[发明专利]一种用于检测发电机局部放电信号的超声波传感器

说明书

本发明属于信号检测领域，具体用于检测发电机定子绕组局部放电的超声波信号，其组成包括：信号聚焦装置(10)和超声波信号接收装置，超声波信号接收装置由外壳体(1)、超声敏感元件(2)、信号放大器(3)、供电模块(4)、输出电缆(5)、输出连接插头(6)、固定结构(7)、指示灯(8)、密封金属环(9)、金属屏蔽(11)和固定杆(12)组成。本发明中将超声波信号接收装置置于信号聚焦装置(10)焦点位置，信号聚焦装置(10)采用旋转抛物面结构，利用声波的反射原理将超声波信号聚焦到信号接收装置上，增强超声波信号强度，信号接收装置利用超声敏感元件(2)将超声波信号转换为电信号，信号放大器(3)进行放大处理后，传输给外部信号处理终端，并且外壳体(1)内腔设有金属屏蔽，输出电缆(5)外表面包裹有屏蔽层，可以有效地防止电磁干扰，从而实现对发电机定局部放电信号的高效准确测量。

技术领域

本发明属于高电压与绝缘技术信号检测领域，具体用于检测发电机定子绕组局部放电的超声波信号。

背景技术

目前发电机的发展趋势是大容量、高效率，但在提高发电机效率、降低成本的同时，也对发电机运行的安全可靠性提出了更高的要求。发电机绝缘系统在长期运行过程中要承受热、电和机械应力等影响，使得绝缘内部出现气隙、裂纹、分层等绝缘缺陷，在局部强电场的作用下，就会发生局部放电，这是高电压绝缘系统中普遍存在的问题。而绝缘是保证电力设备安全稳定运行的重要因素，局部放电又是评价绝缘性能的重要指标之一，因此局部放电信号的快速准确测量就显得十分重要。当发生局部放电时，除放电现象以外还伴随着许多非电的复杂物理、化学现象，其中超声波信号可以用超声波传感器接收，这种方法具有不影响电力设备安全运行和不受电磁辐射干扰等优点。由于发电机定子绕组发生局部放电时，产生的超声波信号以球面波的形式向外传播，信号在传播过程中会发生衰减，传统的超声波传感器检测到的信号比较微弱，本发明设计了一种用于检测发电机局部放电信号的超声波传感器，通过信号聚焦装置(10)，将发散的局部放电信号通过反射原理聚焦到超声波传感器上，有效地增强信号，通过有良好屏蔽的超声波接收装置将超声波信号转换为电信号，进行放大处理后，传输给外部信号处理终端，可以高效准确地测量发电机定子绕组局部放电信号。

发明内容

本发明提供了一种检测局部放电信号的超声波传感器，应用于局部放电信号检测领域，具体为一种用于检测发电机定子绕组局部放电信号的超声波传感器。

上述目的通过以下技术方案实现：

所述的一种用于检测发电机局部放电信号的超声波传感器，其组成包括：信号聚焦装置和超声波信号接收装置，其特征在于：所述的超声波信号接收装置由外壳体(1)、超声敏感元件(2)、信号放大器(3)、供电模块(4)、输出电缆(5)、输出连接插头(6)、固定结构(7)、指示灯(8)、密封金属环(9)、金属屏蔽(11)和固定杆(12)组成，所述的信号聚焦装置(10)将超声波信号聚焦到所述的信号接收装置上，所述的固定杆(12)一侧连接于信号聚焦装置(10)，所述的固定杆另一侧连接于外壳体(1)，所述的外壳体(10)内腔固定连接有超声波敏感元件(2)，所述的超声波敏感元件(2)内部设有超声波探头，所述的超声波敏感元件(2)一侧通过电线电性连接有信号放大器(3)，所述的信号放大器(3)和所述的指示灯(8)前侧设有供电模块(4)，所述的供电模块(4)电性连接于信号放大器(3)和指示灯(8)，所述的外壳体(1)右侧贯穿连接有输出电缆(5)，所述的输出电缆(5)一侧电性连接于信号放大器(3)，所述的输出电缆(5)另一侧电性连接有输出连接插头(6)，所述输出连接插头(6)电性连接于外部信号处理终端。

所述的一种用于检测发电机局部放电信号的超声波传感器，所述的信号聚焦装置(10)采用旋转抛物面结构，凹面选用光滑钢制材料、凸面选用玻璃棉材料，尺寸为口径半径5.5cm、焦距3cm。