变压器放油阀式局放监测与定位系统用复合传感器的制作方法

本发明涉及一种复合传感器，尤其是涉及一种变压器放油阀式局放监测与定位系统用复合传感器。

背景技术：

局放即局部放电，局部放电是在电气元件中，绝缘体的电气强度较高电厂向电气强度较低电场发生的放电现象，这种现象在电气件外观的表现为绝缘体被击穿，造成固体介质局部的沿面放电。局部放电对变压器绝缘造成的破坏是严重的，局部放电是造成绝缘损坏的主要原因之一。由于大型变压器结构复杂，为便于分析判断其内部放电的严重性，需要对变压器内部局部放电进行监测和定位，另外，在对电力变压器局部放电进行故障检修时，也需要对局部放电定位。

目前对变压器局部放电监测和定位方法主要有超声波法和特高频法。使用超声波测量主要传感器是压电式声传感器，应用时将传感器固定在变压器壳体之外，此种测量方法不但存在信号的电磁干扰问题，同时存在壳体引起的声波信号衰减，还有不同介质声阻抗引起的传输多路径等问题。使用特高频法时，内置式特高频局部放电监测在灵敏度、抗干扰等方面具有很大优势，但仅存单一性质信号源的判据往往使得检测人员或运行人员对是否存在局部放电存在较大疑惑，不敢轻易下结论。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种变压器放油阀式局放监测与定位系统用复合传感器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种变压器放油阀式局放监测与定位系统用复合传感器，所述的传感器安装在变压器的放油阀处，所述的复合传感器包括传感器组件、信号传输组件和传感器安装组件，所述的传感器组件与安装组件分别与信号传输组件连接，所述的传感器组件包括超声波传感器模块和特高频传感器模块，所述的传感器组件用于采集变压器的局放的超声波信号和特高频信号。

所述的传感器组件还包括穿孔式探头封盖和绝缘套筒，所述的穿孔式探头封盖上设有穿孔，所述的穿孔式探头封盖与绝缘套筒的前端螺纹连接，所述的超声波传感器模块胶合固定在绝缘套筒内部的前端，所述的超声波传感器模块的探头穿过所述穿孔式探头封盖上的穿孔，所述的特高频传感器模块胶合固定在绝缘套筒内部的后端。

所述的信号传输组件包括同轴电缆、不锈钢外壳、sma信号接头和填充材料，所述的sma信号接头设于不锈钢外壳后端，所述的同轴电缆的前端与超声波传感器模块和特高频传感器模块连接，所述的同轴电缆的后端与sma信号接头连接，并且，所述的同轴电缆穿过不锈钢外壳的内部。

所述的绝缘套筒的后端与不锈钢外壳的前端螺纹连接，所述的绝缘套筒与不锈钢外壳的接触面上设有第一密封圈。

所述的安装组件包括法兰盘和不锈钢固定套筒，所述的法兰盘与不锈钢外壳的后端螺纹连接，不锈钢固定套筒的前端与不锈钢外壳的后端螺纹连接。

所述的法兰盘上设有当复合传感器安装时起到压力释放作用的排气孔。

所述的不锈钢外壳与不锈钢固定套筒的接触面上设有第二密封圈。

所述的绝缘套筒的材料为聚四氟乙烯。

所述的填充材料为环氧树脂填充材料。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)将超声波传感器设计成内置式，利用变压器油介质直接传递局部放电超声波信号，将大大降低电磁干扰问题、声波信号衰减问题以及声波沿变压器壳体传播影响定位的问题。

(2)利用超声波传感器和特高频传感器同时测量特高频、超声波脉冲信号，结合特高频信号和超声波脉冲信号对局部放电进行监测和定位，提高监测和定位的准确性。

(3)超声波传感器和特高频传感器联合使用，提高检测和定位的效率，降低加工和安装难度。

附图说明

图1为本发明的一种变压器放油阀式局放监测与定位系统用复合传感器的结构示意图；

图2为本发明的一种变压器放油阀式局放监测与定位系统用复合传感器的主视图；

图3为本发明的一种变压器放油阀式局放监测与定位系统用复合传感器的侧视图；

图4为本发明的一种变压器放油阀式局放监测与定位系统用复合传感器检测微弱信号与传统外置式超声波局部放电传感器检测微弱信号对比图；

其中，1、穿孔式探头封盖，2、超声波传感器模块，3、特高频传感器模块，4、绝缘套筒，5、第一密封圈，6、同轴电缆，7、不锈钢外壳，8、填充材料，9、法兰盘，10、排气孔，11、第二密封圈，12、不锈钢固定套筒，13、sma信号接头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。

