一种高压设备局部放电在线监测装置的制作方法

1.本发明涉及电力设备技术领域，具体为一种高压设备局部放电在线监测装置。


背景技术：

2.现有技术中，发电机、电动机、干式变压器和电缆等高压电气设备，由于质量缺陷或运行过程中的绝缘劣化，会在缺陷位置产生局部放电，并加速绝缘劣化，形成故障，甚至导致重大事故。处理此类问题的关键是如何快速、准确地找出放电位置，尤其是对于多条电缆或发电机定子绕组匝间放电、绝缘破损等故障时，如何精确找出具体放电位置，能大幅降低维修的难度和工作量。目前常用的局放定位传感器多采用超声探测模式，对放电信号的灵敏度较低，无法检测到微弱的放电信号，并需要提供电同步信号；而少数采用电、声一体式的传感器能够检测到放电信号，但指向性较差，只能确定一个大致范围，不能具体指出哪条电缆或哪匝线圈出现问题，无法为检修工作提供有力的技术支持。
3.如申请公布号cn105467285a公开了一种局放三维空间定位传感器及高压电气设备故障定位方法(以下简称“该方案”)，可同时接收被检测高压设备局部放电产生的脉冲电磁波和超声波信号，不但能够通过信号的幅值来判断设备的放电严重程度，而且可通过电声时差定位的方法确定故障点位置，具有很高的灵敏度和定位精度，指向性强。但是该方案在使用时，电脉冲接收线圈以及嵌入式安装脉冲超声接收器位于金属屏蔽聚焦罩开口端内，因利用了金属网屏蔽信号，影响电脉冲接收线圈接收信号的精度，所以电脉冲接收线圈接收信号强度还有待于进一部的改善。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种高压设备局部放电在线监测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种高压设备局部放电在线监测装置，包括：
7.包覆罩；
8.聚焦罩，安装在所述包覆罩的开口内；
9.接收线圈，安装在所述包覆罩的开口内，且与所述聚焦罩之间留有间距；
10.接收器，嵌装在所述聚焦罩的端部；
11.连接软管，一端与所述包覆罩连接，另一端连接到处理器外壳；
12.所述处理器外壳内安装有信号处理电路板以及用于供电的电源模块；
13.所述接收器与信号处理电路板连接；
14.所述间距内安装有反射井结构，用于调节接收线圈信号接收的强度。
15.优选的，所述反射井结构包括多个依次排列的反射井以及用于驱动挡板以改变反射井开口的奇偶数量的驱动装置。
16.优选的，所述挡板的数量少于反射井数量，且底端铰接在反射井的井口处，所述驱
动装置为电动推杆，该电动推杆的杆体安装有支架，该支架的端部铰接在挡板底端侧面上。
17.优选的，所述挡板的数量少于反射井数量，且挡板位于反射井内，通过弹性件与反射井顶壁连接，所述驱动装置为气泵，气泵连接有气管，该气管的端部贯穿反射井的顶壁伸入到反射井内。
18.优选的，所述聚焦罩包括屏蔽层以及与屏蔽层相贴合的反射层，其中所述反射层较屏蔽层靠近接收线圈。
19.优选的，所述反射层上嵌装有石英玻璃微珠。
20.优选的，所述处理器外壳上安装有绝缘杆连接座。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.本发明，焦罩开口采用锥筒形开口结构，采用电磁波和超声波联合检测，实现对发电机和电动机的局部放电信号的检测和故障点的三维空间精确定位。聚焦罩开口采用锥筒形开口结构，定位精度高，可精确定位发电机、电动机定子高压绕组等设备缺陷的具体位置。传感器整体外形为筒形，金属屏蔽聚焦罩前端的开口为锥筒形，内安装接收线圈，接收线圈由细铜线绕制而成，接收线圈与焦罩内壁之间留有距离，该距离通过安装反射井以及反射层，可以屏蔽侧方的干扰信号，使电脉冲接收线圈定向接收正前方的信号，使信号的增强效果好，进而提高其测量精度的目的，同时保证传感器对电脉冲信号具有更高的灵敏度。
附图说明
23.图1为本发明整体结构示意图；
24.图2为本发明包覆罩结构示意图；
25.图3为本发明图2中a处放大示意图；
26.图4为本发明驱动装置驱动挡板示意图；
27.图5为本发明驱动装置驱动挡板的另一种示意图；
28.图6为本发明聚焦罩结构示意图。
29.图中：1包覆罩、2聚焦罩、3屏蔽层、4接收器、5接收线圈、6连接软管、7处理器外壳、8信号处理电路板、9电源模块、10光纤输出接口、11绝缘杆连接座、12气管、13反射层、14反射井、15驱动装置、16石英玻璃微珠、17杆体、18支架、19挡板、20弹性件、21气管、22间距。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.实施例：
32.请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：
33.一种高压设备局部放电在线监测装置，包括：
34.包覆罩1；
35.聚焦罩2，安装在所述包覆罩1的开口内；
36.接收线圈5，安装在所述包覆罩1的开口内，且与所述聚焦罩2之间留有间距22；
37.接收器4，嵌装在所述聚焦罩2的端部；
