[實用新型]一種用于電纜局部放電檢測的外置式特高頻傳感器

有效

• 申請號: 201520076273.4
• 申請日: 2015-02-03
• 公開（公告）號: CN204631196U
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 張偉忠;黃勁峰;何少紅;陳銘樂;黃育龍;陳孝信;許永鵬
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司佛山供電局;上海交通大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;H01Q1/38;H01Q1/50
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

技術領域

本實用新型涉及一種外置式特高頻傳感器，尤其涉及一種用于電纜局部放電檢測的外置式特高頻傳感器。

背景技術

隨著電力電纜在電力輸配電網中的廣泛應用，因電纜絕緣損壞導致的電力故障也不斷增加。根據有關部門統計，電纜事故占全部電力設備事故的60％以上。

局部放電檢測是電纜線路狀態檢測的一種重要手段。通過不同的局部放電檢測方法，可以實現對運行電纜的離線或在線、接觸或非接觸的檢測，且可對故障點進行準確定位，測量的靈敏度較高。局部放電檢測法中的特高頻檢測法靈敏度高，抗干擾能力強，在近年來逐步得到推廣。特高頻檢測的原理是：當電纜本體及電纜附件內部的絕緣缺陷發生局部放電現象時，會向外界輻射出特高頻電磁脈沖，并經由非完全屏蔽部位向外傳播。通過對特高頻電磁脈沖以一定手段進行感應耦合，可準確檢測到局部放電的位置。

特高頻檢測需要用到特高頻傳感器，其通過檢測電纜局部放電時產生的特高頻信號實現對局部放電的有效測量。

傳統的特高頻傳感器為了獲取較好的天線性能，通常采用平面螺旋結構，造成傳感器體積較大、攜帶不便。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題，就是提供一種用于電纜局部放電檢測的外置式特高頻傳感器，該傳感器方向性較好，反射系數小，水平極化增益高，體積小，重量輕，攜帶方便，安裝在電纜外部，能有效檢測電纜內部泄漏出來的特高頻電磁波。

解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：

一種用于電纜局部放電檢測的外置式特高頻傳感器，包括天線，其特征是：所述的天線為兩個對稱布置的三角對數周期形狀金屬導體，參見圖2，所述的三角對數周期形狀由內部三角形和外部梯齒組成，三角形為張角等于β的等腰三角形，兩三角形尖頂相向、底邊在外并平行，外部梯齒為交錯分布在所述三角形兩斜邊橫向外伸的梯齒，張角等于α(位于三角形一邊的梯齒夾角)，任一梯齒的大小形狀等于三角形對應另一邊的空位；一邊第n個梯齒與三角形頂點的最大、最小垂直距離分別為a_n和R_n，n＝1,2,3……N，N為一邊的梯齒總個數；三角對數周期形狀且滿足以下條件：

a_n/a_n+1＝R_n/R_n+1＝m；

R_n/a_n＝n；

其中m、n為常數，用來決定梯齒的間距和寬度；兩個三角對數周期形狀的間距為d，上下寬度為D；

所述的天線1為金屬貼片形式，固定在片狀的介質基板2上表面，介質基板2為介電常數為3.1，厚度h為4mm的聚苯乙烯玻璃纖維板，介質基板2固定在管狀的絕緣支撐件4上，絕緣支撐件4則固定在筒口朝上的筒狀金屬殼體5內側底部上，垂直的同軸饋線3上端穿過絕緣支撐件以及介質基板所開孔后線芯和屏蔽層分別與天線1的兩個電極焊接、下端的屏蔽層焊接在金屬殼體內側底部線芯穿出金屬殼體5底部孔直接作為輸出。

本實用新型的反射系數小于-6dB的絕對帶寬為940MHz～1500MHz，參見圖3。

本實用新型天線輻射圖中最大輻射方向為傳感器法向方向，且天線增益較高，500MHz～1500MHz頻段內增益平均值在8dB以上，參見圖4。

本實用新型的有益效果在于：

傳感器采用天線理論設計，方向性較好，反射系數小，水平極化增益高，體積小，重量輕，便于攜帶，適用于現場帶電檢測。

本實用新型采用三角對數周期結構，在獲取良好帶寬、增益等性能的情況下，大幅降低天線的尺寸，減輕傳感器的重量，使之便于攜帶，適合于現場帶電檢測。

附圖說明

圖1是外置式特高頻傳感器的結構剖視示意圖；

圖2是外置式特高頻傳感器的金屬貼片結構圖。

圖3是外置式特高頻傳感器的反射系數曲線圖。

圖4是外置式特高頻傳感器的增益曲線圖。

圖中標號：1為金屬貼片，2為介質基座，3為同軸饋線，4為絕緣支撐件，5為金屬殼體。

具體實施方式

下面通過實施例結合附圖進一步說明本實用新型。

如圖1所示，本傳感器包括金屬貼片1、介質基板2、同軸饋線3、絕緣支撐件4和金屬殼體5，其中，金屬貼片1固定在介質基板2上端，介質基板2固定在絕緣支撐件4上，絕緣支撐件固定在金屬殼體5內側底部，同軸饋線3固定在絕緣支撐件4中，上端與金屬貼片1相連，下端直接作為輸出。

本實用新型所用元件如下：