一种敞开式变电站高压设备缺陷检测与定位装置的制作方法

本实用新型涉及变电站检测技术领域，具体涉及一种敞开式变电站高压设备缺陷检测与定位装置。

背景技术：

近年来，我国电气一次设备制造有了较大发展，虽然GIS变电站设备所占比例越来越大，但是敞开式变电站数量依旧是非常庞大，运行时间也都比较长，并且高压设备的绝缘会随时间老化，而且差不多所有的情况都表明，局部放电活动的出现就是绝缘质量恶化的象征。局部放电对绝缘的破坏作用是一个缓慢的过程，而且是从局部区域开始的，它会降低绝缘寿命，影响设备安全运行，对高压设备来说是一种隐患。局放最终导致绝缘质量降低，缩短绝缘寿命，从而可能导致整个电网的故障停电。

目前，对于敞开式变电站巡检，国家电网主要采用超声波、红外线、紫外线、特高频局部放电等技术手段对变电站的高压设备进行检测。

超声波巡检技术作为变电站电气监测的一项重要手段，对于变电站高压设备维护人员来说，虽然可以快速定位声音源，但由于变电站内电晕噪声源多且声音比较大，高压设备的故障声响很容易被忽略。

红外热成像巡检，由于红外技术在电力行业取得了十分不错的应用效果，随处可见便携红外点温仪，便携式红外热成像仪等红外设备，它虽然可发现肉眼所无法察及的热点现象，但是由于电晕、电弧、高压设备内部放电等现象并不一定伴随明的升温现象，并且当环境温度比较高时，很多缺陷很有可能被掩饰。

紫外成像技术巡检，由于光学方法、分辨率和抗干扰能力均比较好，可以记录电晕和高压设备表面放电过程中辐射的紫外线，但是和红外成像技术一样，对于高压设备内部的放电，还有由于光辐射的复杂性，加上气象条件如气压、湿度、温度等对气体电离具有直接的影响，故紫外成像技术只能为分析判断提供辅助依据。

常用的特高频局部放电巡检，一般沿用的是用于GIS和变压器的检测设备，该类型设备主要的检测频段是300-1500MHz，多采用包络检波的方法进行局部放电的巡检，采样率低，所提取到的信号特征矢量，很难将所有的干扰信号与真正的局部放电信号区分开，这样就会产生误检测、或是漏检测，其检测结果很难作为故障处理的依据，并且无法进行敞开式变电站的局部放电定位。

不管是采用以上哪种巡检手段，其付出的人力成本和花费的时间成本都非常高，对于一个220kV变电站的巡检，其敞开式设备就多达上千只，无论是超声波巡检、红外线巡检、紫外线巡检、还是采用便携式特高频局部放电巡检仪逐一对每个设备进行巡检，至少要花费一天以上的时间。

本实用新型利用较少的特高频传感器矩阵天线，建立一个以小车作为移动载体的车载式移动平台，通过小车的移动实时的显示缺陷位置。一次实现对变电站内高压设备进行全方位的局部放电巡检和定位。对比超声波巡检、红外热成像、紫外成像、特高频局部放电巡检等检测手段，此装置可以大大降低人工成本，增加工作效率。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型公开了一种敞开式变电站高压设备缺陷检测与定位装置，其通过在汽车顶部安装超宽带天线组成天线阵列，测量它们接收到同一放电源的电磁波信号的时间差，基于放电信号时延序列分析和空间分析，就可以实现放电信号的精确定位，且兼具减震稳定性能更强，天线高度可调节。

本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种敞开式变电站高压设备缺陷检测与定位装置，包括移动载体、笔记本电脑、供电的单元、数据传输单元、矩阵天线和天线支架，其特征在于：包括记录单元和支架安装部分，所述支架安装部分包括伸缩杆、减震弹簧、定位销、移动抱箍和吸盘，所述伸缩杆包括基本臂和伸缩臂，所述伸缩臂套接在所述基本臂中，所述基本臂和伸缩臂上均设有定位孔，所述减震弹簧一端与所述伸缩臂相连、另外一端与所述吸盘相连，所述移动抱箍包括左抱箍和右抱箍，所述基本臂顶端设有滑槽和卡槽，所述卡槽位于所述滑槽上方，所述滑槽内设有滑块，所述左抱箍和右抱箍均通过连接杆与所述滑块相连，所述记录单元包括数据处理单元、相位同步单元和GPS定位单元，所述记录单元通过USB连接线与所述笔记本电脑相连。

