CN115327322A - 一种电缆接头局部放电检测用警报装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电缆接头局部放电检测用警报装置及方法，包括壳体、超声波探头、信号放大模块、滤波模块、控制模块、电源和显示屏；所述超声波探头、信号放大模块、滤波模块、显示屏均和控制模块电性连接，电源为超声波探头、信号放大模块、控制模块、显示屏供电；所述信号放大模块、滤波模块、控制模块、电源设置在壳体中，超声波探头和显示屏固定设置在壳体上。本发明中，在电缆接头处安装超声波探头，超声波探头与电缆接头呈26°夹角，超声波探头通过放大电路和滤波电路共同将采集到的信号通过串口与LCD屏通信，将信号显示在LCD屏上，并通过LCD屏报警。解决了超声波探头无法捕获到电缆接头处放电产生的声音信号的问题。
Description
技术领域
本发明属于电缆接头诊断技术领域，具体涉及一种电缆接头局部放电检测用警报装置及方法。
背景技术
环网柜电缆接头大多采用肘型接头，在电缆接头的安装过程中，往往存在安装人员操作不规范使得双头螺栓与压接端子之间存在较大间隙，容易造成电缆接头内外相通的安全隐患。电缆接头出现问题时，由于间隙中会有外界进入的水蒸气，导致电缆接头处出现放电现象，并且会产生36-44kHz的声音。目前的超声波探头的频率响应都在20KHz以下，无法满足对电缆接头局部放电时产生的36-44kHz的声音频率捕获检测。
发明内容
本发明提供了一种电缆接头局部放电检测用警报装置及方法，解决现有技术中超声波探头无法捕获电缆接头发生局部放电进行报警的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下方案实现：
一种电缆接头局部放电检测用警报装置，包括壳体、超声波探头、信号放大模块、滤波模块、控制模块、电源和显示屏；
所述超声波探头、信号放大模块、滤波模块、显示屏均和控制模块电性连接，电源为超声波探头、信号放大模块、控制模块、显示屏供电；
所述信号放大模块、滤波模块、控制模块、电源设置在壳体中，超声波探头和显示屏固定设置在壳体上。
进一步优化，检测时超声波探头与电缆接头呈26°夹角。
进一步优化，所述信号放大模块为AD620放大器。
进一步优化，所述滤波模块包括二阶压控电压源带通滤波电路。
基于上所述装置的检测方法，包括如下步骤：将该警报装置安装在电缆接头时，使超声波探头与电缆接头堵头表面呈26°夹角；超声波探头采集的声音信号，转换为电信号，通过放大模块、滤波模块处理后传送给控制模块，控制模块通过串口与LCD屏通信，使信号在LCD屏上显示，如果有持续的信号则进行报警。
与现有技术相比，本申请的有益效果如下：
本发明中，在电缆接头处安装超声波探头，超声波探头与电缆接头呈26°夹角，超声波探头通过放大电路和滤波电路共同将采集到的信号通过串口与LCD屏通信，将信号显示在LCD屏上，并通过LCD屏报警。有效解决了超声波探头无法捕获到电缆接头处放电产生的声音信号的问题。
附图说明
图1为本发明所述电缆接头局部放电检测用警报装置的框图；
图2为本发明所述二阶压控电压源带通滤波电路图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1所示，一种电缆接头局部放电检测用警报装置，包括壳体1、超声波探头2、信号放大模块3、滤波模块4、控制模块5、电源7和显示屏6。
所述超声波探头2、信号放大模块3、滤波模块、4显示屏6均和控制模块5电性连接，电源7为超声波探头2、信号放大模块3、滤波模块4、控制模块5和显示屏6供电。
所述信号放大模块、滤波模块、控制模块、电源设置在壳体中，超声波探头和显示屏固定设置在壳体上。
所述超声波探头主要由压电晶体组成。由于局部放电产生的声信号极其微弱，为了便于放大以及传输信号，利用压电晶体受到声波声压的作用时，产生电荷，将超声波转换为电能，实现声电转换。具有电压效应的压电传感器，其转换能力可以用转换系数G来表示。
其中，U为电压(V)，p为压力(bar)，t为压电体厚度(m)。
检测时超声波探头与电缆接头呈26°夹角。考虑到局部放电超声波信号在介质上的传播过程中具有明显的方向性，因为其频率远大于普通人耳能听见声波，因此局部放电的超声波更容易发生全反射。在空气中射向金属等材料时，仅有26°的全反射临界角，并且超声波在传播的过程中伴随着声波能量的扩散衰减，所以在安装时要同时注意安装的位置和方向。
在本实施例中，所述信号放大模块为AD620放大器。为了保证能在40kHz左右的频率获得较高的增益，选用噪声低的AD620作为前置放大器。如图2所示，信号通过AD620的同相端，经过电容滤波之后，从AD620的输出端进入AD9226的VINA，再从AD9226芯片的BIT/1～BIT/8端输入到STM32F103芯片的ADC3输入引脚。当检测到电压值高于设定阈值时，通过穿管PIN69、PIN70向串口屏发送数据。
在本实施例中，所述滤波模块包括二阶压控电压源带通滤波电路。该电路为二阶压控电压源带通滤波电路。
实施例二：
基于上所述装置的检测方法，包括如下步骤：将该警报装置安装在电缆接头时，使超声波探头与电缆接头堵头表面呈26°夹角；超声波探头采集的声音信号，转换为电信号，通过放大模块、滤波模块处理后传送给控制模块，控制模块通过串口与LCD屏通信，使信号在LCD屏上显示，如果有持续的信号则进行报警。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (5)
1.一种电缆接头局部放电检测用警报装置，其特征在于，包括壳体、超声波探头、信号放大模块、滤波模块、控制模块、电源和显示屏；
所述超声波探头、信号放大模块、滤波模块、显示屏均和控制模块电性连接，电源为超声波探头、信号放大模块、控制模块、显示屏供电；
所述信号放大模块、滤波模块、控制模块、电源设置在壳体中，超声波探头和显示屏固定设置在壳体上。
2.根据权利要求1所述的电缆接头局部放电检测用警报装置，其特征在于，检测时超声波探头与电缆接头呈26°夹角。
3.根据权利要求1所述的电缆接头局部放电检测用警报装置，其特征在于，所述信号放大模块为AD620放大器。
4.根据权利要求1所述的电缆接头局部放电检测用警报装置，其特征在于，所述滤波模块包括二阶压控电压源带通滤波电路。
5.基于权利要求1-4中任一项所述电缆接头局部放电检测用警报装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：将该警报装置安装在电缆接头时，使超声波探头与电缆接头堵头表面呈26°夹角；超声波探头采集的声音信号，转换为电信号，通过放大模块、滤波模块处理后传送给控制模块，控制模块通过串口与LCD屏通信，使信号在LCD屏上显示，如果有持续的信号则进行报警。
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