[实用新型]一种检测暂态对地电压信号的传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及检测暂态对地电压信号的传感器。

背景技术

一种电气设备在长期运行中必然存在电的、热的、化学的及异常状况下形成的绝缘劣化，导致电气绝缘强度降低，甚至发生故障。近年来在配网中的许多突发事故，多是设备绝缘问题所致。国内外的经验表明带电测量电气设备的局部放电特征是预防电气设备故障的一种好方法。

局部放电一般以下面的形式释放能量：

(1)电磁形式：无线电波、光、热；

(2)声波形式：声音、超声波；

(3)气体形式：臭氧、一氧化二氮。

其中，局部放电产生的电磁波通过电气设备，如开关柜的金属箱体的接缝处或气体绝缘开关的衬垫传播出去，同时产生一个暂态电压，通过设备的金属箱体外表面而传到地下去。这些电压脉冲是于1974年由Dr John Reeves首先发现，并把它命名为暂态对地电压(TEV)。

测量运行中的电气设备在局部放电过程中产生的瞬时对地电压脉冲(TEV)信号，从而判定设备的运行状况，是一种成熟的测试方法，在国外有多年的应用经验，该方法为国外电力公司广泛采用，效果良好，它能够为设备的状态检修提供强有力的技术保证。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种检测暂态对地电压(TEV)信号的传感器，该传感器作为检测设备的外围设备使用，可普遍用于电气设备的局部放电的检测。

一种检测暂态对地电压信号的传感器，主要包括传感头、信号调理电路和传感器电源；

所述的传感头包括一个金属的传感器主体，其外包覆有传感器绝缘层，并用同轴屏蔽信号引出线引出；

所述的信号调理电路主要包括电压钳制电路、检测变换电路和检波放大电路；该电压钳制电路用于将传感头所检测到信号的大小限制在一定电压范围之内；该检测变换电路用于将传感头所检测到信号由高频电流信号转变为高频电压信号，同时由带通滤波器对检测信号进行滤波，以获取一定频率段的信号；该检波放大电路中包括进行检测信号放大的运算放大器及进行检测信号检波的检波电路，并输出信号；

所述的传感器电源提供工作电源。

本实用新型可普遍用于电气设备局部放电的暂态对地电压信号的检测，结构简单，检测数据可靠。

附图说明

图1为本实用新型的传感头的结构示意图；

图2本实用新型的结构示意图。

以下结合附图对本实用新型作进一步详述。

具体实施方式

如图1及2所示，本实用新型主要包括传感头1、信号调理电路2、传感器电源3，所述的传感头1包括一个金属的传感器主体11，其外包覆有绝缘材料制成的传感器绝缘层12，并用同轴屏蔽电缆(信号引出线)13引出；该传感器绝缘层12的作用一是充当绝缘材料，二是对传感器主体11起到保护、支撑作用；

所述的信号调理电路2主要包括电压钳制电路21、检测变换电路22和检波放大电路23；该电压钳制电路21用于将传感头1所检测到信号的大小限制在一定电压范围之内；该检测变换电路22用于将传感头1所检测到信号由高频电流信号转变为高频电压信号，同时由带通滤波器对检测信号进行滤波，以获取一定频率段的信号；该检波放大电路23中使用运算放大器进行检测信号的放大，同时通过检波电路来进行检测信号的检波，并输出调理后的信号给信号采集电路7；

所述的传感器电源3提供工作电源。

由于在信号调理电路2中，使用的各个芯片都需要提供相应的电压进行工作，所以需要传感器电源3进行供电，考虑到设备的使用要求，采用可充电电池，用户可通过充电器对电池进行充电保证本实用新型正常使用。

测量时，本实用新型抵触在开关柜金属柜体4表面，该裸露的金属柜体4可看作平板电容器的一个极板，本实用新型的传感头1则可看作平板电容器的另一个极板，中间的填充物则为传感器绝缘层12。

当带电体5上出现放电源6时，电荷由带电体5快速向金属柜体4迁移，从而引起金属柜体4表面电荷的变化。电荷到达金属柜体4后，会迅速向接地点传播，具体速度与柜体的制造材料有关，一般可认为就是光速。对于由金属柜台4、传感器绝缘层12和传感器主体11构成的平板电容器来说，金属柜体4表面出现的电荷变化会在传感器主体11上感应出同样数量的电荷变化，形成一定的高频感应电流。该高频电流经信号引出线13输入到信号调理电路2，则可生成与放电强度成正比的高频电压。检测该高频电压，则可相应得出开关柜的放电强度、频度等参数。