实施例一

本发明力图从实际应用出发，客服现有局部放电特高频、超声波信号检测传感器相互独立使用存在的缺点，提供一种变压器放油阀式局部放电监测与定位系统用复合传感器。即使用模块化设计和加工技术，将声超声波测量用发射传感器和电磁波测量用套筒天线传感器，设计成一体化的基于变压器放油阀安装的、具备同时测量特高频、超声波脉冲信号的变压器局部放电监测与定位系统用复合传感器。该复合传感器具有简单、实用、降低电磁干扰、能够克服声波沿变压器壳体传播影响定位的问题等优点，用于分析变压器内部局部放电信号和定位。

如图1和图2所示，本发明变压器放油阀式局放监测与定位系统用复合传感器，安装于变压器的放油阀处，该复合传感器包括传感器组件、信号传输组件和传感器安装组件，传感器组件与安装组件分别与信号传输组件连接。

如图1所示，传感器组件包括超声波传感器模块2、特高频传感器模块3、穿孔式探头封盖1和绝缘套筒4，穿孔式探头封盖1与绝缘套筒4的前端螺纹连接，超声波传感器模块2用玻璃胶胶合固定在绝缘套筒4内部的前端，特高频传感器模块3用玻璃胶胶合固定在绝缘套筒4内部的后端，玻璃胶同时起到绝缘和封堵变压器油泄漏的作用。

本实施例中，绝缘套筒4的材料为聚四氟乙烯，超声波传感器模块2采用超声波测量用发射传感器模块，工作频率范围为20khz～200khz，温度范围为-30℃～90℃，特高频传感器模块3采用电磁波测量用套筒天线传感器模块，工作频率范围为300mhz～1500mhz，温度范围为-30℃～90℃。

信号传输组件包括不锈钢外壳7、sma信号接头13、同轴电缆6和填充材料8，sma信号接头13设于不锈钢外壳7后端，同轴电缆6的前端与超声波传感器模块2和特高频传感器模块3连接，同轴电缆6的后端与sma信号接头13连接，并且，同轴电缆6穿过不锈钢外壳7内部，填充材料8填充不锈钢外壳7内部，起到固定同轴电缆6和封堵变压器油的作用，绝缘套筒4的后端与不锈钢外壳7的前端螺纹连接，绝缘套筒4与不锈钢外壳7的接触面上设有第一密封圈5，防止变压器油进入后续模块。

本实施例中，不锈钢外壳7的材料为307不锈钢，填充材料8采用环氧树脂填充材料。

如图1和图3所示，安装组件包括法兰盘9和不锈钢固定套筒12，法兰盘9与不锈钢外壳7后端螺纹连接，不锈钢固定套筒12的前端与不锈钢外壳7的后端螺纹连接，不锈钢外壳7与不锈钢固定套筒12的接触面上设有第二密封圈11，防止变压器油泄漏，并且，法兰盘9上设有当复合传感器安装时起到压力释放作用的排气孔10，本实施例中法兰盘9采用dn50法兰盘。

本实施例中的复合传感器与传统外置式超声波局部放电传感器检测微弱信号对比如图4所示。

本发明具有以下创新点：

(1)本发明提供了提供了一种变压器局部放电监测与定位系统用传感器。使用模块化设计和加工技术，将超声波传感器和特高频传感器，设计成一体化的基于变压器放油阀安装的、具备同时测量特高频、超声波脉冲信号的变压器局部放电监测与定位系统用复合传感器，在使用时无需分别在变压器的不同位置安装不同的传感器，提高了工作效率。

(2)本发明提供了一种比传统安装在变压器外部壳体上局部放电超声波传感器更加有效的传感器，其不但解决了电磁干扰问题，同时避免了变压器外壳对声波的衰减，以及避免了原超声波沿变压器壳体传播影响定位的问题。

(3)本发明提供了一种提供局部放电信号时间差的、且两种不同性质信号源相互佐证的特高频、超声波检测(声-电联合)复合传感器。

实施例二

本实施例中超声波传感模块2采用压电陶瓷超声波传感器，特高频传感器模块3采用圆盘式、半圆偶极子式等特高频传感器，这种方式之间的组合不做限定。

上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。