一种用于电缆局部放电检测的外置式特高频传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种外置式特高频传感器，尤其涉及一种用于电缆局部放电检测的外置式特高频传感器。
【背景技术】
[0002]随着电力电缆在电力输配电网中的广泛应用，因电缆绝缘损坏导致的电力故障也不断增加。根据有关部门统计，电缆事故占全部电力设备事故的60%以上。
[0003]局部放电检测是电缆线路状态检测的一种重要手段。通过不同的局部放电检测方法，可以实现对运行电缆的离线或在线、接触或非接触的检测，且可对故障点进行准确定位，测量的灵敏度较高。局部放电检测法中的特高频检测法灵敏度高，抗干扰能力强，在近年来逐步得到推广。特高频检测的原理是:当电缆本体及电缆附件内部的绝缘缺陷发生局部放电现象时，会向外界辐射出特高频电磁脉冲，并经由非完全屏蔽部位向外传播。通过对特高频电磁脉冲以一定手段进行感应耦合，可准确检测到局部放电的位置。
[0004]特高频检测需要用到特高频传感器，其通过检测电缆局部放电时产生的特高频信号实现对局部放电的有效测量。
[0005]传统的特高频传感器为了获取较好的天线性能，通常采用平面螺旋结构，造成传感器体积较大、携带不便。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种用于电缆局部放电检测的外置式特高频传感器，该传感器方向性较好，反射系数小，水平极化增益高，体积小，重量轻，携带方便，安装在电缆外部，能有效检测电缆内部泄漏出来的特高频电磁波。
[0007]解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0008]一种用于电缆局部放电检测的外置式特高频传感器，包括天线，其特征是:所述的天线为两个对称布置的三角对数周期形状金属导体，参见图2，所述的三角对数周期形状由内部三角形和外部梯齿组成，三角形为张角等于β的等腰三角形，两三角形尖顶相向、底边在外并平行，外部梯齿为交错分布在所述三角形两斜边横向外伸的梯齿，张角等于α (位于三角形一边的梯齿夹角)，任一梯齿的大小形状等于三角形对应另一边的空位；一边第η个梯齿与三角形顶点的最大、最小垂直距离分别为ajPRn，n = 1,2,3……N，N为一边的梯齿总个数；三角对数周期形状且满足以下条件:
[0009]an/an+1= Rn/Rn+1= m ；
[0010]Rn/an= η ；
[0011]其中m、η为常数，用来决定梯齿的间距和宽度；两个三角对数周期形状的间距为山上下宽度为D ;
[0012]所述的天线I为金属贴片形式，固定在片状的介质基板2上表面，介质基板2为介电常数为3.1，厚度h为4mm的聚苯乙烯玻璃纤维板，介质基板2固定在管状的绝缘支撑件4上，绝缘支撑件4则固定在筒口朝上的筒状金属壳体5内侧底部上，垂直的同轴馈线3上端穿过绝缘支撑件以及介质基板所开孔后线芯和屏蔽层分别与天线I的两个电极焊接、下端的屏蔽层焊接在金属壳体内侧底部线芯穿出金属壳体5底部孔直接作为输出。
[0013]本实用新型的反射系数小于-6dB的绝对带宽为940MHz?1500MHz，参见图3。
[0014]本实用新型天线辐射图中最大辐射方向为传感器法向方向，且天线增益较高，500MHz?1500MHz频段内增益平均值在8dB以上，参见图4。
[0015]本实用新型的有益效果在于:
[0016]传感器采用天线理论设计，方向性较好，反射系数小，水平极化增益高，体积小，重量轻，便于携带，适用于现场带电检测。
[0017]本实用新型采用三角对数周期结构，在获取良好带宽、增益等性能的情况下，大幅降低天线的尺寸，减轻传感器的重量，使之便于携带，适合于现场带电检测。
【附图说明】
[0018]图1是外置式特高频传感器的结构剖视示意图；
[0019]图2是外置式特高频传感器的金属贴片结构图。
[0020]图3是外置式特高频传感器的反射系数曲线图。
[0021]图4是外置式特高频传感器的增益曲线图。
[0022]图中标号为金属贴片，2为介质基座，3为同轴馈线，4为绝缘支撑件，5为金属壳体。
【具体实施方式】
[0023]下面通过实施例结合附图进一步说明本实用新型。
[0024]如图1所示，本传感器包括金属贴片1、介质基板2、同轴馈线3、绝缘支撑件4和金属壳体5，其中，金属贴片I固定在介质基板2上端，介质基板2固定在绝缘支撑件4上，绝缘支撑件固定在金属壳体5内侧底部，同轴馈线3固定在绝缘支撑件4中，上端与金属贴片I相连，下端直接作为输出。
