專(zhuān)利名稱：自吸附式gis局放檢測(cè)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種能方便、可靠地固定于氣體絕緣組合電器外壁上的局部放電 檢測(cè)傳感器，屬檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氣體絕緣組合電器(GIS)是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，其絕緣性能直接影響著電力系 統(tǒng)的運(yùn)行狀況。局部放電是GIS內(nèi)部絕緣劣化的征兆和表現(xiàn)形式，因此，通過(guò)局放檢測(cè)能發(fā) 現(xiàn)GIS內(nèi)部的早期絕緣缺陷。GIS發(fā)生局部放電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生超聲波脈沖，利用設(shè)置在GIS外 壁上的壓敏傳感器收集超聲信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行分析，就可以判斷GIS的絕緣性能。但由于 GIS的外形為筒狀，現(xiàn)有的傳感器需要利用螺絲卡板或綁帶固定，安裝極不方便，工作效率 低，而且很難保證傳感器與GIS外壁緊密貼合，可靠性較差，無(wú)法保證測(cè)量精度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足、提供一種能方便、可靠地固定于GIS 表面上的自吸附式GIS局放檢測(cè)傳感器。本實(shí)用新型所述問(wèn)題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種自吸附式GIS局放檢測(cè)傳感器，它由超聲傳感器、信號(hào)處理電路及其固定裝 置組成，所述超聲傳感器構(gòu)成中包括外殼以及裝于外殼內(nèi)的柱形振子和信號(hào)處理電路，所 述振子外部套裝有與之同軸且后端封閉的隔音筒，振子前端面設(shè)置有諧振膜、并嵌鑲在外 殼前部的信號(hào)接收口處；所述信號(hào)處理電路的輸入端接振子的輸出信號(hào)，輸出信號(hào)線與設(shè) 置在密封腔體上的射頻頭連接；所述信號(hào)處理電路由場(chǎng)效應(yīng)管、電感、三個(gè)運(yùn)算放大器、電阻和電容組成，所述場(chǎng) 效應(yīng)管的漏極接電源正極，柵極接振子的輸出信號(hào)，源極經(jīng)第一電阻接電源負(fù)極并經(jīng)第一 電容和第二電阻組成的高通濾波器接第一運(yùn)算放大器的同相輸入端；第一運(yùn)算放大器的反 相輸入端經(jīng)第三電阻接電源正極并經(jīng)第四電阻接其輸出端，第一運(yùn)算放大器的輸出端經(jīng)第 二電容接第二運(yùn)算放大器的同相輸入端；第二運(yùn)算放大器的反相輸入端經(jīng)第五電阻接電源 負(fù)極并經(jīng)第六電阻接其輸出端，第二運(yùn)算放大器的輸出端經(jīng)第七電阻和第三電容組成的低 通濾波器接第三運(yùn)算放大器的同相輸入端；第三運(yùn)算放大器接成電壓跟隨器，其輸出端依 次經(jīng)第四電容和電感接電源正極，第四電容和電感串接點(diǎn)的輸出信號(hào)接密封腔體上的射頻 頭。上述自吸附式GIS局放檢測(cè)傳感器，所述固定裝置由波紋真空吸盤(pán)、支撐導(dǎo)管、復(fù) 位彈簧、滑套和密封腔體組成；所述波紋真空吸盤(pán)下部和密封腔體固接在一起；所述滑套 為筒狀，它穿過(guò)波紋真空吸盤(pán)和密封腔體并與它們固定成一體；所述支撐導(dǎo)管穿于滑套內(nèi) 且與滑套滑動(dòng)配合，其一端伸入密封腔體內(nèi)，另一端連接超聲傳感器；所述復(fù)位彈簧套裝在 支撐導(dǎo)管上，其一端頂壓在超聲傳感器上，另一端頂壓在滑套上。上述自吸附式GIS局放檢測(cè)傳感器，所述諧振膜與外殼之間設(shè)置有硅膠圈。[0009]本實(shí)用新型通過(guò)波紋真空吸盤(pán)、支撐導(dǎo)管、復(fù)位彈簧和滑套之間的相互配合，將超 聲傳感器壓在氣體絕緣組合電器的外壁上，不僅安裝方便、快捷，工作效率高，而且可使超 聲傳感器與氣體絕緣組合電器的外壁之間始終保持恒定的壓力，確保二者緊密貼合，具有 很高的可靠性。