设有滤波器的变电站局部放电信号检测系统的制作方法

本发明涉及一种设有滤波器的变电站局部放电信号检测系统。

背景技术：

目前，绝缘故障是电力设备在运行中的主要故障之一，电力设备发生绝缘故障前，一般都会有一个逐渐发展的局部放电过程，并最终导致绝缘击穿。如果在这个过程能够对运行设备进行局部放电监测和诊断，及时发现局部放电信号，提前对缺陷进行处理，就能有效避免绝缘击穿故障的发生。此外，对局部放电位置的定位，也有助于制定更有针对性的检修处理方案，减少停电时间，提高检修效率。因此，目前国内外很多科研工作者都对电力设备的局部放电的监测及定位进行了研究。申请号为：2011101675994的专利公开了一种《变电站局部放电信号在线监测和定位方法》，其利用全向天线接收信号，从而计算出局部放电的位置信息。然而，由于变电站附近本身存在很大的电场影响，而作为天线如果需要接收到强电场下的局部放电信号，就需要该天线具有较好的发射性能，例如其全向性和增益以及前后比均要求要较好的电气性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种设有滤波器的变电站局部放电信号检测系统。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种设有滤波器的变电站局部放电信号检测系统，其特征在于：包括有多通道数据采集单元、数据处理系统以及天线阵列；所述多通道数据采集单元用于采集天线阵列接收到的局部放电信号；

所述天线阵列包括有多个微带天线，每个所述微带天线包括有椭圆形的介质板，所述介质板的正面设有两组微带单元，两组微带单元上下对称设置；每组微带单元包括有两个、且左右对称的子单元。

其中，每个子单元包括有一个用于馈电的馈电片以及弧形的第一辐射臂；所述第一辐射臂与馈电片之间通过馈电微带线连接；所述第一辐射臂远离介质板中心的一边设有扇形缺口，所述第一辐射臂靠近介质板中心的一边设有半圆形缺口，半圆形缺口设于靠近馈电微带线的半边上；还包括有弧形第二辐射臂，所述第二辐射臂与第一辐射臂同心设置，所述第二辐射臂的一端与第一辐射臂的远离馈电微带线的一端连接；所述第二辐射臂上等弧长设置有多个扇形辐射臂，每个所述扇形辐射臂上设有镂空辐射单元，每个镂空辐射单元为三角形，镂空辐射单元的两边均向镂空辐射单元的中间延伸出有四条耦合辐射臂；自扇形辐射臂的外弧边向内弧边数起，第一个、第三个的耦合辐射臂的长度小于第二个、第四个；所述介质板的反面设有两组程上下对称的微带扇形单元，每组微带扇形单元包括有两个左右对称的隔离扇形臂。

其中，每个子单元的扇形辐射臂的数量为4-6个。

其中，设扇形辐射臂之间的距离为L，扇形辐射臂的数量为N，所述馈电微带线的横向长度为M，则M=L*0.8*N。

其中，每组微带单元的中间设置有一T形的寄生振子片；

其中，每个子单元包括有一个L形隔离杆，L形隔离杆与对应馈电微带线平行设置；

其中，所述介质上的外围上还设有一圈隔离微带臂；

其中，所述多通道数据采集单元与天线阵列之间信号连接有滤波器，所述滤波器用于滤除多通道数据采集单元采集到的信号的杂波；

其中，还包括有通信装置，所述与数据处理系统信号连接，用于将数据处理系统的探测信号实时发送至外界；

其中，还包括有与数据处理系统信号连接的数据存储单元，用于将探测信息实时存储；

本发明的有益效果为：利用漏电源有信号释放出的原理进行捕捉测定漏电源位置，改进接收天线，将天线的各项指标增加，实现更高灵敏度的探测。

附图说明

图1是本发明的原理图；

图2是本发明的微带天线的正面视图；

图3是本发明的子单元的结构示意图；

图4是图3的局部放大图；

图5是本发明的反面视图；

图6是本发明的微带天线的频率范围仿真测试图；

图7是本发明的微带天线的方向图；

图1至图7中的附图标记说明：

b1-介质板；b2-隔离微带臂；b3-寄生振子片；b4-L形隔离杆；b5-馈电片；b6-第一辐射臂；b61-半圆形缺口；b62-扇形缺口；b7-扇形辐射臂；b71-耦合辐射臂；b8-第二辐射臂；b9-隔离扇形臂。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图7所示，本实施例所述的一种设有滤波器的变电站局部放电信号检测系统，包括有多通道数据采集单元、数据处理系统以及天线阵列；所述多通道数据采集单元用于采集天线阵列接收到的局部放电信号；所述多通道数据采集单元用于采集天线阵列接收到的局部放电信号；滤波器用于滤除多通道数据采集单元采集到的信号的杂波；根据申请号为：2011101675994的专利公开了一种《变电站局部放电信号在线监测和定位方法》，通过天线接收局部放电信号，通过多通道数据采集单元将信号传至滤波器，滤波器用于滤除多通道数据采集单元采集到的信号的杂波，数据处理系统通过上述专利中介绍的方法计算后得出放电源的准确位置。

