng)傳感器，其特征在于，所述絕緣介質(zhì)底板選用高介電常數(shù)絕緣材料，用于降低低頻截止頻率，增加傳感器頻帶寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種開關(guān)柜局部放電寬頻帶增益可調(diào)式介質(zhì)感應(yīng)傳感器，其特征在于，所述絕緣介質(zhì)底板、感應(yīng)電極、絕緣電路板和電容耦合器為同軸緊貼在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種開關(guān)柜局部放電寬頻帶增益可調(diào)式介質(zhì)感應(yīng)傳感器，其特征在于，所述變增益信號處理器包括濾波器和放大器；所述濾波器采用有源二階濾波器；所述放大器采用多級放大器；所述放大器采用可調(diào)增益放大器，安裝有增益調(diào)整旋鈕，用于在測量開關(guān)柜局部放電時選擇放大增益倍數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種開關(guān)柜局部放電寬頻帶增益可調(diào)式介質(zhì)感應(yīng)傳感器，其特征在于，所述電容耦合器包括四個貼片電容和環(huán)形覆銅；所述四個貼片電容內(nèi)側(cè)焊接在一起，相鄰貼片電容間夾角為90°，并通過絕緣電路板過孔與感應(yīng)電極相連，外側(cè)焊接在覆銅上與金屬屏蔽殼通過螺絲連接，使四個貼片電容并聯(lián)連接，用于增加傳感器帶寬。
全文摘要
本發(fā)明公開了電氣設(shè)備絕緣在線檢測技術(shù)領(lǐng)域的一種開關(guān)柜局部放電寬頻帶增益可調(diào)式介質(zhì)感應(yīng)傳感器。其技術(shù)方案是，一種開關(guān)柜局部放電寬頻帶增益可調(diào)式介質(zhì)感應(yīng)傳感器，其特征在于，所述傳感器包括絕緣介質(zhì)底板、感應(yīng)電極和絕緣電路板、絕緣外殼、金屬屏蔽殼、電容耦合器、匹配電阻、變增益信號處理器、供電輸入端子、增益調(diào)整旋鈕和信號輸出端子。本發(fā)明的有益效果是，采用測量瞬時接地電壓的方法，選用高介電常數(shù)介質(zhì)材料，電容耦合器90°輻射結(jié)構(gòu)和變增益信號處理器設(shè)計，克服了原有瞬時接地電壓傳感器頻帶窄和靈敏度低的問題。
文檔編號G01R31/12GK102928745SQ20121037818
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月8日
發(fā)明者魏振, 李成榕, 齊波, 張強 申請人:華北電力大學(xué)