[实用新型]一种基于超宽带天线传感器的绝缘子劣化检测装置

说明书

本实用新型公开了一种基于超宽带天线传感器的绝缘子劣化检测装置，其包括天线介质基板，天线介质基板的上下表面分别设有基本辐射单元和接地板，基本辐射单元为超宽带单极子天线，基本辐射单元的底部为弧形边、上部为直线型边，基本辐射单元的底部靠近天线介质基板的底边、上部靠近天线介质基板的顶边，基本辐射单元底部弧形边的中心位置一体连接有延伸至天线介质基板底边的延伸条，接地板为紧贴天线介质基板底边的长条形结构。本实用新型通过超宽带单极子天线对绝缘子发出的电磁波进行分析判断，超宽带天线能够工作于低频段，因为正常绝缘子和裂化的绝缘子所发出的电磁波的强度不同，所以可根据电磁波的强度来进行绝缘子是否劣化进行判断。

技术领域

本实用新型涉及一种基于超宽带天线传感器的绝缘子劣化检测装置，可用于特高压直流输电线路、特高压交流输电线路的绝缘子检测，属于绝缘子劣化检测技术领域。

背景技术

随着社会经济的发展和经济水平的提高，电力系统发展迅猛。安全可靠是电力系统运行的基本要求，随着电力系统电压等级的升高，电力设备装机容量越来越大，电力用户和科学工作者将目光集中到电力系统的绝缘问题上。

绝缘子在电力系统中被广泛使用，在各种高压输电线路上，无处不见绝缘子的身影。用于输电线路上的绝缘子我们称之为线路绝缘子。由于绝缘子常年暴露在外，受到自然环境的影响，如雷电、风雨等，并且工作在高电场、强磁场环境中，绝缘子的机械强度会降低，绝缘阻值减小，电气性能和热性能减弱，直至出现绝缘子的沿面放电、开裂甚至击穿，其中，污闪是最为危险的。随着绝缘子被使用的广泛性的增加，因为绝缘子的污闪引发的问题层出不穷，这完全违背了电力系统的安全可靠性要求，并且绝缘子体积大、价格不菲，造成的经济损失也不容忽视。因此，对绝缘子进行带电检测具有非常重要的意义。

通常情况下，绝缘子的带电检测方法分为两大类，包括电量检测法和非电量检测法，其中，电量检测法包括表面泄漏电流法、绝缘电阻法、电场测量法和脉冲电流法等，非电量检测法包括观察法、红外测温法、激光多普勒振动法等。绝缘子缺陷的常用检测方法包括：

(1)超声波检测方法

随着超声波技术的日益成熟且应用领域的广泛，可以根据超声波发射到绝缘子表面上所得到的回应用以检测绝缘子是否裂化。其具体原理如下：倘若绝缘子中含有微小裂隙，用超声波照射绝缘子表面时，便会在绝缘子的裂隙处产生反射、折射等物理现象，再通过接受装置处理所接收的超声波，便可以通过分析得知绝缘子的劣化程度，进而判断其是否需要进行检修替换等工作。但是该种方法存在弊端，只能适用于裂化的绝缘子，对没有裂化的绝缘子则没有办法进行判断，因而该种方法也具有一定的局限性。

(2)激光多普勒振动方法

该种检测方法的原理为通过对比裂化绝缘子的振动频率和正常绝缘子的振动频率来进行判断。具体措施如下所述：通过利用声波发生器或者借助于外力使得绝缘子产生振动，在此过程中，将多普勒仪与绝缘子面对面放置，激光照射到绝缘子上会产生反射或者折射，通过返回的信号来判断绝缘子中心的振荡频率，从而便可得出被检测的绝缘子内部是都存在缺陷。该种检测方法和运用超声波检测方法原理类似，其缺陷就是不能够对内部存在缺陷但表面还未开裂的绝缘子进行检测。除此之外，由于多普勒仪占用面积大、运行维护较为复杂，从而无法大面积推广应用。

(3)电晕摄像机法

这种方法是根据当出现不良绝缘子时，不良绝缘子周围的正常绝缘子会出现电晕现象增强来判断的，用电晕摄像机可以清晰的捕捉到这一现象，并且不受自然环境如阳光辐射等的影响，此法的原理是利用电晕摄像机对电晕的捕捉能力，当存在不良绝缘子时，电晕现象就会发生，利用电晕摄像机法能够观察到这种现象，且可以工作在不同的自然环境中，性能不受影响，但对绝缘子缺陷依然观察不到，并且设备造价昂贵，不宜推广。

(4)电压分布测量法