CN203069731U - 一种应用于局部放电检测的uhf传感器 - Google Patents

一种应用于局部放电检测的uhf传感器 Download PDF

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刘诣
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Abstract

本实用新型涉及一种应用于局部放电检测的UHF传感器，属于电力设备检测仪器技术领域。一种应用于局部放电检测的UHF传感器，由UHF天线、滤波电路、UHF传感器电源、信号调理单元和传感器信号输出端口顺利连接组成，所述的UHF天线信号面和UHF天线接地面所用材料为铜，通过印制电路板技术将其覆于UHF天线基板上，天线采集到的信号由天线信号输出端口输出到滤波电路本实用新型通过控制UHF传感器天线的接收面积，使UHF传感器能检测到电气设备内部空气绝缘缺陷，同时，天线的接收频带为750MHz~1.5GHz，能有效避免由电晕放电产生的干扰，使设备具有较强的抗干扰能力。

Description

一种应用于局部放电检测的UHF传感器
技术领域
本实用新型涉及一种应用于局部放电检测的UHF传感器，属于电力设备检测仪器技术领域。
背景技术
局部放电的脉冲持续时间极短，其最短波头时间仅为几个ns，相对应的频域十分宽广。传统的局部放电检测技术，由于测量频率较低，测量频带与周围环境的强干扰源的频带重叠，易受外界干扰的影响，既不能避开干扰，也不容易区分放电与干扰，即使采取复杂的抗干扰措施，也很难应用于运行设备的局部放电测量。而UHF检测技术，是在300M～3000MHz宽频带内接收局部放电所产生的超高频电磁脉冲信号。由于UHF信号在空气中传播时衰减很快，故设备外部的超高频段的电磁干扰信号（如空气中的电晕放电），不仅频带比设备中局部放电信号的窄，其强度也会随频率增加而迅速下降，进入设备的超高频分量相对较少，因而可以避开部分位置较远的空气放电脉冲干扰。而对于分布在UHF检测频段内的固定频率干扰（如移动通讯、电视、雷达等信号），则可通过调整检测频带来避开这些干扰频段，从而达到带电检测局部放电信号的目的。
一般认为空气中放电（电晕放电）主要为典型氮气放电，因此电晕放电产生的电磁波信号频谱可近似为氮气放电产生的电磁波信号频谱，其电磁波信号能量主要分布在700MHz以下。另外，对于电气设备内部可能存在的空气绝缘缺陷，研究分析认为，UHF传感器与放电源距离较近的情况下，空气放电在低频率能量衰减较小，大接收面积的天线实质起到电容耦合作用，能检测到空气绝缘缺陷放电产生的能量。综上所述，为避免电晕放电干扰，并能检测电气设备内部空气绝缘缺陷，本实用新型提供了750MHz~1.5GHz宽检测频带、大接收面积天线的UHF传感器。
实用新型内容
本使用新型目的在于提供一种检测电气设备局部放电信号的UHF传感器，通过控制UHF传感器天线的接收面积，使UHF传感器能检测到电气设备内部空气绝缘缺陷，同时，天线的接收频带为750MHz~1.5GHz，能有效避免由电晕放电产生的干扰，使设备具有较强的抗干扰能力。
本实用新型的技术方案是：一种应用于局部放电检测的UHF传感器，由UHF天线、滤波电路、UHF传感器电源、信号调理单元和传感器信号输出端口顺利连接组成，其特征在于：所述的UHF天线信号面和UHF天线接地面所用材料为铜，通过印制电路板技术将其覆于UHF天线基板上，天线采集到的信号由天线信号输出端口输出到滤波电路。其有益效果是：对天线的性能起到了很大的作用，尤其在低频方面的扩展，增加了整体的带宽，提高了天线的整体的性能。
如上所述的局部放电检测的UHF传感器，其特征在于：天线接地面形状为由矩形到弧形的变化。其有益效果是：可以控制UHF传感器天线的接收面积，使UHF传感器能检测到电气设备内部空气绝缘缺陷。
