一种延时线局部放电高频脉冲传感器的制作方法

1.本实用新型涉及局部放电试验技术领域，更具体而言是指一种延时线局部放电高频脉冲传感器。


背景技术：

2.局部放电试验是高压电气设备绝缘考核的重要内容，局部放电表征高压电气设备绝缘系统的运行状态。高压电气设备内部存在局部放电现象会影响安全可靠运行，发展到一定程度会导致绝缘击穿，造成重大的经济损失和安全事故。局部放电试验中应用的高频脉冲传感器是检测变压器、电缆等高压电气设备的重要组成部分，高频脉冲传感器性能直接影响试验结果及判断结论，因此对于高频脉冲传感器的研究对于保证电网安全可靠运行具有重大意义。
3.目前现场应用的高频脉冲传感器采用传统罗氏线圈方式，直接将传感器卡装在高压电气设备的接地线上，没有任何的抗干扰的手段，极大限制了传感器的检测效果和应用范围，主要存在以下问题：
4.第一，传感器不具备抗干扰能力，无法有效判别高频脉冲信号是来自设备内部放电还是外部空间干扰。
5.第二，传感器无法分辨放电脉冲信号的来源，不能确认放电源位置。
6.第三，对于放电脉冲的极性识别依靠软件实现，对于系统数据处理能力要求较高，经济性较差。
7.因此，需提供一种自身具有抗干扰能力，能有效分辨放电信号来源并且经济性较好的局部放电高频脉冲传感器，满足局部放电现场高频局放检测需求成为业界研究的方向之一。


