[发明专利]变压器局部放电超声矢量阵列定位装置及其制造方法

权利要求书

1.变压器局部放电超声矢量阵列定位装置，其特征在于：包括放置在变压器油中的箱体，箱体内镶嵌有成直线型排列的至少三个超声矢量阵元；

所述超声矢量阵元包括外壳（4），外壳内设置有无线数据采集模块（9）、三个压电式速度传感器（1）以及定位压电式速度传感器的悬挂杆（3）和连接杆（2）；所述三个压电式速度传感器通过连接杆上下依次连接，三个压电式速度传感器的中心轴线两两相互正交，居中的压电式速度传感器的中心位于外壳（4）的球心；

所述悬挂杆的一端垂直固定在居中的压电式速度传感器的表面，另一端伸出外壳表面并卡装在箱体中，所有悬挂杆均处在同一个与居中的压电式速度传感器轴线相垂直的平面内，上下两个压电式速度传感器的轴线至悬挂杆所在的平面的距离相等。

2.根据权利要求1所述的变压器局部放电超声矢量阵列定位装置，其特征在于：所述悬挂杆（3）为细长型圆柱杆，所有悬挂杆在所处平面内呈中心对称分布。

3.根据权利要求2所述的变压器局部放电超声矢量阵列定位装置，其特征在于：所述箱体为直线型固定箱体，包括对称设置的上半箱体和下半箱体，上半箱体的下端面和下半箱体的上端面设置有容纳超声矢量阵元的半圆孔凹槽，所述半圆孔凹槽的内壁上设置有用于卡装悬挂杆外端的长方体凹槽（7）。

4.根据权利要求3所述的变压器局部放电超声矢量阵列定位装置，其特征在于：所述相邻半圆孔凹槽的中心间距为超声波在变压器油中波长的一半。

5.根据权利要求4所述的变压器局部放电超声矢量阵列定位装置，其特征在于：所述无线数据采集模块（9）位于外壳内中心偏下的位置。

6.根据权利要求5任一项所述的变压器局部放电超声矢量阵列定位装置，其特征在于：所述外壳（4）为球形外壳，球形外壳采用环氧树脂与玻璃微球的混合物填充制成；所述箱体采用镁锂合金材料制成；整个定位装置的整体平均密度与变压器油的密度相近。

7.一种制备如权利要求1-6所述变压器局部放电超声矢量阵列定位装置的方法，其特征在于，它按如下步骤进行：

第一步，将三个压电式速度传感器（1）通过连接杆上下依次连接设置在一个空心球体模具（5）的内部，三个压电式速度传感器的中心轴线相互正交，分别对应X、Z、Y三个坐标轴方向；使居中的压电式速度传感器的中心位于空心球体模具的球心；

第二步，将悬挂杆的一端固定在居中的压电式速度传感器表面，另一端伸出空心球体模具，并使所有悬挂杆呈中心对称分布方式处在与居中的压电式速度传感器的轴线相垂直的平面内；上下两个压电式速度传感器的轴线至悬挂杆所在平面的距离相等；

第三步，将无线数据采集模块设置在空心球体模具的中心偏下的位置，用环氧树脂与玻璃微球的混合物对空心球体内部进行整体灌封；

第四步，待环氧树脂与玻璃微球的混合物凝固后，脱去空心球体模具就得到具有球形外壳的超声矢量阵元；

第五步，采用涂有绝缘漆的镁锂合金材料制作上半箱体和下半箱体，分别在上半箱体的下端面和下半箱体的上端面上开设对称的半圆孔凹槽，相邻半圆孔凹槽的中心间距为超声波在变压器油中的波长一半；然后再在半圆孔凹槽的内壁上开设长方体凹槽；

第六步，将超声矢量阵元安放在到直线型箱体下半箱体的半圆孔凹槽中，并使悬挂杆的外端卡装在半圆孔凹槽内壁的长方体凹槽中；最后将上半个箱体盖装在下半箱体上，加以密封固定即可。