基于定向天線陣列的套管局部放電帶電檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于定向天線陣列的套管局部放電帶電檢測(cè)裝置，先通過定向天線陣列檢測(cè)局部放電輻射的電磁波信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出；信號(hào)調(diào)理器接收定向天線陣列輸出的電壓信號(hào)，消除接收的電磁波干擾信號(hào)，放大電壓信號(hào)，提高信噪比；再通過高速信號(hào)采集器，將信號(hào)調(diào)理器輸出的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的采集、存儲(chǔ)及顯示。本實(shí)用新型將檢測(cè)天線布置在地面安全區(qū)域，安全可靠性高，同時(shí)解決了現(xiàn)有技術(shù)中的傳感器安裝問題；采用定向天線陣列檢測(cè)套管局部放電信號(hào)，結(jié)合信號(hào)調(diào)理器，提高對(duì)被測(cè)套管局部放電信號(hào)的接收增益，同時(shí)降低對(duì)套管周圍電磁干擾的接收增益，克服了變電站惡劣的電磁環(huán)境對(duì)套管局部放電檢測(cè)的強(qiáng)烈干擾。
【專利說明】基于定向天線陣列的套管局部放電帶電檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及帶電檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種基于定向天線陣列的套管局部放電帶電檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]IlOkV及以上電壓等級(jí)的電力套管是變電站內(nèi)的主要電力設(shè)備，一旦發(fā)生絕緣故障，往往導(dǎo)致變電站甚至局部區(qū)域停電，給國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)穩(wěn)定帶來巨大的負(fù)面影響。局部放電是這些設(shè)備內(nèi)部絕緣故障的前期征兆和重要誘因，及時(shí)發(fā)現(xiàn)局部放電現(xiàn)象、確定放電部位和排除引起局部放電的絕緣缺陷是避免設(shè)備內(nèi)部絕緣故障的有效措施。隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展對(duì)供電可靠性要求的提高和狀態(tài)檢修技術(shù)的發(fā)展，電力設(shè)備內(nèi)部局部放電故障的帶電檢測(cè)及定位勢(shì)在必行。
[0003]現(xiàn)有的局部放電帶電檢測(cè)方法有:寬帶電流法、超聲波法、特高頻法等。目前這些方法主要用于變壓器、GIS設(shè)備內(nèi)部的局部放電檢測(cè)及定位?，F(xiàn)有的方法用于套管內(nèi)部的局部放電故障檢測(cè)時(shí)效果不佳，主要體現(xiàn)在以下方面:(1)無法安裝傳感器、安全可靠性低。這些電力設(shè)備安裝位置高，距離高壓線近，測(cè)試工作中人身和設(shè)備的安全沒有保障。(2)電磁干擾強(qiáng)烈。由于變電站內(nèi)電磁環(huán)境極為惡劣，給這些方法造成了強(qiáng)烈干擾，導(dǎo)致無法提取局部放電信號(hào)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]基于上述情況，本實(shí)用新型提出了一種基于定向天線陣列的套管局部放電帶電檢測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)套管內(nèi)部的局部放電故障的帶電檢測(cè)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0006]一種基于定向天線陣列的套管局部放電帶電檢測(cè)裝置，包括:
[0007]定向天線陣列，用于檢測(cè)局部放電輻射出的電磁波信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出；
[0008]信號(hào)調(diào)理器，用于接收定向天線陣列輸出的電壓信號(hào)，消除接收到的電磁波干擾信號(hào)，放大所述電壓信號(hào)，提高信噪比；
[0009]高速信號(hào)采集器，用于將信號(hào)調(diào)理器輸出的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的采集、存儲(chǔ)及顯示。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型基于定向天線陣列的套管局部放電帶電檢測(cè)裝置，先通過定向天線陣列檢測(cè)局部放電輻射出的電磁波信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出；信號(hào)調(diào)理器接收定向天線陣列輸出的電壓信號(hào)，消除接收到的電磁波干擾信號(hào)，放大電壓信號(hào)，提高信噪比；再通過高速信號(hào)采集器，將信號(hào)調(diào)理器輸出的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的采集、存儲(chǔ)及顯示。本實(shí)用新型將檢測(cè)天線布置在與被測(cè)套管相距較遠(yuǎn)的地面安全區(qū)域，安全可靠性高，同時(shí)解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的傳感器安裝問題；采用定向天線陣列檢測(cè)套管局部放電信號(hào)，結(jié)合信號(hào)調(diào)理器，提高了對(duì)被測(cè)套管局部放電信號(hào)的接收增益，同時(shí)降低對(duì)套管周圍電磁干擾的接收增益，克服了變電站惡劣的電磁環(huán)境對(duì)套管局部放電檢測(cè)的強(qiáng)烈干擾。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為一個(gè)實(shí)施例中基于定向天線陣列的套管局部放電帶電檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為一個(gè)實(shí)施例中定向天線的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅用以解釋本實(shí)用新型，并不限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0014]一個(gè)實(shí)施例中基于定向天線陣列的套管局部放電帶電檢測(cè)裝置，如圖1所示，包括:
