本发明专利技术提供了一种局部放电工频同步信号传感装置，主要解决现有工频同步信号提取需要接入高压二次回路、现场不易操作、安全性差的问题。本发明专利技术包括传感器，过压保护电路、一级放大电路、窄带滤波选频电路、自动增益控制电路、二级放大电路和电源转换模块；整个装置固定于高压设备或线路安全距离之外处获得工频信号，输入给过压保护电路保护其他器件和滤除高频成分；再依次通过一级放大电路，窄带滤波选频电路，自动增益控制电路和二级放大电路，对信号进行选频与增益可控的放大。本发明专利技术能够脱离市电电源，具有安全性和接收灵敏度高，与工频信号的相位误差小，操作简单的优点，可用于为局部放电信号采集提供可靠，稳定的同步触发信号。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高压绝缘故障在线检测与数据采集处理领域，特别涉及一种非接触局部放电工频同步信号传感装置，可用于高压与超高压电力系统局部放电检测系统中，提供同步触发信号。
技术介绍
在高压电力系统中，由于制造工艺，运输，以及装配过程中不可避免的缺陷如设备内引入灰尘或导电颗粒，设备内的金属尖端及空穴等，容易引发电力系统中各种形式的局部放电，在一定程度上容易引起绝缘击穿，使电力系统发生故障，给国民经济造成巨大损失，因此对局部放电现象的准确测量及定位至关重要。近年来对局部放电检测已经发展的较为成熟，主要有超高频检测法和超声波检测法；无论哪种检测方法，都需要对接收到的放电信号进行采集和处理。在对局部放电信号的采集处理系统中，需要提供高压工频信号作为触发信号来观察局部放电信号在一个工频周期内的放电特性，从而根据统计规律确定引起局部放电的原因并对局部放电信号的特性进行进一步研究，最精确的检测同步信号是直接从高压信号获取，此工频信号的质量决定了局部放电信号的采集、数据处理、故障识别与故障处理的质量，是局部放电检测设备中关键信号之一。现有国内外局部放电检测设备中主要存在三种局部放电工频同步信号传感装置:第一种工频同步信号传感装置直接接入高压二次回路提取工频信号作为同步信号的方法需要现场接入设备，而且在高压设备工作现场必须遵照高压设备操作规程，为了保证高压设备安全和工作人员安全，运行现场不能随意接入设备，工作人员必须在安全距离之外才能工作，因此使用这种传感装置会影响高压设备正常运行，而且操作烦杂；第二种工频同步信号传感装置直接从低压工频电源获取信号作为工频信号，这时获取的同步信号是经过多次变换后的信号，信号同步精度差，对局部放电检测带来很大相位误差，是现场检测无法获取高压工频信号时不得已的方法；第三种工频同步信号传感装置自己产生一工频信号作为工频信号，此信号与高压工频信号没有直接同步，对局部放电检测带来了更大的影响，只能作为备份信号使用。以上介绍的三种局部放电检测设备使用的是接触式的工频同步信号传感装置，但都需要直接接入电源提取工频信号，因此不能脱离市电电源而存在，所以在超高压设备现场安全问题要求突出，特别是使用局部放电便携式检测设备时同步信号更是不易获取。从而在局部放电数据采集的过程中，操作复杂，对外界环境要求条件高。设计一种不改变现场设备运行、安全可靠、便于现场使用的非接触同步信号的提取传感装置非常有实用价值。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的不足和高压环境安全需求，提供一种非接触局部放电工频同步信号传感装置，以脱离市电电源，提高安全性和接收灵敏度，减小与工频信号的相位误差，简化操作，为局部放电信号采集提供可靠，稳定的同步触发信号。为了实现上述目的，本专利技术采取如下的技术解决方案:一种非接触局部放电工频同步信号传感装置，传感器1、过压保护电路2、一级放大电路3、窄带滤波选频电路4、增益控制电路5、二级放大电路6和电源转换模块7 ;传感器I，用于接收工频信号，并通过过压保护电路2传输给一级放大电路3 ;—级放大电路3对输入的工频信号进行放大，并将放大后的信号传输给窄带滤波选频电路4进行选频滤波，再传输给自动增益控制电路5 ；自动增益控制电路5对选频滤波后的信号进行可控增益放大，并将放大后的增益信号传输给二级放大电路6进行二次放大并输出；其特征在于:所述传感器I采用非接触式的矩形贴片天线，固定在高压线路安全距离之外处或高压设备绝缘体外侧，获得工频信号；该矩形贴片天线包括导体贴片11、介质基板12和接地板13，导体贴片11位于介质基板12上，导体贴片11的几何中心设有馈电点，介质基板12置于接地板13之上。上述非接触局部放电工频同步信号传感装置，其特征在于所述电源转换模块7的输出端分别与一级放大电路3、自动增益控制电路5和二级放大电路6的电源引脚相连，为整个电路提供稳定电源。上述非接触局部放电工频同步信号传感装置，其特征在于:所述传感器是非接触式的矩形贴片天线，不接入高压回路，通过固定在高压线路安全距离之外处或高压设备绝缘体外侧获得工频信号。