[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

说明书

技术领域

本发明涉及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，适用于高压电气设备局放检测的空间定位，属于高压电气设备故障定位技术领域。

背景技术

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。背景技术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。

发明内容

本发明目的是提供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，具有很高的灵敏度和定位精度，指向性强，可以具体指出哪条电缆或哪匝线圈出现问题，特别适于干式变压器、发电机绕组、高压开关柜、电缆等高压设备的局部放电检测及精确定位，解决背景技术存在的上述问题。

本发明的技术方案是：

一种局放三维空间定位传感器，包含硅橡胶包覆材料、电脉冲接收线圈、金属屏蔽聚焦罩、脉冲超声接收器、接收器信号输出接口、连接软管、信号处理装置外绝缘层、信号处理装置外壳、信号处理电路板和光纤输出接口；金属屏蔽聚焦罩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和脉冲超声接收器；电脉冲接收线圈与金属屏蔽聚焦罩内壁之间留有缝隙，该缝隙既能屏蔽侧方的干扰信号，使电脉冲接收线圈定向接收正前方的信号，还可避免因电脉冲接收线圈与金属屏蔽聚焦罩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；金属屏蔽聚焦罩后侧内，嵌入式安装脉冲超声接收器；安装时保证脉冲超声接收器接收端面指向正前方；

电脉冲接收线圈和脉冲超声接收器接收到的局放信号通过接收器信号输出接口经连接软管输入到信号处理电路板，信号处理电路板设置在信号处理装置外壳内，信号处理电路板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上的光纤输出接口输出，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、金属屏蔽聚焦罩和脉冲超声接收器外部由硅橡胶包覆材料整体包覆，信号处理装置外壳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。

所述的金属屏蔽聚焦罩前端的开口呈筒形，较佳的方案为：金属屏蔽聚焦罩前端的开口呈锥筒形。

信号处理装置外壳上设有绝缘杆连接座，使用时根据操作距离在绝缘杆连接座上安装绝缘杆。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。

信号处理装置外壳内设有内置电池供电，无需外接电源；

信号处理装置外壳为铝合金外壳。

本发明的信号处理电路板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。

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，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、电脉冲接收线圈、金属屏蔽聚焦罩、脉冲超声接收器、接收器信号输出接口、连接软管、信号处理装置外绝缘层、信号处理装置外壳、信号处理电路板和光纤输出接口；金属屏蔽聚焦罩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和脉冲超声接收器；电脉冲接收线圈与金属屏蔽聚焦罩内壁之间留有缝隙，该缝隙既能屏蔽侧方的干扰信号，使电脉冲接收线圈定向接收正前方的信号，还可避免因电脉冲接收线圈与金属屏蔽聚焦罩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；金属屏蔽聚焦罩后侧内，嵌入式安装脉冲超声接收器；安装时保证脉冲超声接收器接收端面指向正前方；

电脉冲接收线圈和脉冲超声接收器接收到的局放信号通过接收器信号输出接口经连接软管输入到信号处理电路板，信号处理电路板设置在信号处理装置外壳内，信号处理电路板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上的光纤输出接口输出，经光纤连接至局放检测设备进行显示定位；