專利名稱：用于變壓器超高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)的微帶天線傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電氣工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及電力設(shè)備超高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)，特 別涉及一種用于變壓器超高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)的微帶天線傳感裝置。
背景技術(shù)：
電力變壓器中各種絕緣缺陷會(huì)引發(fā)各種形式的局部放電，如電暈、雜質(zhì)的放電，以 及繞組和油中氣隙放電等。局部放電脈沖信號(hào)在變壓器中是以TEM波的形式進(jìn)行傳輸，該 電磁波信號(hào)可以由安裝在變壓器內(nèi)部或外部的局部放電監(jiān)測(cè)傳感器檢測(cè)到，進(jìn)而進(jìn)行變壓 器局部放電狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)。局部放電脈沖以一定的頻率使檢測(cè)裝置產(chǎn)生諧振，該諧振頻 率在電磁波譜上跨越的頻段范圍為IOOkHz 1000MHz。目前，常見(jiàn)的變壓器超高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)通常采用天線傳感器，現(xiàn)場(chǎng)安裝包 括兩種基本方式內(nèi)置天線和外置天線。內(nèi)置天線測(cè)量是通過(guò)在變壓器檢修油閥的法蘭上開(kāi)孔將天線傳感器放入變壓器 油中耦合局部放電產(chǎn)生的電磁波信號(hào)，然后通過(guò)接插件進(jìn)行傳輸。該方法的優(yōu)點(diǎn)是傳感器 離放電源距離近，電磁波的傳播路徑短，受外界電磁干擾影響較小，因而有利于提高測(cè)量的 靈敏度。但缺點(diǎn)是安裝傳感器需要在檢修油閥上開(kāi)孔，由于檢修油閥上的油壓一般很大，如 果接插件處密封處理不當(dāng)，長(zhǎng)期運(yùn)行很容易造成變壓器油的泄漏，影響設(shè)備的安全運(yùn)行。另 夕卜，傳感器位置比較固定，安裝完成后不易根據(jù)放電源的位置調(diào)整傳感器的位置和方向，對(duì) 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)一定的困難。外置天線測(cè)量是在變壓器體外的絕緣縫隙處安裝局部放電檢測(cè)傳感器。局部放電 的電磁波信號(hào)經(jīng)絕緣縫隙泄漏到變壓器體外被天線傳感器耦合。常見(jiàn)的安裝位置包括變壓 器鐘罩和底座的接縫處，或檢修人孔法蘭的絕緣縫隙處?？紤]到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的需要，天線傳感 器一般放置于由金屬盒或環(huán)氧板制作的屏蔽盒內(nèi)，然后由高頻同軸電纜將信號(hào)引出。屏蔽 盒的一面敞開(kāi)或設(shè)計(jì)一條和天線等長(zhǎng)等寬的縫隙，使用時(shí)該面朝向變壓器金屬殼體的縫隙 處。這種局部放電監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)是傳感器安裝不改變變壓器本體結(jié)構(gòu)，不影響設(shè)備的安 全運(yùn)行，而且是非接觸式測(cè)量，安裝前可根據(jù)放電源選擇最佳的安裝位置。但是，目前在現(xiàn) 場(chǎng)應(yīng)用中存在的主要問(wèn)題是天線傳感器屏蔽盒的材質(zhì)會(huì)嚴(yán)重影響局部放電在線監(jiān)測(cè)的靈 敏度和長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性。當(dāng)采用金屬屏蔽盒結(jié)構(gòu)時(shí)，容易使泄漏出的電磁波信號(hào)發(fā)生多次 反射，從而改變局部放電的基本特征。如果采用環(huán)氧板制作屏蔽盒，環(huán)氧材料在大溫差的環(huán) 境下容易老化，不滿足戶外安裝防雨、防塵以及機(jī)械強(qiáng)度的要求，而且變壓器外的其他電磁 信號(hào)也容易通過(guò)環(huán)氧盒被天線接收到，影響監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。此外，傳感器的裝配和安裝方式 簡(jiǎn)單，只能大致確定傳感器的安裝位置，傳感器一旦在變壓器上固定后，要想根據(jù)信號(hào)的變 化進(jìn)行位置和方向的微調(diào)顯得十分困難，導(dǎo)致傳感器現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的靈活性不夠。