[发明专利]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

权利要求书

1.一种局放三维空间定位传感器，其特征在于：包含硅橡胶包覆材料（1）、电脉冲接收线圈（2）、金属屏蔽聚焦罩（3）、脉冲超声接收器（4）、接收器信号输出接口（5）、连接软管（6）、信号处理装置外绝缘层（7）、信号处理装置外壳（8）、信号处理电路板（9）和光纤输出接口（11）；金属屏蔽聚焦罩（3）前端的开口呈筒形或喇叭形，在开口内安装电脉冲接收线圈（2）和脉冲超声接收器（4）；电脉冲接收线圈（2）与金属屏蔽聚焦罩（3）内壁之间留有缝隙，该缝隙既能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，还可避免因电脉冲接收线圈（2）与金属屏蔽聚焦罩（3）距离过近影响信号接收，保证传感器对电脉冲信号具有较高的灵敏度；金属屏蔽聚焦罩（3）后侧内，嵌入式安装脉冲超声接收器（4）；安装时保证脉冲超声接收器（4）接收端面指向正前方；

电脉冲接收线圈（2）和脉冲超声接收器（4）接收到的局放信号通过接收器信号输出接口（5）经连接软管（6）输入到信号处理电路板（9），信号处理电路板（9）设置在信号处理装置外壳（8）内，信号处理电路板（9）对信号进行信号处理和光电转换；转换后的光信号通过信号处理装置外壳（8）上的光纤输出接口（11）输出，经光纤连接至局放检测设备进行显示定位；

电脉冲接收线圈（2）、金属屏蔽聚焦罩（3）和脉冲超声接收器（4）外部由硅橡胶包覆材料（1）整体包覆，信号处理装置外壳（8）的内外整体设有信号处理装置外绝缘层（7），避免与被检测设备高压部位直接接触。

2.根据权利要求1所述的一种局放三维空间定位传感器，其特征在于：信号处理装置外壳（8）上设有绝缘杆连接座（12），使用时根据操作距离在绝缘杆连接座（12）上安装绝缘杆。

3.根据权利要求1或2所述的一种局放三维空间定位传感器，其特征在于：信号处理装置外壳（8）内设有内置电池（10）供电，无需外接电源。

4.根据权利要求1或2所述的一种局放三维空间定位传感器，其特征在于：信号处理装置外壳（8）为铝合金或其它金属外壳。

5.一种用局放三维空间定位传感器对高压电气设备故障进行定位的方法，其特征在于包含如下工艺步骤：

使用一种局放三维空间定位传感器进行定位，该传感器包含硅橡胶包覆材料（1）、电脉冲接收线圈（2）、金属屏蔽聚焦罩（3）、脉冲超声接收器（4）、接收器信号输出接口（5）、连接软管（6）、信号处理装置外绝缘层（7）、信号处理装置外壳（8）、信号处理电路板（9）和光纤输出接口（11）；金属屏蔽聚焦罩（3）前端的开口呈筒形或喇叭形，在开口内安装电脉冲接收线圈（2）和脉冲超声接收器（4）；电脉冲接收线圈（2）与金属屏蔽聚焦罩（3）内壁之间留有缝隙，该缝隙既能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，还可避免因电脉冲接收线圈（2）与金属屏蔽聚焦罩（3）距离过近影响信号接收，保证传感器对电脉冲信号具有较高的灵敏度；金属屏蔽聚焦罩（3）后侧内，嵌入式安装脉冲超声接收器（4）；安装时保证脉冲超声接收器（4）接收端面指向正前方；

电脉冲接收线圈（2）和脉冲超声接收器（4）接收到的局放信号通过接收器信号输出接口（5）经连接软管（6）输入到信号处理电路板（9），信号处理电路板（9）设置在信号处理装置外壳（8）内，信号处理电路板（9）对信号进行信号处理和光电转换；转换后的数字信号通过信号处理装置外壳（8）上的光纤输出接口（11）输出，经光纤连接至局放检测设备进行显示定位；

电脉冲接收线圈（2）、金属屏蔽聚焦罩（3）和脉冲超声接收器（4）外部由硅橡胶包覆材料（1）整体包覆，信号处理装置外壳（8）的内外整体设有信号处理装置外绝缘层（7），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；

信号处理装置外壳（8）上设有绝缘杆连接座（12），根据操作距离在绝缘杆连接座（12）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；

金属屏蔽聚焦罩对准被检测设备，使用金属屏蔽聚焦罩（3），在xy平面上对被检测设备发出的电脉冲信号进行精确定位；通过信号的幅值来判断设备的放电严重程度，通过电声时差定位的方法确定故障点位置，通过电磁波和超声信号的时差，实现z方向的定位；电磁波的接收范围：100k—1.5GHz，超声的接收范围：10k—150k；信号处理装置对接收到的电磁波和超声信号进行信号处理，通过光电转换电路，将信号转换成数字信号，由光纤输出至局放检测设备进行显示定位，完成x、y、z三维定位。