[发明专利]一种GIS光纤式超声波局放传感器

说明书

本发明公开一种GIS光纤式超声波局放传感器，包括：连接有光纤的后盖、与所述后盖装配的中间法兰，所述中间法兰在朝向所述后盖的一侧安装有小信号放大电路板，所述小信号放大电路板上设置有用于将电压信号转化为光信号的电光转化模块；所述中间法兰中央设有安装管，其内插入有绝缘套管，导电柱的一端穿过所述绝缘套管，与所述小信号放大电路板的输入端相连，另一端与超声波换能片的背面相抵接；所述超声波换能片通过安装卡环固定在所述安装管的端面上；所述超声波换能片的正面固定有谐振体，所述谐振体用于在接收到由GIS设备内部传输来的超声波信号时发生振动。本发明可以有效提高传感器的信噪比。

技术领域

本发明涉及电力输配电技术领域，尤其涉及一种GIS光纤式超声波局放传感器。

背景技术

GIS全称为金属封闭式组合开关，GIS是电力系统重要的设备，通常包括外部金属壳体、导电部件、固体绝缘件、SF6气体。局部放电是电力设备中常见的一种缺陷类型，其发生原因为电力设备内部绝缘体存在开裂、老化、脏污等缺陷，绝缘体在电场的作用下发生局部击穿。发生局部放电的电力设备，其局放部位会产生超声波、紫外线、特高频电磁波等具有特征的信号。GIS设备内部如存在局部放电现象，可能导致GIS设备内部发生绝缘击穿，而局部放电产生到绝缘击穿之间，需要较长的时间。因此，及早发现GIS设备内部的局放信号，有助于减少GIS因局放长期存在导致的绝缘损坏。根据局部放电的自身特点，检测超声波、紫外线、特高频电磁波，可以有效发现GIS设备内部早期局部放电。现有的超声波局部放电传感器均为在GIS设备壳体外部安装，超声波信号受到GIS金属壳体的屏蔽，导致装在GIS壳体外部的超声波传感器信噪比较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种GIS光纤式超声波局放传感器，以提高传感器的信噪比。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种GIS光纤式超声波局放传感器，包括：

连接有光纤的后盖、与所述后盖装配的中间法兰，所述中间法兰在朝向所述后盖的一侧安装有小信号放大电路板，所述小信号放大电路板上设置有用于将电压信号转化为光信号的电光转化模块；

所述中间法兰中央设有安装管，其内插入有绝缘套管，导电柱的一端穿过所述绝缘套管，与所述小信号放大电路板的输入端相连，另一端与超声波换能片的背面相抵接；所述超声波换能片通过安装卡环固定在所述安装管的端面上；

所述超声波换能片的正面固定有谐振体，所述谐振体用于在接收到由GIS设备内部传输来的超声波信号时发生振动，所述超声波换能片用于将因受所述谐振体振动而产生的机械变形转化为电压信号，所述电光转化模块将所述电压信号转化为光信号，由所述光纤发送至后台采集设备。

进一步地，所述安装管的顶部设有卡环槽，安装卡环固定在所述卡环槽上，通过所述安装卡环将所述超声波换能片抵压在所述安装管的端面上。

进一步地，所述安装卡环包括呈未封闭的圆环状的卡环体和对称设置在所述卡环体上的压紧簧片，所述卡环体套在所述卡环槽上，所述压紧簧片将所述超声波换能片压紧在所述安装管的端面上。

进一步地，所述导电柱包括导电圆柱、设置在所述导电圆柱顶部的半球体和设置在所述半球体顶部的凹槽，所述半球体通过安装在所述凹槽中的碟形簧片与所述超声波换能片的背面相接触，将所述超声波换能片的电信号引出。

进一步地，所述碟形簧片包括簧片本体，和分别位于簧片本体两侧的凸起和凹陷，所述碟形簧片用于连接所述超声波换能片与所述导电柱。

进一步地，所述绝缘套管包括共轴的大圆柱和小圆柱，在轴线上贯穿设有中心孔，所述绝缘套管的小圆柱、大圆柱依次插入所述中间法兰的安装管中，所述中心孔用于容纳所述导电柱的导电圆柱。

进一步地，所述超声波换能片的边缘设有绝缘涂层，所述超声波换能片的背面设有绝缘环，用于将所述超声波换能片与所述中间法兰隔离。