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于變壓器超高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)的微帶天線傳感裝置，既能夠屏蔽外界干擾電磁波，又能防止 接收到的局部放電信號(hào)的反射衰減，影響測(cè)量結(jié)果。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案于以實(shí)現(xiàn)。 一種用于變壓器超高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)的微帶天線傳感裝置，包括具有單面敞 口的屏蔽盒，設(shè)置在屏蔽盒內(nèi)的天線基板，以及設(shè)置在屏蔽盒內(nèi)的與天線基板平行的絕緣 底板；所述絕緣底板位于屏蔽盒的單面敞口處，并開(kāi)設(shè)有天線接收縫隙；其特征在于，所述 屏蔽盒內(nèi)壁設(shè)置有聚四氟乙烯薄膜，所述天線基板為正面印刷有微帶天線、背面覆銅的環(huán) 氧樹(shù)脂絕緣板，并且背面覆銅作為地線。本實(shí)用新型的進(jìn)一步特點(diǎn)和改進(jìn)在于所述絕緣底板為聚四氟乙烯絕緣板。所述絕緣底板開(kāi)設(shè)的天線接收縫隙與微帶天線等寬等長(zhǎng)，并平行對(duì)準(zhǔn)。所述屏蔽盒采用不銹鋼材料制成。所述屏蔽盒固定在支架上，支架為三維導(dǎo)軌。本實(shí)用新型中，微帶天線印刷在環(huán)氧樹(shù)脂絕緣板的正面，氧樹(shù)脂絕緣板背面覆銅 作為地線；用聚四氟乙烯板制作安裝用絕緣底板，并在絕緣底板上開(kāi)一條跟微帶天線尺寸 相同的縫隙，微帶天線和縫隙平行對(duì)準(zhǔn)；屏蔽盒采用不銹鋼制作，其內(nèi)部涂上一層聚四氟乙 烯薄膜。聚四氟乙烯薄膜能夠有效防止局部放電電磁波信號(hào)在屏蔽盒內(nèi)的多次反射，同時(shí)， 不銹鋼屏蔽盒既可以起到降低被測(cè)設(shè)備外部電磁干擾的作用，又能夠滿足戶外使用時(shí)防 雨、防塵和機(jī)械強(qiáng)度的基本要求，以及保證長(zhǎng)期使用的可靠性。屏蔽盒固定在支架上，支架 采用了三維導(dǎo)軌式設(shè)計(jì)，可在三個(gè)方向上做局部調(diào)整，便于現(xiàn)場(chǎng)確定最佳的安裝位置。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)緊湊、現(xiàn)場(chǎng)安裝方便、滿足戶外長(zhǎng)期可靠使用的優(yōu)點(diǎn)，良好的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證了局部放電在線監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型的天線基板的結(jié)構(gòu)示意圖，(a)為主視圖，b)為俯視圖；圖2是本實(shí)用新型的聚四氟乙烯絕緣底板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的屏蔽盒的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1 (a)、圖1 (b)，天線基板是在環(huán)氧樹(shù)脂絕緣板1正面印刷有微帶天線2，環(huán) 氧樹(shù)脂絕緣板1背面覆銅作為地線。環(huán)氧樹(shù)脂絕緣板1的介電常數(shù)為2. 6，厚度1. 5mm，長(zhǎng) 度410mm，寬度50mm ；微帶天線2的寬度4mm，長(zhǎng)度400mm ；微帶天線2厚度t與環(huán)氧樹(shù)脂絕 緣板1厚度h相比滿足t/h彡0. 005，微帶天線2頻帶范圍為IOMHz 3000MHz，微帶天線 2的一端有一個(gè)SMA接口的50歐匹配阻抗3，另外一端有一個(gè)SMA高頻同軸連接器4接高 頻傳輸電纜。參照?qǐng)D2，絕緣底板5采用聚四氟乙烯絕緣材料，長(zhǎng)510mm，寬75mm，厚5mm，在絕緣 底板5上開(kāi)設(shè)有一個(gè)和微帶天線2尺寸相同的天線接收縫隙6，用來(lái)接收局部放電產(chǎn)生的電磁波信號(hào)。絕緣底板5兩側(cè)開(kāi)有10個(gè)安裝孔，中間六個(gè)安裝孔用于固定天線基板，并使微帶天線2平行對(duì)準(zhǔn)絕緣底板上的天線接收縫隙6 ；兩邊四個(gè)安裝孔用于將絕緣底板5固定 在屏蔽盒上。絕緣底板5右側(cè)比天線基板長(zhǎng)100mm，可供安裝高頻放大器等信號(hào)調(diào)理器件。參照?qǐng)D3，屏蔽盒7由304#不銹鋼鋼板制作而成，具有良好的耐腐蝕性能，其內(nèi)部 涂有一層聚四氟乙烯薄膜。屏蔽盒7長(zhǎng)510mm，寬75mm，高35mm，屏蔽盒7 —面敞開(kāi)(即單 面敞口)，內(nèi)部焊有4個(gè)安裝絕緣底板5的連接耳8。屏蔽盒7的右側(cè)開(kāi)孔安裝內(nèi)含密封墊 的蛇形管接頭9。高頻信號(hào)傳輸電纜穿過(guò)此蛇形管接頭9后和微帶天線2的SMA高頻端子 連接。屏蔽盒7的背面焊接有三個(gè)用于固定傳感器的連接板10。