上述非接触局部放电工频同步信号传感装置，其特征在于:所述矩形贴片天线的导体贴片为铜箔。上述非接触局部放电工频同步信号传感装置，其特征在于:所述矩形贴片天线的馈电点位于所述导体贴片11的几何中心。上述非接触局部放电工频同步信号传感装置，其特征在于:导体贴片11长为90毫米，宽为30毫米。上述非接触局部放电工频同步信号传感装置，其特征在于:接地板13长为185毫米，宽为82毫米。本专利技术具有以下优点:1.本专利技术采用传感器放置于电压为220KV— 1000KV的供电线路、高压设备安全距离之外处或高压设备绝缘体外侧检测工频信号，无需接入高压回路，现场不用停电，不改动任何设备，提取信号安全方便。2.本专利技术传感器采用矩形贴片天线，技术先进，参数受外界干扰变化小，输出信号稳定，不影响高压场强，可靠性高。3.本专利技术由于设有窄带滤波选频电路，能够准确提取工频信号，并对其它干扰进行滤波，输出工频信号准确、稳定。4.本专利技术由于设有自动增益电路，能够提取工频信号，并对其进行自动增益放大，使输出工频信号幅度稳定。5.本专利技术由于设有过压保护电路，能够滤除高压冲击信号，防止矩形贴片天线接收的信号所产生的电压过大，烧坏器件。6.本专利技术由于设有一级放大电路，能够对输入信号能进行放大，而且能同时滤除输入信号中的高频成分，保留了低频成分，并对该低频信号进行放大。7.本专利技术由于设有电源转换模块，能够为一级放大电路、自动增益控制电路和二级放大电路提供稳定电源，保证整个电路的正常工作。8.本专利技术外形尺寸小，易于携带安装。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1的仰视图；图3为本专利技术的传感器结构图；图4是图3的侧视图；图5是本专利技术的电路原理框图；图6为本专利技术测量时的第一种位置示意图；图7为本专利技术测量时的第二种位置示意图。下面结合附图对本专利技术进行详细说明。具体实施例方式参照图1和图2，本专利技术包括金属屏蔽外壳1、传感器2、同轴电缆连接器3，集成电路板4和电源连接器5。传感器2固定在屏蔽外壳I的开口处，集成电路板4设置在传感器2与屏蔽外壳I的顶壁之间，传感器2通过同轴线与集成电路板4相连，集成电路板4的输出信号通过同轴电缆连接器3输出。参照图3和图4，所述的传感器2，采用矩形贴片天线，该矩形贴片天线由导体贴片21、介质基板22和接地板23组成，导体贴片21设置在介质基板22之上，该介质基板22置于接地板23之上。导体贴片21为长方形片体，长为90毫米，宽为30毫米，其中心与介质基板22、接地板23重合，导体贴片21的几何中心设有馈电点A，采用同轴线馈电，电场测量频率为50Hz。导体贴片21采用铜箔，放置在屏蔽外壳I的开口处，以便接收工频信号；介质基板22和接地板23的长为185毫米,宽为82毫米，介质基板22的介电常数为2.55,材质为聚四氟乙烯。传感器2的各项参数与其后连接的电路的各项参数匹配，使输出信号稳定，准确。参照图5，所述的集成电路板4，其上设有过压保护电路41、一级放大电路42、窄带滤波选频电路43、自动增益控制电路44、二级放大电路45和电源转换模块46。过压保护电路41、一级放大电路42、窄带滤波选频电路43本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非接触局部放电工频同步信号传感装置，包括：传感器（1）、过压保护电路（2）、一级放大电路（3）、窄带滤波选频电路（4）、增益控制电路（5）、二级放大电路（6）和电源转换模块（7）；传感器（1），用于接收工频信号，并通过过压保护电路（2）传输给一级放大电路（3）；一级放大电路（3）对输入的工频信号进行放大，并将放大后的信号传输给窄带滤波选频电路（4）进行选频滤波，再传输给自动增益控制电路（5）；自动增益控制电路（5）对选频滤波后的信号进行可控增益放大，并将放大后的增益信号传输给二级放大电路（6）进行二次放大并输出；其特征在于：所述传感器（1）采用非接触式的矩形贴片天线，固定在高压线路安全距离之外处或高压设备绝缘体外侧，获得工频信号；该矩形贴片天线包括导体贴片（11）、介质基板（12）和接地板（13）,导体贴片（11）位于介质基板（12）上，导体贴片（11）的几何中心设有馈电点,介质基板（12）置于接地板（13）之上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭宏福，高桂华，白丽娜，付咪，郭晋西，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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