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专利名称：一种配电网络电力设备内部放电监测传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力设备状态检测领域，特别是涉及一种配电网络电力设备内部 放电监测传感器。
背景技术：
现有的配电网络中安装有大量的如开关柜类设备、电缆分支箱类设备，其绝缘状 态的监测通常是通过施加交流高压来进行考核，该检测方法存在设备过于笨重、体积太大、 监测效率低的缺陷，而较为先进的TEV(瞬时接地电压)测量传感器又过于昂贵。因此，如 何设计一种可在建设智能电网过程中，快速、安全、方便、可靠的监测配电网络中的开关类、 电缆分支箱类设备的绝缘状态，并且便携实用，更符合经济效益的新型结构的配电网络电 力设备内部放电监测传感器，是当前本领域的重要研究课题之一。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种配电网络电力设备内部放电监测传感 器，使其可在建设智能电网过程中，快速、安全、方便、可靠的监测配电网络中的开关类、电 缆分支箱类设备的绝缘状态，并且便携实用，更符合经济效益，从而克服现有的监测设备的 不足。为解决上述技术问题，本实用新型一种配电网络电力设备内部放电监测传感器， 包括绝缘外壳、贴片天线、套筒天线、滤波单元和插头，其中插头固定在绝缘外壳上，并依 次连接绝缘外壳内的滤波单元、套筒天线和贴片天线。作为本实用新型的一种改进，所述的滤波单元为无源滤波器。所述的滤波单元为电容和电感组成的无源梯形带通滤波电路。所述的无源梯形带通滤波电路包括串接的电感Li、L2和电容C4、C5、C6、C7，套筒 天线与电感Ll的节点通过电容Cl接地，电感Ll与L2的节点通过电容C2接地，电感L2与 电容C4的节点通过电容C3接地，电容C4与C5的节点通过电感L3接地，电容C5与C6的 节点通过电感L4接地，电容C6与C7通过电感L5接地。所述的电容Cl 为 73pF、C2 为 125pF、C3 为 73pF、C4 为 2. 3nF、C5 为 588pF、C6 为 588pF、C7 为 2. 3nF ；电感 Ll 为 220nH、L2 为 220nH、L3 为 2. 2uH、L4 为 1. 3uH、L5 为 2. 2uH。所述的滤波单元的带宽为5-80MHz。所述的贴片天线厚度0. Imm,直径4mm，PCB板直径20mm。所述的套筒天线直径10mm，长度25mm，内部镀银。所述的绝缘外壳采用环氧树脂材质。所述的绝缘外壳的厚度为2 5mm。采用这样的结构后，本实用新型可以非侵入的方式监测高压开关柜、电缆分支箱、 电缆接头等设备因内部绝缘缺陷而造成的局部放电，使用更加安全、方便，监测更加高效， 尤其适合应用于配电网络中大量电力设备绝缘状态的快速普查，且设备轻巧、便携，符合经济效益，适于广泛推广使用。
上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手 段，
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明。图1是本实用新型一种配电网络电力设备内部放电监测传感器的结构示意图。图2是本实用新型一种配电网络电力设备内部放电监测传感器的测量状态示意 图。图3是本实用新型一种配电网络电力设备内部放电监测传感器的滤波器结构示 意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本实用新型一种配电网络电力设备内部放电监测传感器，包括 绝缘外壳11、贴片天线12、套筒天线13、滤波单元14和插头15。其中，绝缘外壳11优选环氧树脂类绝缘材料，厚度为2 5mm。请配合参阅图2所 示，本实用新型的传感器21可在电力设备23的金属壳外表面检测电力设备内部的放电情 况，且传感器21的绝缘外壳11可达到30kV的绝缘水平，因此，操作人员可以安全地使用该 设备。插头15固定在绝缘外壳11上，并依次连接绝缘外壳11内的滤波单元14、套筒天 线13和贴片天线12。监测系统工作时，本实用新型传感器21通过插头15与开关柜、环网 柜、电缆分支箱、以及电缆接头盒等电力设备23的外表面接触连接。滤波单元14优选无源滤波器，带宽可为5-SOMHz，其具体组成结构可参照图3所 示。该电路由电容C1-C7和电感L1-L5组成无源梯形带通滤波电路，具体来说，电感L1、L2 和电容C4、C5、C6、C7串接，套筒天线13与电感Ll的节点通过电容Cl接地，电感Ll与L2 的节点通过电容C2接地，电感L2与电容C4的节点通过电容C3接地，电容C4与C5的节点 通过电感L 3接地，电容C5与C6的节点通过电感L4接地，电容C6与C7通过电感L5接 地。上述各电容的参数为C1 = 73pF, C2 = 125pF, C3 = 73pF, C4 = 2. 3nF, C5 = 588pF, C6 = 588pF, C7 = 2. 3nF ；各电感的参数值为L1 = 220nH, L2 = 220nH, L3 = 2. 2uH, L4 = 1. 3uH, L5 = 2. 2uH。电磁感应器采用贴片天线12和套筒天线13的组合。