參照?qǐng)D4，屏蔽盒通過(guò)三個(gè)帶U形導(dǎo)槽連接件12安裝在導(dǎo)軌組件11上，連接件12 兩頭分別用螺栓將導(dǎo)軌組件11和屏蔽盒外的連接板固定。因此，通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓的相對(duì)位置 可以時(shí)屏蔽盒在導(dǎo)軌上沿前后和左右兩個(gè)方向移動(dòng)。此外，導(dǎo)軌組件11通過(guò)兩個(gè)L型固定 件13連接變壓器本體固定，L型固定件13上面開(kāi)有長(zhǎng)IOmm的U型導(dǎo)槽，一頭用螺栓和導(dǎo) 軌組建11連接，可通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓在U形槽中的相對(duì)位置對(duì)屏蔽盒進(jìn)行上下調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型的用于變壓器超高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)的微帶天線傳感裝置，能對(duì)運(yùn) 行過(guò)程中的變壓器中的超高頻局部放電信號(hào)進(jìn)行長(zhǎng)期準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，從而真實(shí)反映變壓器中各 種絕緣缺陷類型引起的局部放電。該傳感器制作成本低，安裝和維護(hù)方便，安裝過(guò)程中不改 變變壓器的結(jié)構(gòu)，不影響設(shè)備的正常運(yùn)行。
權(quán)利要求一種用于變壓器超高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)的微帶天線傳感裝置，包括具有單面敞口的屏蔽盒，設(shè)置在屏蔽盒內(nèi)的天線基板，以及設(shè)置在屏蔽盒內(nèi)的與天線基板平行的絕緣底板；所述絕緣底板位于屏蔽盒的單面敞口處，并開(kāi)設(shè)有天線接收縫隙；其特征在于，所述屏蔽盒內(nèi)壁設(shè)置有聚四氟乙烯薄膜，所述天線基板為正面印刷有微帶天線、背面覆銅的環(huán)氧樹(shù)脂絕緣板，并且背面覆銅作為地線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變壓器超高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)的微帶天線傳感 裝置，其特征在于，所述絕緣底板為聚四氟乙烯絕緣板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變壓器超高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)的微帶天線傳感 裝置，所述絕緣底板開(kāi)設(shè)的天線接收縫隙與微帶天線等寬等長(zhǎng)，并平行對(duì)準(zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變壓器超高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)的微帶天線傳感 裝置，所述屏蔽盒采用不銹鋼材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于變壓器超高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)的微帶天線傳感 裝置，所述屏蔽盒 固定在支架上，支架為三維導(dǎo)軌。
專利摘要本實(shí)用新型屬于電氣工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及電力設(shè)備超高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)，公開(kāi)了一種用于變壓器超高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)的微帶天線傳感裝置。它包括具有單面敞口的不銹鋼屏蔽盒，設(shè)置在屏蔽盒內(nèi)的天線基板，以及設(shè)置在屏蔽盒內(nèi)的與天線基板平行的絕緣底板；所述絕緣底板位于屏蔽盒的單面敞口處，并開(kāi)設(shè)有天線接收縫隙；其特征在于，所述屏蔽盒內(nèi)壁涂有聚四氟乙烯薄膜，所述天線基板為正面印刷有微帶天線、背面覆銅的環(huán)氧樹(shù)脂絕緣板，并且背面覆銅作為地線。
文檔編號(hào)G01R31/12GK201594126SQ20092027486
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者周瑜, 姚建軍, 孟永鵬, 徐世山, 成永紅, 李軍, 李延和, 李愛(ài)軍, 董立文, 趙紅, 陳振華 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué);青海電力科學(xué)試驗(yàn)研究院;西安智源電氣有限公司