38.连接软管6，一端与所述包覆罩1连接，另一端连接到处理器外壳7；
39.所述处理器外壳7内安装有信号处理电路板8以及用于供电的电源模块9；
40.所述接收器4与信号处理电路板8连接；
41.所述间距22内安装有反射井结构，用于调节接收线圈5信号接收的强度。
42.具体的，所述反射井结构包括多个依次排列的反射井14以及用于驱动挡板19以改变反射井14开口的奇偶数量的驱动装置15。
43.具体的，所述挡板19的数量少于反射井14数量，且底端铰接在反射井14的井口处，所述驱动装置15为电动推杆，该电动推杆的杆体17安装有支架18，该支架18的端部铰接在挡板19底端侧面上。
44.具体的，所述挡板19的数量少于反射井14数量，且挡板19位于反射井14内，通过弹性件20与反射井14顶壁连接，所述驱动装置15为气泵，气泵连接有气管21，该气管21的端部贯穿反射井14的顶壁伸入到反射井14内。
45.具体的，所述聚焦罩2包括屏蔽层3以及与屏蔽层3相贴合的反射层13，其中所述反射层13较屏蔽层3靠近接收线圈5。
46.具体的，所述反射层13上嵌装有石英玻璃微珠16。
47.具体的，所述处理器外壳7上安装有绝缘杆连接座11以及蜂鸣器和显示屏(图中未示出)，蜂鸣器和显示屏与处理器外壳7电连接，蜂鸣器(或显示屏)可以判断信号强弱。
48.本发明中，聚焦罩2的开口呈筒形或喇叭形，而在该聚焦罩2与接收线圈5之间留有间距22，一方面，可以便于反射井结构的安装，另一方面是便于通过反射井结构对接收线圈5的信号接收的强度进行调节。处理器外壳7的内外整体设有信号处理装置外绝缘层，避免与被检测设备高压部位直接接触，保证整体的绝缘强度。而接收线圈5为电脉冲接收线圈，接收器4为脉冲超声接收器。在处理器外壳7内配备有内置电源模块9供电，在将电源模块9充满电后使用可以无需外接电源。同时在处理器外壳7上安装绝缘杆连接座11，使用时根据操作距离在绝缘杆连接座11上安装绝缘杆。传感器与外部设备只有光纤连接无电气连接，配合足够长度的绝缘杆，可确保检测过程中人员及设备的安全。信号处理电路板8用于显示信号强度以及对信号进行处理和光电转换，为本领域公知公用的技术，光电转换后的信号进入局放检测设备进行显示定位。
49.本发明中，通过设置反射井结构，用于调节接收线圈5信号接收的强度。如图4所示，其包括多个反射井14，而且每个反射井14的深度不同：开口到顶壁的长度不同，即井深不同。由于不同井深的作用，在信号进入到反射井14，使从其表面反射的各子波的相位不同，当子波间声程差为波长整数倍时，发生同相相加，反射声能量加强，此时接收线圈5接收信号得到增强，所以通过接收器4然后被信号处理电路板8计算后，结果更加精准；当子波间声程差为波长的奇数倍时，发生反相抵消，反射声能量减弱，这样计算结果会有影响。所以为了使反射井14能够调整反射声能量，通过设置挡板19，以使挡板19可以盖住少部分反射井14的井口，以实现在发生反相抵消时可以调整子波间声程差的整数倍与奇数倍的转换。比在子波间声程差为奇数倍比如7或9，此时信号示强度较低，蜂鸣器声音微弱(或显示屏显示信号强度较小)。通过挡板19盖上一小部分井口，以打破子波间声程差为奇数倍，从而改为波长的奇数倍，这样反射声能量即可得到加强，相应的蜂鸣器声音会有所增加(或显示屏
显示信号强度有所增加)，这样通过接收器4然后被信号处理电路板8计算后，结果更加精准。
50.本发明中，有两种方式盖上井口，一种是如图3和4所示，挡板19铰接在其中一个或几个反射井14的井口处，然后通过电动推杆的杆体17伸缩来实现，另一种是将挡板19位于反射井14内，然后通过气泵通气将杆体17顶到开口处，以实现信号不能进入该反射井14内，从而打破波长的整数倍与奇数倍。
51.本发明中，聚焦罩2包括屏蔽层3，该屏蔽层3可以采用金属网作为屏蔽层，也可以采用锡纸等作为屏蔽。而设置反射层13的目的是，使进入到聚焦罩2内的信号能够被最大化被反射至接收线圈5，以做到增强信号接收/探测的目的。在反射层13上嵌装石英玻璃微珠，该微珠都能按相反的方向平行将信号反射回去，以实现信号的增强效果，进而提高其测量精度的目的。
52.本发明，焦罩开口采用锥筒形开口结构，采用电磁波和超声波联合检测，实现对发电机和电动机的局部放电信号的检测和故障点的三维空间精确定位。聚焦罩2开口采用锥筒形开口结构，定位精度高，可精确定位发电机、电动机定子高压绕组等设备缺陷的具体位置。传感器整体外形为筒形，金属屏蔽聚焦罩2前端的开口为锥筒形，内安装接收线圈5，接收线圈5由细铜线绕制而成，接收线圈5与焦罩2内壁之间留有距离22，该距离通过安装反射井14以及反射层13，可以屏蔽侧方的干扰信号，使电脉冲接收线圈2定向接收正前方的信号，使信号的增强效果好，进而提高其测量精度的目的，同时保证传感器对电脉冲信号具有更高的灵敏度。
53.本发明，其余未叙述部分均可与现有技术相同、或为公知技术或可采用现有技术加以实现，此处不再详述。
54.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。