如上所述的局部放电检测的UHF传感器，其特征在于：UHF天线基板采用介电常数为4.4的FR4材质，厚度为2mm，长度为7cm，宽度为10cm。
如上所述的局部放电检测的UHF传感器，其特征在于：所述的信号调理单元由放大器和检波电路构成。
如上所述的局部放电检测的UHF传感器，其特征在于：所述的UHF天线与滤波电路通过50欧姆的同轴电缆连接。
附图说明
图1是本实用新型的总体结构示意图；
图2是本实用新型的外观结构示意图；
图3是UHF天线板示意图。
具体实施方式
附图1标记说明：11—UHF天线、12—滤波电路、13—UHF传感器电源、14—放大器、15—检波电路、16—信号调理单元、17—传感器信号输出端口
附图2标记说明：21—UHF天线板、22—金属屏蔽壳，17—传感器信号输出端口、24—电源开关
附图3标记说明：31—天线信号面、32—天线接地面，33—天线信号输出端口、34—UHF天线基板。
以下结合附图，对本实用新型做进一步的说明。
从图1可以看出，该UHF传感器主要由UHF天线11、滤波电路12、UHF传感器电源13、信号调理单元16和传感器信号输出端口17组成，信号调理单元16由放大器14和检波电路15构成。
图1是本实用新型的总体结构示意图。UHF天线11的接收频带为750MHz~1.5GHz，经滤波电路12、放大器14和检波电路15处理后，由传感器信号输出端口17输出，UHF传感器电源13为UHF供电。由UHF天线11接收局部放电信号，经过50欧姆的同轴电缆传输到滤波电路12、放大器14和检波电路15，可获得局部放电的峰值和相位参数。采用包络检波技术可得到局部放电产生的超高频信号的包络曲线，通过普通数据采集卡即可获得信号峰值和相位等特征，从而大大降低了数据采集***的要求和数据量。检波电路15采用工业级集成对数放大IC，检波量程为-65dB~10dB，并设计了前端过电压保护功能，能够较好地满足带电检测要求。
图2是本实用新型的外观结构示意图。金属屏蔽壳22为不封闭的槽形，未封闭的一面嵌入UHF天线板21，用于接收外界UHF信号，经滤波电路12、放大器14和检波电路15处理后，由传感器信号输出端口17输出，电源开关24为船型开关，可控制UHF传感器电源的接通与断开。将滤波电路12和信号调理单元16置于金属屏蔽壳22之内，能有效的排除外界信号干扰。
图3为UHF天线板21示意图。天线信号面31和天线接地面32所用材料为铜，通过印制电路板技术将其覆于UHF天线基板34上，天线采集到的信号由天线信号输出端口33输出。天线接地面32由矩形到弧形的变化，对天线的性能起到了很大的作用，尤其在低频方面的扩展，增加了整体的带宽，提高了天线的整体的性能。UHF天线基板采用介电常数为4.4的FR4材质，厚度为2mm，长度为7cm，宽度为10cm。

Claims (5)

1.一种应用于局部放电检测的UHF传感器，由UHF天线、滤波电路、UHF传感器电源、信号调理单元和传感器信号输出端口顺利连接组成，其特征在于：所述的UHF天线信号面和UHF天线接地面所用材料为铜，通过印制电路板技术将其覆于UHF天线基板上，天线采集到的信号由天线信号输出端口输出到滤波电路。
2.如权利要求1所述的局部放电检测的UHF传感器，其特征在于：天线接地面形状为由矩形到弧形的变化。
3.如权利要求1所述的局部放电检测的UHF传感器，其特征在于：UHF天线基板采用介电常数为4.4的FR4材质，厚度为2mm，长度为7cm，宽度为10cm。
4.如权利要求1所述的局部放电检测的UHF传感器，其特征在于：所述的信号调理单元由放大器和检波电路构成。
5.如权利要求1至4所述任一局部放电检测的UHF传感器，其特征在于：所述的UHF天线与滤波电路通过50欧姆的同轴电缆连接。
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