一种抗干扰局部放电超声波传感器的制作方法

本实用新型涉及高压电气设备的局部放电检测和故障定位技术领域，具体涉及一种抗干扰局部放电超声波传感器。

背景技术：
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高压电器内部产生局部放电现象，其瞬间释放的能量使分子间产生剧烈碰撞，并在宏观上形成一种压力产生超声波脉冲，此时局部放电源如同一个声源，向外发出超声波。局部放电是评估高压电气设备的绝缘性能的重要指标，对于高压设备来说，由于其体积庞大、结构复杂，往往不能精确判定其放电故障的具体位置，大大影响维修效率。从高压电器设备内部传出的局部放电超声波信号非常微弱，所以要求超声波传感器具有很高的检测灵敏度及抗干扰性能。而现有的超声传感器灵敏度普遍较低，无法检测到微弱的放电信号，不是针对强电场环境设计的，电磁屏蔽性能较差，易受电磁干扰。因此，需要一种高灵敏度、抗电磁干扰能力强的局部放电超声波传感器。

技术实现要素：
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本实用新型的目的是提供一种抗干扰局部放电超声波传感器，本实用新型与被测的高压电气设备之间无电气连接、能够避免多种电气干扰，其检测的灵敏度不随被测高压设备电容量而变化，不仅具有很高的检测灵敏度，抗干扰能力强，而且使用方便，能够广泛应用于各种电压等级的变压器，能够超声波局放巡检和在线监测，并且通过电声定位、声声定位，能够确定放电点具体位置，定位精度高，特别适于在强干环境下检测高压电气设备内部局部放电产生的超声波信号。

本实用新型是通过以下技术方案予以实现的：

一种抗干扰局部放电超声波传感器，包括金属屏蔽外壳、金属屏蔽外壳上设有的信号输出接口、设在金属屏蔽外壳内部的隔音筒和通道调理电路板，所述隔音筒通过支撑架与金属屏蔽外壳固定连接，所述隔音筒由隔音筒外壳、隔离垫块和吸波材料组成，隔音筒腔体内设有压电陶瓷振子，压电陶瓷振子与隔音筒外壳间设有隔离垫块和吸波材料。

特别地，所述压电陶瓷振子为圆柱体形状，直径为5mm，高度为10mm，谐振频率为40kHz。

所述金属屏蔽外壳为铝合金全封闭外壳。

所述隔离垫块由环氧树脂制备而成，吸波材料为高密度吸音海绵，由密度30KG以上的高密度海绵制备而成。

压电陶瓷振子安装于隔音筒腔体内，并通过隔音筒与其它金属部件隔离，压电陶瓷振子与隔音筒外壳间设有隔离垫块，使压电陶瓷振子和隔音筒外壳分开隔离，保证外部的干扰信号屏蔽掉的同时还能够抑制侧面传入的超声波干扰信号，提高了传感器整体对电声干扰信号的抗干扰能力。

压电陶瓷振子与隔音筒外壳间设有的吸波材料，能够吸收由于外界振动产生的超声干扰信号，不仅可屏蔽外部的电磁干扰信号，还能够抑制侧面传入的超声信号，保证其超声振子不受外界干扰，具有良好的抗干扰性能和灵敏度。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型与被测的高压电气设备之间无电气连接、能够避免多种电气干扰，其检测的灵敏度不随被测高压设备电容量而变化，本实用新型不仅具有很高的检测灵敏度，抗干扰能力强，而且使用非常方便，能够广泛应用于各种电压等级的变压器，能够超声波局放巡检和在线监测，并且通过电声定位、声声定位，能够确定放电点具体位置，定位精度高。特别适于在强干环境下检测高压电气设备内部局部放电产生的超声波信号。

附图说明：

图1是本实用新型超声传感器的纵剖面构造结构示意图；

其中，1、金属屏蔽外壳，2、压电陶瓷振子，3、隔离垫块，4、吸波材料，5、隔音筒，6、支撑架，7、信号输出接口，8、通道调理电路板。

具体实施方式：

以下是对本实用新型的进一步说明，而不是对本实用新型的限制。

如图1所示的一种抗干扰局部放电超声波传感器，包括金属屏蔽外壳1、金属屏蔽外壳1上设有的信号输出接口7、设在金属屏蔽外壳1内部的隔音筒5和通道调理电路板8，所述隔音筒5通过支撑架6与金属屏蔽外壳1固定连接，所述隔音筒5由隔音筒外壳、隔离垫块3和吸波材料4组成，隔音筒5腔体内设有压电陶瓷振子2，压电陶瓷振子2与隔音筒外壳间设有隔离垫块3和吸波材料4。

特别地，所述压电陶瓷振子2为圆柱体形状，直径为5mm，高度为10mm，谐振频率为40kHz。

所述金属屏蔽外壳1为铝合金全封闭外壳。

所述隔离垫块由环氧树脂制备而成，吸波材料为高密度吸音海绵，由密度30KG以上的高密度海绵制备而成。

压电陶瓷振子2安装于隔音筒5腔体内，并通过隔音筒5与其它金属部件隔离，压电陶瓷振子2与隔音筒外壳间设有隔离垫块3，使压电陶瓷振子2和隔音筒外壳分开隔离，保证外部的干扰信号屏蔽掉的同时还能够抑制侧面传入的超声波干扰信号，提高了传感器整体对电声干扰信号的抗干扰能力。

压电陶瓷振子2与隔音筒外壳间设有的吸波材料，能够吸收由于外界振动产生的超声干扰信号，不仅可屏蔽外部的电磁干扰信号，还能够抑制侧面传入的超声信号，保证其超声振子不受外界干扰，具有良好的抗干扰性能和灵敏度。

在高压电气设备中局部放电产生的超声波以球面波形式向周围传播，在变压器油中以纵波形式向外传播，当传到箱壁时，分为两部分，一部分穿越箱壁，仍以纵波形式向外传播，另一部分则以横波形式沿箱壁向周围传播。使用时，压电陶瓷振子2耦合超声波信号，并通过隔音筒5与其它金属部件隔离，通道调理电路板8进行阻抗变换，将超声波信号滤波放大，在经过阻抗变换由信号输出接口7输出有效的超声波信号50欧姆阻抗信号，在由后台处理数据，进行AD转换，得到超声信号幅值，确定放电故障点位置。