[0015]定向天線陣列，用于檢測(cè)局部放電輻射出的電磁波信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出；
[0016]信號(hào)調(diào)理器，用于接收定向天線陣列輸出的電壓信號(hào)，消除接收到的電磁波干擾信號(hào)，放大所述電壓信號(hào)，提高信噪比；
[0017]高速信號(hào)采集器，用于將信號(hào)調(diào)理器輸出的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的采集、存儲(chǔ)及顯示。
[0018]從以上描述可知，本實(shí)用新型將定向天線陣列布置在地面安全區(qū)域；采用定向天線陣列檢測(cè)套管局部放電信號(hào)，克服套管周圍強(qiáng)烈的電磁干擾，通過信號(hào)調(diào)理器進(jìn)一步濾除干擾信號(hào)和放大局部放電信號(hào)。
[0019]作為一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施例，所述定向天線陣列由4個(gè)定向天線和天線支架組成，4個(gè)定向天線布置在一個(gè)平面上，構(gòu)成一個(gè)平面四邊形，所述平面四邊形的中垂線指向被測(cè)套管，所述天線支架支撐、調(diào)節(jié)所述平面四邊形，如圖2所示，4個(gè)定向天線分別為S1、S2、S3、S4，通過調(diào)節(jié)天線支架的仰角和方位角，使定向天線陣列所在平面的法線指向被測(cè)套管的某個(gè)部位。
[0020]作為一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施例，所述信號(hào)調(diào)理器由高通濾波器、功率放大器組成；所述高通濾波器的下限截止頻率不低于0.3GHz,阻帶增益不高于-40dB，根據(jù)套管局部放電的信號(hào)特點(diǎn)設(shè)置，有效避開其它頻帶的干擾信號(hào)；所述功率放大器的下限截止頻率不低于
0.3GHz，上限截止頻率不低于0.8GHz，增益不低于20dB，有效放大通過高通濾波器的局部放電信號(hào)。
[0021]作為一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施例，所述高速信號(hào)采集器的模擬帶寬不小于0-2GHZ，通道數(shù)為4，單通道的采樣率不低于20GS/s，能夠真實(shí)反應(yīng)采樣信號(hào)的波形。
[0022]作為一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施例，所述高通濾波器的下限截止頻率為1GHz，阻帶增益為-40dB，采用此頻帶的高通濾波器可濾除變電站內(nèi)存在的電暈等干擾信號(hào)，提高時(shí)間差讀取精度。
[0023]作為一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施例，所述功率放大器的下限截止頻率為1GHz，上限截止頻率為2GHz，增益為20dB，放大接收到的電壓信號(hào)，提高信噪比。
[0024]作為一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施例，所述高速信號(hào)采集器的模擬帶寬為2.5GHz，通道數(shù)為4，單通道的采樣率為40GS/S，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號(hào)的采集、存儲(chǔ)及顯示。
[0025]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于定向天線陣列的套管局部放電帶電檢測(cè)裝置，其特征在于，包括: 定向天線陣列，用于檢測(cè)局部放電輻射出的電磁波信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出； 信號(hào)調(diào)理器，用于接收定向天線陣列輸出的電壓信號(hào)，消除接收到的電磁波干擾信號(hào)，放大所述電壓信號(hào)，提高信噪比； 高速信號(hào)采集器，用于將信號(hào)調(diào)理器輸出的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的采集、存儲(chǔ)及顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于定向天線陣列的套管局部放電帶電檢測(cè)裝置，其特征在于，所述定向天線陣列由4個(gè)定向天線和天線支架組成，4個(gè)定向天線布置在一個(gè)平面上，構(gòu)成一個(gè)平面四邊形，所述平面四邊形的中垂線指向被測(cè)套管，所述天線支架支撐、調(diào)節(jié)所述平面四邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于定向天線陣列的套管局部放電帶電檢測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)調(diào)理器由高通濾波器、功率放大器組成；所述高通濾波器的下限截止頻率不低于0.3GHz，阻帶增益不高于-40dB ;所述功率放大器的下限截止頻率不低于0.3GHz，上限截止頻率不低于0.8GHz，增益不低于20dB。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于定向天線陣列的套管局部放電帶電檢測(cè)裝置，其特征在于，所述高速信號(hào)采集器的模擬帶寬不小于0-2GHZ，通道數(shù)為4，單通道的采樣率不低于20GS/s。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于定向天線陣列的套管局部放電帶電檢測(cè)裝置，其特征在于，所述高通濾波器的下限截止頻率為1GHz，阻帶增益為-40dB。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于定向天線陣列的套管局部放電帶電檢測(cè)裝置，其特征在于，所述功率放大器的下限截止頻率為1GHz，上限截止頻率為2GHz，增益為20dB。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于定向天線陣列的套管局部放電帶電檢測(cè)裝置，其特征在于，所述高速信號(hào)采集器的模擬帶寬為2.5GHz，通道數(shù)為4，單通道的采樣率為40GS/s。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK203720306SQ201320842873
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】肖天為, 陳俊, 張顯聰, 王勇, 黃炎光, 曲德宇, 顧樂, 雷超平, 顧春暉, 葉加驊, 鄭書生, 李成榕 申請(qǐng)人:廣州供電局有限公司, 華北電力大學(xué)