[实用新型]用于开关柜局部放电检测的超声波传感器装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电网领域，具体涉及一种用于开关柜局部放电检测的超声波传感器装置。

背景技术

近年来，随着国家智能电网建设的发展，对电力系统设备运行的安全性和可靠性要求日益提高。开关柜是智能电网最重要的电气设备之一，主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。开关柜安全运行对于电网稳定意义重大。研究表明，因局部放电缺陷造成的开关柜事故占到了相当大的比率，并有居高不下的趋势，因此在智能电网和大型用户变电站开展开关柜局部放电监测，确保开关柜的正常运行，在整个智能电网建设推进中是极其重要的。

局部放电的检测和评价作为绝缘状况监测的重要手段，可以动态反映电气设备的绝缘状况，并实现对设备绝缘潜伏性故障的早期预警，通过对检测结果的分析和处理有效避免灾难性事故的发生。

开关柜局部放电主要为绝缘材料内部放电、表面放电、导体尖端放电，其产生的累积效应会使绝缘的介电性能逐渐劣化、缺陷扩大，最后导致整个绝缘击穿。大多数局部放电以电磁、声波、气体形式等释放能量。

因此，开关柜的绝缘能力是决定开关柜能够安全稳定运行的重要因素。开关柜现场试验方法的不足和投运的开关柜出现的绝缘故障严重威胁着电力系统的安全运行。局部放电检测是反应开关柜绝缘状况的有效手段，也是当前研究的热点。

实用新型内容

有鉴于此，为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提出一种灵敏度高，方向性大，频率响应特性宽，可精确地采集局部放电产生的超声波信号的用于开关柜局部放电检测的超声波传感器装置。

所采用的技术方案为：

一种用于开关柜局部放电检测的超声波传感器装置，包括MEMS超声波传感器、低噪声放大器、带通滤波器、对数放大检波器、MCU和指示灯；所述MEMS超声波传感器、低噪声放大器、带通滤波器、对数放大检波器、MCU和指示灯依次电连接；所述MEMS超声波传感器对开关柜局部放电信号完成自动采集并进行声-电转换处理，处理的数据信号经低噪声放大器放大，经带通滤波器滤波，经对数放大检波器转换成输出信号，经MCU采集和处理，将处理信号经指示灯指示。

优选地，所述超声波传感器装置还包括用于通信传输的通信接口，所述通信接口与MCU电连接。

优选地，所述MEMS超声波传感器包括依次电连接的微电容极头部分、MEMS微电容传感器、微集成转换电路及RF抗噪电路，所述微电容极头部分包含接收声音的硅振膜，所述硅振膜将接收到的音频信号经MEMS微电容传感器传输给微集成转换电路,所述微集成转换电路将高阻的音频电信号转换并放大成低阻的音频电信号,经RF抗噪电路滤波输出电信号。

优选地，所述超声波传感器装置还包括A/D转换电路和存储模块，所述A/D转换电路与MCU电连接，所述存储模块为MCU自带的FALSH闪存。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过MEMS超声波传感器对开关柜局部放电信号进行采集，MEMS传感器灵敏度高，方向性大，频率响应特性宽，可精确地采集局部放电产生的超声波信号。该信号通过前置低噪声放电、带通滤波和对数检波，转换为可被MCU处理的数字量，适用于检测局部放电产生的超声波信号。可在开关柜局部放电的早期发现故障，进行报警。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型用于开关柜局部放电检测的超声波传感器装置的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型优选的实施例，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。