其中贴片天线12的厚度可 为0. 1mm，直径4mm，PCB板直径20mm。套筒天线13的直径可为10mm，长度25mm，内部镀银。 当电力设备2内部由于绝缘处缺陷而发生局部放电时，伴随着局部放电而辐射出的电磁波 传播到电力设备23的柜体外表面，传感器21内部的贴片天线12和套筒天线13分别拾取到 相应的电分量和磁场分量，再利用同轴电缆将滤波放大后的信号传送至主机22进行分析、 处理和显示，即完成电力设备23内部绝缘状态的监测。本实用新型是拾取表面电磁波的一种新型传感器，它结合了贴片天线重量轻和套 筒天线抗干扰能力强的特点，设备重量小于0. 1kg，体积也小于IOcmX 5cmX 5cm，与目前基 于地电波(TEV)的测量传感器相比，体积是TEV传感器的三分之一，重量是TEV传感器的二 分之一，非常便于携带，而价格也仅是TEV传感器的五分之一。请结合参考图2，在使用时，只需将传感器贴在电力设备金属壳的外表面10秒钟，即可立即知道电力设备内部是否发 生局部放电，大大提高了检测效率，为配电网络中大量开关类、电缆分支箱类等设备的绝缘 状态的快速普查提供了一种实用、易于应用和操作、经济的监测工具，具有大面积推广应用 的可行性。需要进一步说明的是图2中的主机22部分，该部分主要功能是进行信号的采集、 存储和显示，可以采用目前常见的数字存储示波器，例如Tektronix TDS 2002B。测量信号 时建议利用该示波器的预触O^re-trigger)功能，逐渐提高触发电平，从而可以精确地知 道相应的局部放电水平并捕捉到脉冲波形。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上 的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均 落在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种配电网络电力设备内部放电监测传感器，其特征在于包括绝缘外壳、贴片天线、 套筒天线、滤波单元和插头，其中插头固定在绝缘外壳上，并依次连接绝缘外壳内的滤波单元、套筒天线和贴片天线。
2.根据权利要求1所述的一种配电网络电力设备内部放电监测传感器，其特征在于所 述的滤波单元为无源滤波器。
3.根据权利要求2所述的一种配电网络电力设备内部放电监测传感器，其特征在于所 述的滤波单元为电容和电感组成的无源梯形带通滤波电路。
4.根据权利要求3所述的一种配电网络电力设备内部放电监测传感器，其特征在于所 述的无源梯形带通滤波电路包括串接的电感Li、L2和电容(4工5、06工7，套筒天线与电感 Ll的节点通过电容Cl接地，电感Ll与L2的节点通过电容C2接地，电感L2与电容C4的节 点通过电容C3接地，电容C4与C5的节点通过电感L3接地，电容C5与C6的节点通过电感 L4接地，电容C6与C7通过电感L5接地。
5.根据权利要求4所述的一种配电网络电力设备内部放电监测传感器，其特征在于所 述的电容 Cl 为 73pF、C2 为 125pF、C3 为 73pF、C4 为 2. 3nF、C5 为 588pF、C6 为 588pF、C7 为 2. 3nF ；电感 Ll 为 220nH、L2 为 220nH、L 3 为 2. 2uH、L4 为 1. 3uH、L5 为 2. 2uH。
6.根据权利要求1所述的一种配电网络电力设备内部放电监测传感器，其特征在于所 述的滤波单元的带宽为5-SOMHz。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种配电网络电力设备内部放电监测传感器，其 特征在于所述的贴片天线厚度0. 1mm，直径4mm，PCB板直径20mm。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的一种配电网络电力设备内部放电监测传感器，其 特征在于所述的套筒天线直径10mm，长度25mm，内部镀银。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的一种配电网络电力设备内部放电监测传感器，其 特征在于所述的绝缘外壳采用环氧树脂材质。
10.根据权利要求9所述的一种配电网络电力设备内部放电监测传感器，其特征在于 所述的绝缘外壳的厚度为2 5mm。
专利摘要本实用新型是有关于一种配电网络电力设备内部放电监测传感器，包括绝缘外壳、贴片天线、套筒天线、滤波单元和插头，其中插头固定在绝缘外壳上，并依次连接绝缘外壳内的滤波单元、套筒天线和贴片天线。本实用新型可以非侵入的方式监测高压开关柜、电缆分支箱、电缆接头等设备因内部绝缘缺陷而造成的局部放电，使用更加安全、方便，监测更加高效，尤其适合应用于配电网络中大量电力设备绝缘状态的快速普查，且设备轻巧、便携，符合经济效益，适于广泛推广使用。
文档编号G01R31/12GK201845070SQ20102061207
公开日2011年5月25日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年11月18日
发明者吴斌, 宋哲, 朱薪志, 汪东军 申请人:北京神星能源投资有限公司, 山东电力集团公司泰安供电公司