技术实现要素：

8.本实用新型的主要目的在于提供一种延时线局部放电高频脉冲传感器，其通过独特的结构设计，能够通过调整脉冲延时和信号输出达到排除空间干扰，识别信号来源和极性。
9.本实用新型采用的技术方案为：一种延时线局部放电高频脉冲传感器，包括用于接收局部放电试验中高压电气设备接地线上输出的第一路高频脉冲信号、第二路高频脉冲信号的前端传感器、用于接收前端传感器输出的第一路高频脉冲信号并进行延迟处理的脉冲延时装置以及用于接收第二路高频脉冲信号、延迟处理后的第一路高频脉冲信号并对接收到的两路高频脉冲信号进行时差判断的信号处理装置，该前端传感器包括卡装到高压电气设备的接地线上用于接收第一路高频脉冲信号的第一前端高频脉冲传感器以及卡装到高压电气设备的接地线上用于接收第二路高频脉冲信号的第二前端高频脉冲传感器，该第一前端高频脉冲传感器通过脉冲延迟装置与该信号处理装置电连接，该第二前端高频脉冲传感器与该信号处理装置电连接。
10.该第一前端高频脉冲传感器、该第二前端高频脉冲传感器的距离设定为固定值1m。
11.该第一前端高频脉冲传感器通过第一同轴电缆与该脉冲延时装置电连接，而该脉冲延时装置则通过第二同轴电缆与该信号处理装置电连接，该第二前端高频脉冲传感器通过第三同轴电缆与该信号处理装置电连接，该第一同轴电缆与该第二同轴电缆长度的和与第三同轴电缆长度相等。
12.该信号处理装置包括第一滤波放大电路、第一检波电路、第二滤波放大电路、第二检波电路以及时差对比电路，其中，该第一滤波放大电路与该脉冲延时装置电连接，该第一检波电路连接在该第一滤波放大电路与该时差对比电路之间，该第二滤波放大电路与该第二前端高频脉冲传感器电连接，该第二检波电路连接在该第二滤波放大电路与该时差对比电路之间。
13.本实用新型的有益效果为：与现有的局部放电高频传感器相比，不但具有局部放电高频脉冲信号的检测功能，本实用新型可以在局部放电检测的同时抑制外部高频脉冲干扰信号，识别高频脉冲信号的来源，判断高频脉冲信号极性的功能。解决了现有高频脉冲电流传感器检测到信号需要人为分析判断的过程，实现了依靠传感器硬件自动识别，提升了局部放电试验实现检测结果的准确性。
附图说明
14.图1为本实用新型的整体结构示意图。
15.图2为本实用新型的信号处理装置的电路结构示意图。
具体实施方式
16.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
17.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
18.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
19.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
20.请一并参阅图1至图2，现对本实用新型提供一种延时线局部放电高频脉冲传感器进行说明，其包括用于接收局部放电试验中高压电气设备接地线上输出的第一路高频脉冲信号、第二路高频脉冲信号的前端传感器10、用于接收前端传感器10输出的第一路高频脉
冲信号并进行延迟处理的脉冲延时装置20以及用于接收第二路高频脉冲信号、延迟处理后的第一路高频脉冲信号并对接收到的两路高频脉冲信号进行时差判断的信号处理装置30，该前端传感器10包括卡装到高压电气设备的接地线d上用于接收第一路高频脉冲信号的第一前端高频脉冲传感器11以及卡装到高压电气设备的接地线d上用于接收第二路高频脉冲信号的第二前端高频脉冲传感器12，该第一前端高频脉冲传感器11通过脉冲延迟装置20与该信号处理装置30电连接，该第二前端高频脉冲传感器12与该信号处理装置30电连接。
21.通过第一前端高频脉冲传感器11接收到的第一高频路脉冲信号传输到脉冲延时装置20进行延迟处理，该脉冲延时装置20对高频脉冲的延迟时间等于脉冲电流信号流过第一前端高频脉冲传感器11、第二前端高频脉冲传感器12的时间差，而第二前端高频脉冲传感器12接收到的第二路高频脉冲信号直接输入至信号处理装置30进行处理，该信号处理装置30对接收的两路信号(第一路高频脉冲信号、第二路高频脉冲信号)再进行时差判断，如果输入的两路脉冲信号同步输入，时差对比为零则输出脉冲信号，反之如果两路脉冲信号输入时间差大于等于设置的脉冲延时时间的两倍，则不输出脉冲。通过对信号处理装置输出脉冲的判断，可以达到抑制外部干扰，识别高频脉冲信号来源，判断信号极性的功能。
22.进一步，该第一前端高频脉冲传感器11、该第二前端高频脉冲传感器12的距离设定为固定值1m。
23.该第一前端高频脉冲传感器11通过第一同轴电缆a与该脉冲延时装置20电连接，而该脉冲延时装置20则通过第二同轴电缆b与该信号处理装置30电连接，该第二前端高频脉冲传感器12通过第三同轴电缆c与该信号处理装置30电连接，值得注意的是其中该第一同轴电缆a与该第二同轴电缆b长度的和与第三同轴电缆c长度相等。
24.该信号处理装置30包括第一滤波放大电路31、第一检波电路32、第二滤波放大电路33、第二检波电路34以及时差对比电路35，其中，该第一滤波放大电路31与该脉冲延时装置20电连接，该第一检波电路32连接在该第一滤波放大电路31与该时差对比电路35之间，该第二滤波放大电路33与该第二前端高频脉冲传感器12电连接，该第二检波电路34连接在该第二滤波放大电路33与该时差对比电路35之间。该第一滤波放大电路31、第二滤波放大电路33对来自第一前端高频脉冲传感器11、第二前端高频脉冲传感器12的高频脉冲信号进行滤波放大处理，第一检波电路32、第二检波电路34对滤波放电电路处理的两路高频脉冲信号进行检波处理，该时差对比电路将经过第一检波电路32、第二检波电路检波后的两路高频脉冲信号进行时差计算，并将计算结果以脉冲信号的形式向外输出。如果输出的两路脉冲信号同步输入，时差对比为零则输出脉冲信号，反之如果两路脉冲信号输入时间差大于等于设置的脉冲延时时间的两倍，则不输出脉冲。
25.值得注意的该第一前端高频脉冲传感器11、第二前端高频脉冲传感器12采用罗氏线圈结构，采用铁氧体磁芯，用直径0.5mm漆包线绕制，缠绕匝数为5-10匝，优选8匝。
26.该时差对比电路，时差分辨时间为100ps。
27.该第一滤波放大电路31、第二滤波放大电路32的频带控制为3mhz-30mhz。
28.在一些实施例中，脉冲延时装置可以是特种材料同轴电缆，依靠特种材料电缆长度控制延迟时间。
29.该脉冲延时装置20通过bnc端子与第一同轴电缆a、第二同轴电缆b进行连接。
30.本实用新型要实现的是，与现有的局部放电高频传感器相比，不但具有局部放电
高频脉冲信号的检测功能，可以在局部放电检测的同时抑制外部高频脉冲干扰信号，识别高频脉冲信号的来源，判断高频脉冲信号极性的功能。解决了现有高频脉冲电流传感器检测到信号需要人为分析判断的过程，实现了依靠传感器硬件自动识别，提升了局部放电试验实现检测结果的准确性。
31.本实用新型的实施例以及附图只是为了展示本实用新型的设计构思，本实用新型的保护范围不应当局限于这一实施例。
32.通过上面的叙述可以看出本实用新型的设计目的是可以有效实施的。实施例的部分展示了本实用新型的目的以及实施功能和结构主题，并且包括其他的等同替换。
33.因此，本实用新型的权利构成包括其他的等效实施，具体权利范围参考权利要求。