[0025]本实用新型所用元件如下:
[0026]金属贴片1:为三角对数周期天线，固定在介质基座2顶部，用于检测电缆发生局部放电时激发的特高频信号；
[0027]参见图2，两个对称布置的三角对数周期形状金属导体，三角对数周期形状由内部三角形和外部梯齿组成，三角形为张角等于β的等腰三角形，两三角形尖顶相向、底边在外并平行，外部梯齿为交错分布在所述三角形两斜边横向外伸的梯齿，张角等于α (位于三角形一边的梯齿夹角)，任一梯齿的大小形状等于三角形对应另一边的空位；一边第η个梯齿与三角形顶点的最大、最小垂直距离分别为ajP Rn,η = I, 2，3……N，N为一边的梯齿总个数；三角对数周期形状且满足以下条件:
[0028]an/an+1= Rn/Rn+1= m ；
[0029]Rn/an= η ；
[0030]其中m、η为常数，用来决定梯齿的间距和宽度；两个三角对数周期形状的间距为山上下宽度为D ;[0031 ]本实施例中的具体参数为:
[0032]α = β = 45。，m = 0.7，η = 0.84，d = 4mm，D = 28mm。
[0033]介质基座2:为金属贴片I提供支撑，固定在绝缘支撑件4上；
[0034]同轴馈线3:将金属贴片I检测的信号引出，便于操作人员测量与分析；
[0035]绝缘支撑件4:为介质基座2提供支撑，圆管型结构，同轴馈线3从圆管中穿过。
[0036]金属底板5:为绝缘支撑件4提供支撑。
[0037]本装置组装过程如下:
[0038]按照图1进行组装。在测试时从信号引出线输出端口测量信号，采集特高频传感器检测的电缆中局部放电产生的特高频信号。
【主权项】
1.一种用于电缆局部放电检测的外置式特高频传感器，包括天线，其特征是:所述的天线为两个对称布置的三角对数周期形状金属导体，所述的三角对数周期形状由内部三角形和外部梯齿组成，三角形为张角等于β =45°的等腰三角形，两三角形尖顶相向、底边在外并平行，外部梯齿为交错分布在所述三角形两斜边横向外伸的梯齿，张角等于α =45°，任一梯齿的大小形状等于三角形对应另一边的空位；一边第η = 0.84个梯齿与三角形顶点的最大、最小垂直距离分别为a# Rn, η = 1,2, 3……N，N为一边的梯齿总个数；三角对数周期形状且满足以下条件:an/an+1= Rn/Rn+1= m = 0.7 ；Rn/an= η = 0.84 ； 其中m、η为常数，用来决定梯齿的间距和宽度；作为电极的两个三角对数周期形状的尖顶间距为d，上下宽度为D。2.根据权利要求1所述的用于电缆局部放电检测的外置式特高频传感器，其特征是:所述的天线(I)为金属贴片形式，固定在片状的介质基板(2)上表面，介质基板(2)为介电常数为3.1，厚度h为4mm的聚苯乙烯玻璃纤维板，介质基板(2)固定在管状的绝缘支撑件(4)上，绝缘支撑件(4)则固定在筒口朝上的筒状金属壳体(5)内侧底部，垂直的同轴馈线(3)上端穿过绝缘支撑件以及介质基板所开孔后线芯和屏蔽层分别与天线(I)的两个电极焊接、下端的屏蔽层焊接在金属壳体内侧底部，线芯穿出金属壳体(5)底部孔直接作为输出。
【专利摘要】一种用于电缆局部放电检测的外置式特高频传感器，其天线为两个对称布置的三角对数周期形状金属导体，含内部三角形和外部梯齿；三角形为张角等于β的等腰三角形，两三角形尖顶相向、底边在外并平行，外部梯齿为交错分布在所述三角形两斜边横向外伸的梯齿，张角等于α，任一梯齿的大小形状等于三角形对应另一边的空位；一边第n个梯齿与三角形顶点的最大、最小垂直距离分别为an和Rn，n＝1,2,3……N，N为一边的梯齿总个数；三角对数周期形状且满足以下条件：an/an+1＝Rn/Rn+1＝m；Rn/an＝n；其中m、n为常数；两个三角对数周期形状的间距为d，上下宽度为D。本实用新型方向性较好，反射系数小，水平极化增益高，大幅度减小传感器尺寸及重量，适合于现场使用。
【IPC分类】H01Q1/50, H01Q1/38, G01R31/12
【公开号】CN204631196
【申请号】CN201520076273
【发明人】张伟忠, 黄劲峰, 何少红, 陈铭乐, 黄育龙, 陈孝信, 许永鹏
【申请人】广东电网有限责任公司佛山供电局, 上海交通大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年2月3日