局放超聲波傳感器

檢測原理簡介

      在SF6、環(huán)氧樹脂、陶瓷、聚四氟乙烯等介電常數(shù)比較高的絕緣介質(zhì)中，局部放電產(chǎn)生的脈沖的波頭上升沿很陡，上升時間小于1ns，會激發(fā)出頻率高達數(shù)GHz的電磁波。局部放電檢測超高頻（Ultra-High-Frequency，簡稱UHF）法于20世紀(jì)80年代初期由英國中央電力局（CEGB）實驗室提出，其基本原理是通過超高頻傳感器檢測超高頻電磁（300MHz≤f≤3GHz）信號，獲得局部放電的相關(guān)信息，包括放電幅度、頻次、相位關(guān)系等，從而通過分析局放信號的各種數(shù)據(jù)和圖譜，來完成對高壓電力設(shè)備內(nèi)部局部放電的實時監(jiān)測和分析。

       由于現(xiàn)場電暈干擾主要集中在300MHz頻段以下，因此超高頻法能有效地避開現(xiàn)場電暈干擾，具有較高的靈敏度和抗干擾能力，可實現(xiàn)帶電檢測、定位以及缺陷類型識別。

       UHF超高頻檢測方法抗干擾能力強，信號傳播衰減小。GIS的金屬同軸結(jié)構(gòu)可視為一個良好的電磁波導(dǎo)體，局部放電形成的電磁波可以沿導(dǎo)體傳播。UHF傳感器實時采集GIS內(nèi)部局部放電激發(fā)出來的電磁波信號(如圖1所示)，傳入GIS局部放電在線監(jiān)測IED或便攜式GIS局部放電IED進行混頻、檢波處理，并進行深入分析，建立診斷圖譜。

       變電站現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，干擾信號繁多，傳感器采用電容型天線，天線部位利用環(huán)氧樹脂或電子密封膠固定。內(nèi)置式傳感器與GIS集成為一體，電容型天線置于氣室內(nèi)部，不影響氣室內(nèi)部電場分布，局部放電信號接收效果良好，噪聲信號屏蔽效果明顯；外置式傳感器設(shè)計有金屬屏蔽棉，一方面可以對信號進行屏蔽，另一方面也可以實現(xiàn)傳感器的外殼接地，配合GIS局部放電在線監(jiān)測IED內(nèi)的濾波電路，有效的過濾掉信號中的噪聲干擾，實現(xiàn)對有效局放信號的采集目的。UHF傳感器內(nèi)部具有過電壓保護模塊，當(dāng)接收信號出現(xiàn)過電壓時，內(nèi)部過電壓保護模塊開始工作，保護傳感器不受損壞，同時也對GIS局放監(jiān)測IED形成保護。

GIS的一個間隔可安裝多個傳感器，實現(xiàn)對不同部位局放的有效監(jiān)測。

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