优选的，所述记录单元通过天线连接线与所述矩阵天线相连，通过电源线与所述供电单元相连。

优选的，所述矩阵天线设置在所述天线支架的顶角位置，用于采集敞开式变电站内空间电磁波信号。

优选的，所述天线支架底部通过所述移动抱箍的移动抱和与所述伸缩杆相连，所述左抱箍和右抱箍的端头均设有连接板，所述连接板上设有螺孔。

优选的，所述吸盘吸附在所述移动载体的顶端，所述基本臂和所述伸缩臂之间通过限位销和定位孔实现高度定位。

优选的，所述矩阵天线内设有传感器矩阵，所述数据传输单元包括USB连接线和天线连接线。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型利用较少的特高频传感器矩阵，建立一个以小车作为移动载体的车载式移动平台，设备具备“USB”数据连接功能，通过小车的移动实时的显示缺陷位置，可对一个敞开式变电站进行全面监测，在相当远的距离内进行有效的测量。设置天线支架安装部分，可通过伸缩杆调节矩阵天线的高度，即通过限位销插入定位孔实现伸缩杆长度的定位，实现高度调节。同时设置减震弹簧，也可保证矩阵天线的稳定性，抱箍通过滑槽和卡槽以及滑块和连接杆的相互卡和互动配合，即滑块被卡槽限制在滑槽内，可支撑连接杆防止其上下运动，可十分便于安装天线，大大降低人工成本，增加工作效率，产生极大的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的支架安装部分的主视结构示意图；

图2是本实用新型的支架安装部分的侧视结构示意图；

图3是本实用新型的连接示意图；

图4是本实用新型的结构示意图；

图中的标号分别代表：

1、基本臂；2、伸缩臂；3、吸盘；4、减震弹簧；5、限位销；6、定位孔；7、移动抱箍；8、连接板；9、卡槽；10、螺孔；11、滑槽；12、连接杆；13、天线支架；14、天线连接线；15、USB连接线；16、电源线；17、记录单元；18、矩阵天线。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型基于电磁波局部放电检测方法，利用超宽带天线阵列实现变电站局部放电的定位方法。通过在汽车顶部安装超宽带天线组成天线阵列，测量它们接收到同一放电源的电磁波信号的时间差，基于放电信号时延序列分析和空间分析，就可以实现放电信号的精确定位。

供电单元为小车或可移动电源提供整套设备供电。矩阵天线通过科学的布置方法，采集敞开式变电站内空间电磁波信号。移动载体为整套检测系统提供可移动的目的。相位同步单元通过感应空间电场获得工频相位信息。数据处理单元分析采集的数据，判断被测设备缺陷位置。数据传输单元具备“USB”和“蓝牙”数据传输功能。GPS定位单元提供运动轨迹及位置信息。

如图1所示，一种敞开式变电站高压设备缺陷检测与定位装置，包括供电单元、移动载体、矩阵天线、数据处理单元、相位同步单元、数据传输单元、笔记本电脑。

本实用新型装置，供电单元，为小车或可移动电源提供整套设备供电。

本实用新型装置，移动载体，通过小车的移动性实现车载式移动平台。

本实用新型装置，相位同步单元、数据处理单元、GPS定位单元共同组成记录单元，将测得结果通过数据传输单元送至笔记本。

本实用新型装置，数据传输单元具备“USB”和“蓝牙”数据传输功能。

本实用新型装置，矩阵天线，采集敞开式变电站内空间电磁波信号，经记录单元处理后计算缺陷处的方位角，随着移动载体的移动，方位角发生变化，确定局放缺陷位置，实现对变电站内高压设备进行全方位的局部放电巡检和定位。

本实用新型利用较少的特高频传感器矩阵，建立一个以小车作为移动载体的车载式移动平台，设备具备“USB”数据连接功能，通过小车的移动实时的显示缺陷位置，可对一个敞开式变电站进行全面监测，在相当远的距离内进行有效的测量。设置天线支架安装部分，可通过伸缩杆调节矩阵天线的高度，即通过限位销插入定位孔实现伸缩杆长度的定位，实现高度调节。同时设置减震弹簧，也可保证矩阵天线的稳定性，抱箍通过滑槽和卡槽以及滑块和连接杆的相互卡和互动配合，即滑块被卡槽限制在滑槽内，可支撑连接杆防止其上下运动，可十分便于安装天线，大大降低人工成本，增加工作效率，产生极大的经济效益。

本实用新型装置，检测软件具备记录原始脉冲信号记录，可查看时域图谱与频域图谱，通过PRPD图谱有效的识别干扰信号。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。