CN204575796U - 用于高压开关柜局部放电检测的tev传感器 - Google Patents
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Abstract
一种用于高压开关柜局部放电检测的TEV传感器，包括外壳，外壳内设置有磁性座、电容耦合器、信号处理模块、无线传输模块以及电源模块；所述电容耦合器为由两个耦合电容极片构成的差动耦合电容结构，两个耦合电容极片分别设置在外壳底面的两端，耦合电容极片的电极连接信号处理模块的输入端，信号处理模块的输入端还连接电源模块的输出端，信号处理模块的输出端连接无线传输模块；所述磁性座设置在耦合电容极片上。本实用新型可以确保在检测时传感器能紧密吸附在开关柜表面上检测局部放电产生的暂态对地电压，具有较高的准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力设备检测技术领域，特别是一种用于检测高压开光柜局部放电的TEV传感器。
背景技术
高压开关柜在电力***中占有重要的地位，其安全运行直接关系着电网的稳定性。由于在生产、运输、运行过程中，受到电场力、热效应、化学腐蚀以及其他环境因素的影响，会对开关柜内的绝缘造成破坏，绝缘破坏会产引起局部放电现象的发生，影响设备的安全运行，因此对开关柜的局部放电进行检测是很有必要的。
开关柜内部产生局部放电时会产生一系列的电磁信号及非电类现象，因此目前对于开关柜局部放电有非电检测法与电检测法，非电检测法主要有超声波法，电检测法有暂态对地电压法与超高频法。由于开关柜内结构较为复杂，超声波检测法往往难以具有较高的稳定性，而暂态对地电压法直接检测暂态对地电压有较高的灵敏度和抗干扰能力，因此暂态地电压法具有更好的价值。
由于开关柜内发生局部放电时，会使得放电电极之间的电荷发生快速的变化，从而引起附近的金属屏蔽层上的电位产生变化，形成快速变化的脉冲电流；又由于开关柜的金属外壳在绝缘衬垫、箱体连接处等部位有不连续的缝隙，可以使高频电流信号传送到开关柜外表面，产生一个暂态对地电压（TEV），可以通过检测该暂态对地电压来判断开关柜内是否发生局部放电，也即暂态对地电压法。但目前采用的暂态地电压传感器往往需要采用人工手持，在检测过程中不能保证传感器与开关柜外壁接触的紧密性，测量信号处理不太准确，影响测量结果；并且还会对人身安全造成一定的威胁。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的不足，提供一种简单可靠、准确度高、抗干扰能力强、便于安装与拆卸的暂态地电压传感器，在能够准确检测高压开关柜内局部放电现象的基础上，可以无线传输信号，遥控遥测，有效地减少工作人员的工作量和安全隐患。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下：
一种用于高压开关柜局部放电检测的TEV传感器，包括外壳，外壳内设置有磁性座、电容耦合器、信号处理模块、无线传输模块以及电源模块；所述电容耦合器为由两个耦合电容极片和开光柜柜体构成的差动耦合电容结构，两个耦合电容极片分别设置在外壳底面的两端，耦合电容极片的电极连接信号处理模块的输入端，信号处理模块的输入端还连接电源模块的输出端，信号处理模块的输出端连接无线传输模块；所述磁性座设置在耦合电容极片上。
上述用于高压开关柜局部放电检测的TEV传感器，所述外壳的内壁上粘附有屏蔽罩，屏蔽罩的侧壁与底面交接处设置有安装耦合电容极片的凹槽，所述耦合电容极片的外端插接在凹槽内。
上述用于高压开关柜局部放电检测的TEV传感器，所述屏蔽罩的内壁上还设置有平行于底面的固定平台，所述信号处理模块、无线传输模块以及电源模块分别紧固在独立的固定平台上。
