[发明专利]一种用于开关柜局部放电检测的传感器及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压开关柜绝缘监测技术领域，特别是涉及一种用于开关柜局部放电检测的传感器及其使用方法。

背景技术

开关柜内部的绝缘劣化到一定程度，就会发生局部放电，并辐射电磁脉冲。这种电磁波会透过开关柜外壳上的缝隙沿着金属外壳表面或导线、接地线传播，形成所谓的地电波。通过地电波的测量可以得知设备内部是否发生局部放电，从而间接诊断开关柜内部的绝缘状态是否可靠。

当前广泛应用的地电波传感器，完全采用无源结构，具有体积小、重量轻的特点，可以很方便地集成在手持式测试仪器中，通过人工巡检开展高压开关柜、环网柜及厢式变电站等电力设备的状态检测。然而，近些年的实践表明，无源传感器用于变电站内多面柜的大范围局部放电定位时，面临着灵敏度低、信号失真的问题，影响到对潜在绝缘缺陷的开关柜的准确定位和风险评估。

鉴于以上情况，设计和制作具有足够高检测灵敏度以及足够宽通频带的高性能地电波传感器，是当前开关柜局放检测设备制造业及电力企业亟待解决的重要课题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种用于开关柜局部放电检测的传感器及其使用方法，传感器能够无失真地高灵敏地检测到局部放电信号，并可实现对多面开关柜局部放电状态的在线监测和局部放电定位。

为实现上述目的，本发明提供一种用于开关柜局部放电检测的传感器，包括绝缘外壳（11）、屏蔽盒（13）、依次连接的地电波传感头（12）、信号耦合器（14）、级联滤波及放大单元（15）、输出阻抗匹配单元（16）和输出连接插头（110）；

所述地电波传感头（12）固定在绝缘外壳（11）的顶部面板（20）内表面，信号耦合器（14）、级联滤波及放大单元（15）和输出阻抗匹配单元（16）安装在屏蔽盒（13）中，输出连接插头（110）安装在绝缘外壳（11）的底部面板（19）上。

进一步地，传感器还包括磁扣（111），所述磁扣（111）嵌入顶部面板（20）中，用于将传感器吸附在开关柜表面。

进一步地，传感器还包括供电单元（18），通过导线（17）与级联滤波及放大单元（15）相连接。

进一步地，所述底部面板（19）为可拆卸式。

进一步地，所述地电波传感头（12）为一金属薄板，与顶部面板（20）粘合在一起。

进一步地，所述绝缘外壳（11）采用ABS工程塑料材质。

进一步地，所述屏蔽盒（13）为金属材质。

进一步地，所述输出连接插头（110）为BNC-50KF同轴连接器。

一种基于上述传感器的使用方法，将多个传感器的顶部面板（20）分别垂直贴近在多面开关柜柜体表面，通过信号电缆将多个传感器输出端连接起来，并连接至示波器，当示波器出现信号时，则表示多面开关柜中有柜体内部发生了局部放电。

一种基于上述传感器的使用方法，当多面开关柜内部发生局部放电现象时，将两个传感器的顶部面板（20）分别垂直贴近在并排的多面开关柜两端表面，通过信号电缆将两个传感器输出端连接起来，并连接至示波器，两个传感器均可测量到局部放电信号，调整传感器位置，使得示波器上显示的两段波形第一个波峰位置相重合，则局部放电源位于两个传感器连线的中位面上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）通过采用级联式滤波器，拓展了地电波传感器的3dB带宽，从而保证了传感器能够无失真地检测所测得的局部放电信号。

（2）通过采用级联式放大器，提升了放大器的增益，从而保证了传感器能够高灵敏地检测到测得的局部放电信号。

（3）通过控制放大单元的末端输出阻抗，实现了传感器输出阻抗与信号电缆的阻抗匹配，从而保证了传感器与信号电缆作为一个整体能够无失真地将局部放电信号传输到检测主机。

（4）与现有的传感器相比，本发明在确保同样可检测最小局放量的前提下，可以连接更长的信号电缆，相应地扩大了测试系统的整体检测范围，在开关柜检测仪器的生产企业及电力公司的技术管理部门等具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明用于开关柜局部放电检测的传感器结构示意图；

图2是本发明用于开关柜局部放电检测的传感器的电路示意图；

图3是本发明用于开关柜局部放电检测的传感器的一使用方法示意图；

图4是本发明用于开关柜局部放电检测的传感器的另一使用方法示意图。