另外，本實(shí)用新型中的電路簡(jiǎn)單實(shí)用，振子Y接收到的信號(hào)經(jīng)過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管Q 阻抗變換后，被后面的放大濾波電路處理，也有效消除了低頻信號(hào)的干擾，使檢測(cè)信號(hào)準(zhǔn)確 率更高；將信號(hào)和電源在一根同軸電纜上傳輸，也提高了抗干擾能力，使數(shù)據(jù)傳輸更加穩(wěn)定 可靠。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是信號(hào)處理電路的電原理圖。圖中各標(biāo)號(hào)為1、諧振膜；2、支撐導(dǎo)管；3、復(fù)位彈簧；4、滑套；5、限位擋圈；6、波 紋真空吸盤(pán)；7、密封腔體；8、射頻頭；9、硅膠圈；10、隔音筒；11、外殼；12、信號(hào)處理電路； 13、密封墊；14、上蓋；Y、振子；Q、場(chǎng)效應(yīng)管；F1、第一運(yùn)算放大器；F2、第二運(yùn)算放大器；F3、 第三運(yùn)算放大器；L、電感；Cl C4、電容；Rl R7、電阻。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型采用的GIS超聲檢測(cè)的原理如下GIS發(fā)生局放時(shí)分子間劇烈碰撞并在宏觀上瞬間形成一種壓力，產(chǎn)生超聲波脈沖， 類(lèi)型包括縱波，橫波和表面波。GIS中沿SF6氣體傳播的只有縱波，這種超聲縱波以球面波 的形式向四面?zhèn)鞑ァ＠枚ㄏ驂弘娋?即振子Y)接收局放超聲波信號(hào)，將聲信號(hào)經(jīng)過(guò)放 大處理，在后臺(tái)數(shù)據(jù)處理單元通過(guò)對(duì)聲信號(hào)幅度、相位、頻域圖譜、時(shí)域圖譜的分析，確定放 電位置。參看圖1，超聲傳感器固定到支撐導(dǎo)管2端部；支撐導(dǎo)管2、復(fù)位彈簧3與滑套4相 配合，構(gòu)成可動(dòng)部分；限位擋圈5對(duì)支撐導(dǎo)管2進(jìn)行限位，防止支撐導(dǎo)管2在復(fù)位彈簧3的 作用下從滑套4內(nèi)抽出；波紋真空吸盤(pán)6通過(guò)滑套4固定到密封腔體7上。信號(hào)傳輸線穿 過(guò)支撐導(dǎo)管2引到射頻頭8。使用時(shí)將波紋真空吸盤(pán)6對(duì)準(zhǔn)氣體絕緣組合電器的外壁并按壓，通過(guò)波紋真空吸 盤(pán)6的伸縮和密封腔體7的配合，將其內(nèi)部的部分空氣擠出，使波紋真空吸盤(pán)6內(nèi)部產(chǎn)生負(fù) 壓，從而牢固地吸附在氣體絕緣組合電器的外壁上，復(fù)位彈簧3的反作用力使超聲傳感器 與氣體絕緣組合電器的外壁保持恒定壓力，進(jìn)而使超聲傳感器檢測(cè)信號(hào)更加穩(wěn)定。密封腔 體7除用于安裝射頻頭8外還給支撐導(dǎo)管2提供了迂回空間，便于波紋真空吸盤(pán)6的壓縮。硅膠圈9的作用是保證振子Y和隔音筒10同心，以利于超聲信號(hào)的定向接收。隔 音筒10屏蔽空間電磁干擾信號(hào)。參看圖2，壓電晶片(即振子Y)接收到信號(hào)后，先經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管Q進(jìn)行阻抗變換，再由 第一運(yùn)算放大器及周?chē)M成的二階高通濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波和預(yù)放大處理，然后信 號(hào)經(jīng)由第二運(yùn)算放大器放大，最后由第三運(yùn)算放大器組成的電壓跟隨器進(jìn)行阻抗變換后， 經(jīng)過(guò)C4耦合到電源線上，L把超聲信號(hào)和電源分離，電源和信號(hào)由一個(gè)射頻頭引出。[0020] 在后臺(tái)數(shù)據(jù)處理單元把超聲信號(hào)分離，經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)化，軟件分析處理，可得到放電 信息，為分析故障位置提供可靠的數(shù)據(jù)來(lái)源。