上述用于高压开关柜局部放电检测的TEV传感器，所述磁性座设置有两块，分别设置在两个耦合电容极片上；所述磁性座包括由软磁材料制作的壳体和设置在壳体内的条形永磁铁，永磁铁靠近屏蔽罩的一端设置有伸出外壳的调节旋钮。
上述用于高压开关柜局部放电检测的TEV传感器，所述信号处理模块包括依次连接的滤波电路、放大电路和降频电路，所述滤波电路的输入端连接电容耦合器的输出端，降频电路的输出端连接无线传输模块的输入端。
上述用于高压开关柜局部放电检测的TEV传感器，所述滤波电路为RC滤波电路，放大电路为由两块LM358运算放大器组成的两级高频放大电路，降频电路主芯片采用ADLS5113芯片。
上述用于高压开关柜局部放电检测的TEV传感器，所述无线传输模块为ZigBee无线模块。
由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得的技术进步如下：
本实用新型结构简单、使用方便，通过采集局部放电产生的对地暂态电压信号来检测高压开关柜内的局部放电现象，具有较高的准确性。本实用新型采用差动结构的电容耦合传感器，可以有效地消除外界的干扰因素，提高了本实用新型的可靠性。磁性座的设置，能够使本实用新型紧密的吸附在开关柜表面，方便了作业人员操作；磁性座上设置的调节旋钮，能够改变磁性座的磁性，方便作业人员安装与拆卸本实用新型。屏蔽罩的设置，既起到保护固定内部元件的作用，又能减少传感器受到外界的干扰和内部各模块间的干扰，提高了本实用新型的抗干扰性能。无线传输模块的设置，能够使传感器测得的信号通过无线网络传输给作业人员，消除了作业人员在开关柜附近作业容易发生危险的隐患，有效的保障了工作人员的安全。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型所述放大电路的电路图；
图3为本实用新型所述降频电路的电路图。
图中各标号表示为：1.外壳，2.屏蔽罩，3.电容耦合器，4.磁性座，401.调节旋钮，5.无线传输模块，6.电源模块，7.信号处理模块；U1.第一运算放大器，U2.第二运算放大器，U3.ADLS5113芯片。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
本实用新型的结构如图1所示，包括外壳1，外壳内设置有屏蔽罩2、磁性座4、电容耦合器3、信号处理模块7、无线传输模块5以及电源模块6。
屏蔽罩2安装在外壳内，起到屏蔽外部干扰信号的作用。屏蔽罩采用有机结合剂与外壳粘合，外壳有保护传感器的作用，且介电常数较为稳定，由于操作现场往往有干扰信号的存在，屏蔽罩可以有效的减少外部信号源带来的干扰。
屏蔽罩的侧壁与底面交接处设置有安装耦合电容器的凹槽，耦合电容器的耦合电容极片的外端插接在凹槽内,可以保证电容耦合器的可靠安装。
屏蔽罩内部有平行于底面的固定平台，可以使信号处理模块、无线模块、电源模块紧固在平台上，保证各模块的相对稳定性；同时还可减少不同模块之间的干扰。
所述磁性座4设置在外壳中安装电容耦合器的一侧，可以使传感器稳定牢固地吸附在开关柜柜体的表面。本实施例中磁性座设置有两块，磁性座包括由软磁材料制作的壳体和设置在壳体内的条形永磁铁，永磁铁靠近屏蔽罩的一端设置有调节旋钮401，调节旋钮401的操作手柄伸出外壳，便于作业人员操作。在本实用新型使用过程中，通过转动操作手柄可以调整永磁铁的方向，对软磁材料进行磁化或去磁，从而可以方便地将传感器固定在开关柜上或者从开关柜上取下。