所述天线阵列包括有多个微带天线，每个所述微带天线包括有椭圆形的介质板b1，所述介质板b1的正面设有两组微带单元，两组微带单元上下对称设置；每组微带单元包括有两个、且左右对称的子单元。本实施例所述的一种设有滤波器的变电站局部放电信号检测系统，每个子单元包括有一个用于馈电的馈电片b5以及弧形的第一辐射臂b6；所述第一辐射臂b6与馈电片b5之间通过馈电微带线连接；所述第一辐射臂b6远离介质板b1中心的一边设有扇形缺口b62，所述第一辐射臂b6靠近介质板b1中心的一边设有半圆形缺口b61，半圆形缺口b61设于靠近馈电微带线的半边上；还包括有弧形第二辐射臂b8，所述第二辐射臂b8与第一辐射臂b6同心设置，所述第二辐射臂b8的一端与第一辐射臂b6的远离馈电微带线的一端连接；所述第二辐射臂b8上等弧长设置有多个扇形辐射臂b7，每个所述扇形辐射臂b7上设有镂空辐射单元，每个镂空辐射单元为三角形，镂空辐射单元的两边均向镂空辐射单元的中间延伸出有四条耦合辐射臂b71；自扇形辐射臂b7的外弧边向内弧边数起，第一个、第三个的耦合辐射臂b71的长度小于第二个、第四个；所述介质板b1的反面设有两组程上下对称的微带扇形单元，每组微带扇形单元包括有两个左右对称的隔离扇形臂b9。通过合理的辐射单元的设计，改善辐射电流，从而改善辐射特性。通过不小于600次的微带电路结构设计，以及通过不低于600次仿真试验和参数调整下，最终确定了上述天线结构，该天线具备较宽的频率范围以及较好的隔离度和方向性以及增益性能，具备较好的通信性能；实际测试中，该天线带宽可用频率范围高达1.7GHz至2.65GHz；基本满足通信频段的要求，其增益也较高，频带内平均增益大于8.952dbi；满足实际使用需要；另外其隔离度如果图频带内隔离度，隔离度表现较好，如图6，在S3中可以看出在频率范围内隔离度大于25.5db。其方向性也好，如图7所述，其为全向性天线。通过改变其发射特性，来提高信号的接收特性。

本实施例所述的一种设有滤波器的变电站局部放电信号检测系统，每个子单元的扇形辐射臂b7的数量为4-6个。

本实施例所述的一种设有滤波器的变电站局部放电信号检测系统，设扇形辐射臂b7之间的距离为L，扇形辐射臂b7的数量为N，所述馈电微带线的横向长度为M，则M=L*0.8*N。满足该公式后，其性能得到最佳体现，增益和方向都较好，驻波比接近1。

本实施例所述的一种设有滤波器的变电站局部放电信号检测系统，每组微带单元的中间设置有一T形的寄生振子片b3；寄生振子片b3能够增加增益的同时降低隔离度

本实施例所述的一种设有滤波器的变电站局部放电信号检测系统，每个子单元包括有一个L形隔离杆b4，L形隔离杆b4与对应馈电微带线平行设置；

本实施例所述的一种设有滤波器的变电站局部放电信号检测系统，所述介质上的外围上还设有一圈隔离微带臂b2。其能有效增强隔离性能，完善天线的电气性能

所述多通道数据采集单元与天线阵列之间信号连接有滤波器，所述滤波器用于滤除多通道数据采集单元采集到的信号的杂波；

本实施例所述的一种设有滤波器的变电站局部放电信号检测系统,所述多通道数据采集单元与天线阵列之间信号连接有滤波器，所述滤波器用于滤除多通道数据采集单元采集到的信号的杂波；本实施例所述的一种设有滤波器的变电站局部放电信号检测系统,还包括有通信装置，所述与数据处理系统信号连接，用于将数据处理系统的探测信号实时发送至外界；本实施例所述的一种设有滤波器的变电站局部放电信号检测系统,还包括有与数据处理系统信号连接的数据存储单元，用于将探测信息实时存储；本实施例所述的一种设有滤波器的变电站局部放电信号检测系统,所述PCB板上还设有一圈屏蔽圈；用于提高屏蔽性能。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。