[实用新型]声电一体局部放电检测传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于高压电力设备局部放电检测技术领域，特别涉及一种声电一体局部放电检测传感器，用于检测气体绝缘组合电器设备（Gas Insulated Switchgear，以下简称GIS）内部局部放电情况。 

背景技术

电力系统的可靠性和稳定性是各用电部门对电力行业的最基本要求。随着经济的发展，工业、医疗、生活等各个行业对电的需求越来越大，对电力系统可靠性的要求也越来越高。电力系统的可靠性是由电力设备的可靠性来保障的，电力设备运行的可靠性直接关系到电力系统的安全与稳定。 

在电气设备的绝缘系统中，各部位的电场强度往往是不相等的，当局部区域的电场强度达到该区域介质的击穿场强时，该区域就会出现放电，但这放电并没有贯穿施加电压的两导体之间，即整个绝缘系统并没有击穿，仍然保持绝缘性能，这种现象称为局部放电。由于制造工艺、运输以及装配过程中不可避免的缺陷都会造成局部放电：例如电气设备的电极系统不对称产生尖端放电，由于制造过程造成的介质不均匀或运输过程中造成的碰撞损伤、引入灰尘、导电颗粒或设备内形成的金属尖端及空穴、绝缘体中含有气泡或水分等都容易引发电力系统中各种形式的局部放电，绝缘体中含有气泡是引起局部放电的最普遍原因。 

局部放电是GIS和变压器等常见电气设备绝缘劣化的征兆和表现形式，局部放电会引起绝缘性能的进一步劣化，逐渐腐蚀、损坏绝缘材料，使放电区域不断扩大，最终可能导致整个绝缘体击穿，使电力系统发生故障，造成电气设备和机械不能正常运行，从而对医疗、工业和居民生活造成严重影响。因此，对局部放电现象进行准确检测及测量是保障电力系统正常工作至关重要的环节，对电力设备进行局部放电检测能及时发现设备的绝缘状况，并对存在的绝缘隐患进行及时的维修排查，能降低维修成本，保证电力设备的正常运行。 

近年来高压电力设备局部放电检测已经发展得比较成熟，局部放电的检测方法主要为超声波检测法和超高频检测法。超声波是频率高于20kHz的声波，超声波检测法具有抗电磁干扰能力强和方向性较好的特点，但是其灵敏度较低并且有较大的背景噪声，因此一直没有得到广泛的应用。超高频检测法由于其高灵敏度和动态范围宽，近几年来发展较快，是目前高压电力系统最常用的局部放电检测方法，超高频检测法通过前端接收天线接收从GIS内部泄露出来的电场信号，并将信号传至后端处理电路进行处理，从而对系统中是否存在局部放电现象进行检测。超高频检测法虽然抗干扰性能强，对电信号灵敏，但实现对设备缺陷的精确定位比较困难。如何实现在进行局部放电检测的同时也能对放电位置进行定位是本领域急需解决的技术问题。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种灵敏度高、抗干扰性好，可以实现局放信号检测和放电位置定位功能的声电一体局部放电检测传感器。 

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案： 

声电一体局部放电检测传感器，包括：金属屏蔽外壳、贴片天线、同轴电缆连接器，屏蔽外壳为底部敞开的盒体，贴片天线设置于屏蔽外壳内并面向屏蔽外壳的开口，以便于接收局部放电信号；超声波接收探头，超声波接收探头露出于屏蔽外壳；集成电路板，集成电路板设置于屏蔽外壳内并位于贴片天线与屏蔽外壳顶壁之间，集成电路板上设置有依次连接的前置放大单元和对数检波单元以及分别与前置放大单元、对数检波单元相连的电源模块；贴片天线与对数检波单元的输入端相连，超声波接收探头与前置放大单元的输入端相连，对数检波单元通过同轴电缆连接器将信号输出。 

优选的，所述贴片天线的导体贴片设置于介质基板上，所述贴片天线的接地板为所述屏蔽外壳。 

优选的，所述贴片天线的频带带宽为100MHz～500MHz。 

优选的，所述贴片天线包括两列间隔设置的导体贴片，每一导体贴片为条形片体，两列导体贴片以贴片天线的纵向中心线为对称轴对称设置，馈电点位于纵向中心线上。 

优选的，所述贴片天线的频带带宽为200MHz～440MHz。 

优选的，所述贴片天线采用同轴探针馈电。 

优选的，所述介质基板的介电常数为2.55。 

优选的，所述前置放大单元是型号为AD620的放大芯片。 

优选的，所述对数检波单元是型号为AD8310的对数检波芯片。 

优选的，所述超声波接收探头的中心频率为35kHz～75kHz。