所述电容耦合器3为由两个耦合电容极片和开光柜柜体构成的差动耦合电容结构，两个耦合电容极片分别设置在屏蔽罩底面的两端，耦合电容极片的电极连接信号处理模块的输入端。耦合电容极片作为电容耦合器3的一个电极，开关柜柜体作为电容耦合器的另一个电极，传感器的外壳作为电介质。当开关柜内部产生局部放电时，电容耦合器的其中一块耦合电容极片上的电压信号与另一极片上的相反电压信号形成差动结构，可以有效的消除外部温度等因素造成的干扰。
所述信号处理模块7用于对耦合电容器采集的暂态对地电压信号进行处理，包括依次连接的滤波电路、放大电路和降频电路，滤波电路的输入端连接电容耦合器的输出端，降频电路的输出端连接无线传输模块的输入端。本实施例中滤波电路采用RC滤波电路；放大电路采用由两块LM358运算放大器组成的两级高频放大电路，如图2所示；降频电路的主芯片采用ADLS5113芯片，如图3所示。由于局部放电产生的暂态对地电压频率较大，因此经过放大模块放大后的信号需要经过降频处理后再传输给无线传输模块。
本实施例中，无线传输模块为ZigBee无线模块，采用ZigBee无线协议，该无线协议具有短距离、低功耗等特点，由于其频带不与开关柜局部放电产生的电磁信号相互重合，因此既可以使工作人员与开关柜保持一定的距离又不会产生附加的干扰，能够满足局部放电检测的需求，增加了便携性。
本实用新型的工作原理为：首先通过调节调节旋钮的操作手柄，使磁性座产生磁力，然后将本实用新型吸附在开关柜的外表面。当开光柜内发生局部放电现象时，开关柜的外表面会产生一个暂态对地电压，电容耦合器即可采集到该暂态对地电压；电容耦合器将该电压信号传输给信号处理模块进行滤波、放大以及降频处理后传输给无线传输模块，传输给接收端。
Claims (7)
1.用于高压开关柜局部放电检测的TEV传感器，其特征在于：包括外壳（1），外壳内设置有电容耦合器（3）、信号处理模块（7）、无线传输模块（5）以及电源模块（6）；所述电容耦合器为由两个耦合电容极片和开光柜柜体构成的差动耦合电容结构，两个耦合电容极片分别设置在外壳底面的两端，耦合电容极片的电极连接信号处理模块的输入端，信号处理模块的输入端还连接电源模块的输出端，信号处理模块的输出端连接无线传输模块。
2.根据权利要求1所述的用于高压开关柜局部放电检测的TEV传感器，其特征在于：所述外壳的内壁上粘附有屏蔽罩（2），屏蔽罩（2）的侧壁与底面交接处设置有安装耦合电容极片的凹槽，所述耦合电容极片的外端插接在凹槽内。
3.根据权利要求2所述的用于高压开关柜局部放电检测的TEV传感器，其特征在于：所述屏蔽罩的内壁上还设置有平行于底面的固定平台，所述信号处理模块（7）、无线传输模块（5）以及电源模块（6）分别紧固在独立的固定平台上。
4.根据权利要求3所述的用于高压开关柜局部放电检测的TEV传感器，其特征在于：增设磁性座（4），所述磁性座（4）设置有两块，分别设置在两个耦合电容极片上；所述磁性座包括由软磁材料制作的壳体和设置在壳体内的条形永磁铁，永磁铁靠近屏蔽罩的一端设置有伸出外壳的调节旋钮（401）。
5.根据权利要求4所述的用于高压开关柜局部放电检测的TEV传感器，其特征在于：所述信号处理模块（7）包括依次连接的滤波电路、放大电路和降频电路，所述滤波电路的输入端连接电容耦合器的输出端，降频电路的输出端连接无线传输模块的输入端。
6.根据权利要求5所述的用于高压开关柜局部放电检测的TEV传感器，其特征在于：所述滤波电路为RC滤波电路，放大电路为由两块LM358运算放大器组成的两级高频放大电路，降频电路主芯片采用ADLS5113芯片。
7. 根据权利要求6所述的用于高压开关柜局部放电检测的TEV传感器，其特征在于：所述无线传输模块为ZigBee无线模块。
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