權(quán)利要求1.一種自吸附式Gis局放檢測(cè)傳感器，其特征是，它由超聲傳感器、信號(hào)處理電路及其 固定裝置組成，所述超聲傳感器構(gòu)成中包括外殼(11)以及裝于外殼(11)內(nèi)部的柱形振子 (Y)和信號(hào)處理電路(12)，所述振子(Y)外部套裝有與之同軸且后端封閉的隔音筒(10)，振 子前端面設(shè)置有諧振膜(1)、并嵌鑲在外殼(11)前部的信號(hào)接收口處；所述信號(hào)處理電路 (12)的輸入端接振子(Y)的輸出信號(hào)，輸出信號(hào)線與設(shè)置在密封腔體(7)上的射頻頭(8)連 接；所述信號(hào)處理電路由場(chǎng)效應(yīng)管(Q)、電感(L)及三個(gè)運(yùn)算放大器組成，所述場(chǎng)效應(yīng)管 (Q)的漏極接電源正極，柵極接振子(Y)的輸出信號(hào)，源極經(jīng)第一電阻(Rl)接電源負(fù)極并經(jīng) 第一電容(Cl)和第二電阻(R2)組成的高通濾波器接第一運(yùn)算放大器(Fl)的同相輸入端； 第一運(yùn)算放大器(Fl)的反相輸入端經(jīng)第三電阻(R3)接電源正極并經(jīng)第四電阻(R4)接其輸 出端，第一運(yùn)算放大器(Fl)的輸出端經(jīng)第二電容(C2)接第二運(yùn)算放大器(F2)的同相輸入 端；第二運(yùn)算放大器(F2)的反相輸入端經(jīng)第五電阻(R5)接電源負(fù)極并經(jīng)第六電阻(R6)接 其輸出端，第二運(yùn)算放大器(F2)的輸出端經(jīng)第七電阻(R7)和第三電容(C3)組成的低通濾 波器接第三運(yùn)算放大器(F3)的同相輸入端；第三運(yùn)算放大器(F3)接成電壓跟隨器，其輸出 端依次經(jīng)第四電容(C4)和電感(L)接電源正極，第四電容(C4)和電感(L)串接點(diǎn)的輸出信 號(hào)接密封腔體(7)上的射頻頭(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自吸附式GIS局放檢測(cè)傳感器，其特征是，所述固定裝置由波 紋真空吸盤(pán)(6)、支撐導(dǎo)管(2)、復(fù)位彈簧(3)、滑套(4)和密封腔體(7)組成；所述波紋真空 吸盤(pán)(6)下部和密封腔體(7)固接在一起；所述滑套(4)為筒狀，它穿過(guò)波紋真空吸盤(pán)和密 封腔體并與它們固定成一體；所述支撐導(dǎo)管(2)穿于滑套(4)內(nèi)且與滑套(4)滑動(dòng)配合，其 一端伸入密封腔體(7 )內(nèi)，另一端連接超聲傳感器；所述復(fù)位彈簧(3 )套裝在支撐導(dǎo)管(2 ) 上，其一端頂壓在超聲傳感器上，另一端頂壓在滑套(4 )上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述自吸附式GIS局放檢測(cè)傳感器，其特征是，所述諧振膜(1)與外 殼(11)之間設(shè)置有硅膠圈(9)。
專(zhuān)利摘要一種自吸附式GIS局放檢測(cè)傳感器，它由超聲傳感器、信號(hào)處理電路及其固定裝置組成，所述超聲傳感器構(gòu)成中包括外殼以及裝于外殼內(nèi)的柱形振子和信號(hào)處理電路，所述振子外部套裝有與之同軸且后端封閉的隔音筒，振子前端面設(shè)置有諧振膜、并嵌鑲在外殼前部的信號(hào)接收口處；所述信號(hào)處理電路的輸入端接振子的輸出信號(hào)，輸出信號(hào)線與設(shè)置在密封腔體上的射頻頭連接；所述信號(hào)處理電路由場(chǎng)效應(yīng)管、電感及三個(gè)運(yùn)算放大器組成。本實(shí)用新型不僅安裝方便、快捷，工作效率高，而且可確保超聲傳感器與氣體絕緣組合電器的外壁緊密貼合。
文檔編號(hào)G01R31/12GK201903615SQ20102066652
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月18日
發(fā)明者何平, 劉大永, 張寶金, 徐麗媛 申請(qǐng)人:保定天威新域科技發(fā)展有限公司