技术特征：
1.一种延时线局部放电高频脉冲传感器，其特征在于：包括用于接收局部放电试验中高压电气设备接地线上输出的第一路高频脉冲信号、第二路高频脉冲信号的前端传感器、用于接收前端传感器输出的第一路高频脉冲信号并进行延迟处理的脉冲延时装置以及用于接收第二路高频脉冲信号、延迟处理后的第一路高频脉冲信号并对接收到的两路高频脉冲信号进行时差判断的信号处理装置，该前端传感器包括卡装到高压电气设备的接地线上用于接收第一路高频脉冲信号的第一前端高频脉冲传感器以及卡装到高压电气设备的接地线上用于接收第二路高频脉冲信号的第二前端高频脉冲传感器，该第一前端高频脉冲传感器通过脉冲延迟装置与该信号处理装置电连接，该第二前端高频脉冲传感器与该信号处理装置电连接。2.如权利要求1所述的一种延时线局部放电高频脉冲传感器，其特征在于：该第一前端高频脉冲传感器、该第二前端高频脉冲传感器的距离设定为固定值1m。3.如权利要求1所述的一种延时线局部放电高频脉冲传感器，其特征在于：该第一前端高频脉冲传感器通过第一同轴电缆与该脉冲延时装置电连接，而该脉冲延时装置则通过第二同轴电缆与该信号处理装置电连接，该第二前端高频脉冲传感器通过第三同轴电缆与该信号处理装置电连接，该第一同轴电缆与该第二同轴电缆长度的和与第三同轴电缆长度相等。4.如权利要求1所述的一种延时线局部放电高频脉冲传感器，其特征在于：该信号处理装置包括第一滤波放大电路、第一检波电路、第二滤波放大电路、第二检波电路以及时差对比电路，其中，该第一滤波放大电路与该脉冲延时装置电连接，该第一检波电路连接在该第一滤波放大电路与该时差对比电路之间，该第二滤波放大电路与该第二前端高频脉冲传感器电连接，该第二检波电路连接在该第二滤波放大电路与该时差对比电路之间。

技术总结
本实用新型提供一种延时线局部放电高频脉冲传感器，其包括用于接收局部放电试验中高压电气设备接地线上输出的第一路高频脉冲信号、第二路高频脉冲信号的前端传感器、用于接收前端传感器输出的第一路高频脉冲信号并进行延迟处理的脉冲延时装置以及用于接收第二路高频脉冲信号、延迟处理后的第一路高频脉冲信号并对接收到的两路高频脉冲信号进行时差判断的信号处理装置，本实用新型可以在局部放电检测的同时抑制外部高频脉冲干扰信号，识别高频脉冲信号的来源，判断高频脉冲信号极性的功能。解决了现有高频脉冲电流传感器检测到信号需要人为分析判断的过程，实现了依靠传感器硬件自动识别，提升了局部放电试验实现检测结果的准确性。果的准确性。果的准确性。


技术研发人员：符方达 王录亮 吴育毅 全业生 余阳 王思捷 徐钟祝 王晨东 李炳康
受保护的技术使用者：海南电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日：2021.09.28
技术公布日：2022/5/25