一种适用于多点放电系统的超声阵列传感器

1.本实用新型属于高电压设备和试验技术领域，具体是多点放电系统的超 声阵列传感器。


背景技术：

2.局部放电是高压电气设备最终发生绝缘击穿的重要原因，也是绝缘劣化 的重要标志。局部放电会产生电磁波，声，光，热等物理及化学反应。因为电测 法收到环境干扰较大，现在的检测技术多通过检测、分析局部放电所产生的具体 物理现象，从而定位绝缘的局部放电位置。超声阵列测局部放电是目前常用的测 试方法之一，它拥有精度高和可靠性高的特点，并且可以同时定位多个放电点。
3.然而，目前的使用的直线型阵列传感器由于其轴对称的特性，在定位多 点放电时会出现定位误差，并且直线型阵列传感器只能测一个方向，角度定位能 力差，定位精度低。近年的l和十字超声阵列传感器虽然实现了阵元的减少，并 且提高了单点放电定位精度，但是其结构特性使它并不适合在实际使用中测量多 点放电，在定位同一时间的多点放电时，x轴和y轴上的点会产生信号重合，从 而产生测量误差。传统的密集分布的矩形阵列又因为传感器的阵元个数过多，阵 列冗余度大，导致检测系统复杂。
4.因此，有必要对传统超声阵列传感器的结构进行改进。


技术实现要素：

5.实用新型提供了一种适用于多点放电系统的超声阵列传感器，在保证测 量多点放电检测精度的同时，阵元采用稀疏分布以获取大量信号并节约检测成本。
6.本实用新型的技术方案是这样实现的：
7.一种适用于放电检测的超声阵列传感器，包括外壳和嵌入在外壳正面的 64个圆形压电陶瓷片，多个压电陶瓷片宽间距排列成矩阵，高频线接压电陶瓷 片电极从壳体引出，经集线板在信号接收板的高频线插孔汇总。
8.上述适用于多点放电系统的超声阵列传感器，所述压电陶瓷片设置64 个，相邻压电陶瓷片圆心之间的距离至少是压电陶瓷片直径的1.5倍。
9.上述适用于多点放电系统的超声阵列传感器，所述压电陶瓷片与外壳之 间有镶嵌板，压电陶瓷电极嵌入外壳。
10.上述适用于多点放电系统的超声阵列传感器，所述压电陶瓷电极的高频 线经过集线板整理，再汇总在信号收集板的高频线插孔处，所收集的信号阵列与 压电陶瓷片阵列的放电位置对应。
11.本实用新型的压电陶瓷片宽间距稀疏分布，用于多点放电模式的检测效 果好于十字型和l型分布。多元稀疏分布的超声阵列可以用于复杂结构中获取局 放信号，大量的信号获取便于后期进行大数据分析，同时，稀疏分布具有良好的 信号接收方向，多元的联合方向具有宽域、多角度接收的特点。
附图说明
12.下面结合附图对本实用新型进一步说明。
13.图1为本实用新型的正视图。
14.图2为本实用新型的侧视图。
15.图3为本实用新型的俯视图。
16.图中各标号为：1、外壳；2、压电陶瓷片；3、压电陶瓷电极；4、镶嵌板；5、凹槽；6、走线孔；7、集线板；8、信号收集板；9、高频线插孔；10、背板。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.参看图1、图2、图3，本实用新型提供一种技术方案：一种适用于多点放电系统的超声阵列传感器，主要由壳体1和嵌入在壳体1正面的64个圆形压电陶瓷片2构成，多个压电陶瓷片2宽间距排列成矩形阵列，压电陶瓷片2与壳体1之间设置有镶嵌板4，高频线接压电陶瓷片电极3从壳体引出，经集线板7中上的走线孔6，走线孔6处有凹槽5便于固定高频线，此后在背板10上的信号接收板8的高频线插孔9汇总。压电陶瓷片直径20mm，厚度1mm，相邻阵元间距为10mm。
19.进一步改进地，如图1所示，所述压电陶瓷阵元2设置64个，压电陶瓷2之间相距至少是阵元直径的一半，采用宽间距稀疏分布，对于多点放电模式的检测效果较好。
20.进一步改进地，如图1、图2所示，所述压电陶瓷2与外壳1之间有镶嵌板4，压电陶瓷电极3嵌入壳体。
21.进一步改进地，如图1、图3所示，所述压电陶瓷电极3的高频线经过集线板7整理，再汇总在信号收集板8的高频线插孔处，所收集的信号阵列与压电陶瓷阵列3的放电位置对应，易于后期整理分析。
22.本超声阵列传感器可以放入复杂绝缘结构中，其多元稀疏分布可以用在复杂结构中获取局放信号，通过大量的信号获取可以在后期进行大数据分析和模式识别。


技术特征：
1.一种适用于多点放电系统的超声阵列传感器，其特征在于：由外壳(1)和嵌入在外壳(1)正面的64个圆形压电陶瓷片(2)构成，多个压电陶瓷片(2)宽间距排列成矩形阵列，相邻压电陶瓷片(2)圆心之间的距离至少是压电陶瓷片(2)直径的1.5倍，压电陶瓷片(2)与外壳(1)之间设置有镶嵌板(4)，高频线与压电陶瓷电极(3)连接，并通过集线板(7)上的走线孔(6)，走线孔(6)处有凹槽(5)便于固定高频线，此后在背板(10)上的信号收集板(8)的高频线插孔(9)汇总。2.根据权利要求1所述的适用于多点放电系统的超声阵列传感器，其特征是所述压电陶瓷电极(3)嵌入外壳(1)。

技术总结
一种适用于多点放电系统的超声阵列传感器，属于高电压设备和试验技术领域，用于电气设备局部放电的检测和定位。其技术方案是：包括壳体和嵌入在壳体正面的64个圆形压电陶瓷片，多个压电陶瓷片宽间距排列成矩阵，导线接压电陶瓷片电极从壳体引出，经集线板在信号接收板的高频线插孔汇总。本实用新型的压电阵元宽间距稀疏分布，用于多点放电模式的检测效果较好。多元稀疏分布的超声阵列可以用于复杂结构中获取局放信号，大量的信号获取便于后期进行大数据分析，同时，稀疏分布具有良好的信号接收方向，多元的联合方向具有宽域、多角度接收的特点。并且采用稀疏分布可以降低成本，减少测量系统的冗余度。少测量系统的冗余度。少测量系统的冗余度。


技术研发人员：张晓虹 姚子恒 王玉龙
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：2020.11.11
技术公布日：2021/10/29