[发明专利]用于获取宽频超声信号的装置

说明书

技术领域

本发明属于气体绝缘金属封闭开关设备（Gas Insulated Switchgear，GIS）超声局部放电检测技术领域，特别是涉用于获取宽频超声信号的装置，可以获取GIS设备局部放电产生的各个频段范围内的超声信号，从而避免传感器响应频率范围窄导致的超声信号波形畸变。 

背景技术

以六氟化硫（SF₆）为绝缘介质的GIS也称封闭式组合电器与常规电器相比，GIS具有占地面积小、结构紧凑、电磁兼容性好、运行安全可靠等优点，在电力系统中的应用越来越广泛。但由于其结构复杂、制造质量要求高；检修时间长，停电范围影响大，而且检修工艺要求十分精细，稍有不慎就可能会造成检修质量问题。 

开展GIS设备局部放电检测对于及时掌握设备内部缺陷状况，实现设备的状态评价和风险评估，实现GIS设备的状态检修具有重要意义。作为一种常用的局部放电检测方法，超声波局部放电检测技术由于可以避开现场电磁干扰，在GIS设备的局部放电检测中起着重要作用。但现有超声波局部放电检测技术在实际应用过程中存在技术难题：一则，超声局部放电检测系统的传感器响应频带范围无法覆盖到很宽的范围，从而导致检测到超声信号波形畸变，无法反应原始放电的超声信号波形特征；二则，由于缺乏针对原始放电的超声信号波形特征的检测工具，导致在GIS设备局部放电检测中只能关注超声信号的强度信息，而忽略了超声信号的波形特征的研究与分析，造成检测上的偏差。 

发明内容

为在进行超声波局部放电检测过程中尽量增大传感器的响应频带范围，真实的反映原始放电的超声波信号波形特征，实现依据波形特征对设备内部状态的分析和诊断，本发明提供了一种用于获取宽频超声信号的装置。具体的结构方案设计如下： 

用于获取宽频超声信号的装置，由第一超声传感器11、第一前置放大器12、第二超声传感器21、第二前置放大器22、电阻器3和信号输出端子4组成；

其中，第一超声传感器11与第二超声传感器21均负责把超声信号转换为电信号，其中，第一超声传感器11的频率响应范围在50kHz～200 kHz（千赫兹），第二超声传感器21的频率响应范围在20kHz～180 kHz；

第一前置放大器12与第二前置放大器22均负责将接收到的电信号增强的作用，第一前置放大器12与第二前置放大器22分别设有一个信号输入端、一个信号输出端和一个接地端；其中，第一超声传感器11的信号输出端与第一前置放大器12的信号输入端相连接，第二超声传感器21的信号输出端与第二前置放大器22的信号输入端相连接；

电阻器3负责将接收到的电信号进行叠加和汇集处理，其中，第一前置放大器12的信号输出端与第二前置放大器22的信号输出端共同连接在电阻器3的一端，第一前置放大器12的接地端与第二前置放大器22的接地端共同连接在电阻器3的另一端；

电阻器3的两端并联有信号输出端子4。

本发明的有益技术效果是

本产品利用常用的窄带传感器（频率响应范围分别在50kHz～200 kHz、20kHz～180 kHz和200kHz～1000 kHz的超声传感器）及通过组合的方式，获得具有宽频率响应范围的超声信号传感装置，避免超声传感装置造成的信号波形畸变，在获取超声信号的同时可以保持信号波形特征，为实现依据超声信号波形特征进行GIS设备内部状态诊断提供了基础。

附图说明

图1为本发明的电路结构简图。 

图2为实施例2的电路结构简图。 

上图中序号：电阻器3、信号输出端子4、第一超声传感器11、第一前置放大器12、第二超声传感器21、第二前置放大器22、第三超声传感器51、第三前置放大器52。 

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。 

实施例1

参见图1，用于获取宽频超声信号的装置，由第一超声传感器11、第一前置放大器12、第二超声传感器21、第二前置放大器22、电阻器3和信号输出端子4组成；

其中，第一超声传感器11与第二超声传感器21均负责把超声信号转换为电信号，其中，第一超声传感器11为美国物理声学公司的R15D型超声传感器，其频率响应范围在50kHz～200 kHz；第二超声传感器21为美国物理声学公司的D9241A型超声传感器，其频率响应范围在20kHz～180 kHz；