一種地電波傳感器性能測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種地電波傳感器性能測試系統(tǒng)，其用于測試地電波傳感器的性能，包括依次連接的信號發(fā)生器（2）、地電波產(chǎn)生裝置（1）和信號監(jiān)測儀（3），其中，所述信號發(fā)生器（2）用于產(chǎn)生可調(diào)的正弦波信號或方波信號；所述地電波產(chǎn)生裝置（1）用于根據(jù)所述信號發(fā)生器（2）產(chǎn)生的可調(diào)的正弦波信號或方波信號生成對應(yīng)的地電波信號；所述信號監(jiān)測儀（3）用于監(jiān)測并顯示所述地電波產(chǎn)生裝置（1）產(chǎn)生的地電波信號。本發(fā)明實(shí)施例可以很高效經(jīng)濟(jì)地檢測各種地電波傳感器的性能，并具有集成度高、重量輕、體積小等特點(diǎn)。
【專利說明】一種地電波傳感器性能測試系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力設(shè)備的狀態(tài)檢測領(lǐng)域，特別是涉及一種地電波傳感器性能測試系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]電力設(shè)備內(nèi)部存在絕緣缺陷時，在缺陷處會發(fā)生局部放電，作為一種快速脈沖電流輻射電磁波，電磁波會泄露到設(shè)備外面，沿著金屬外殼表面或?qū)Ь€、接地線傳播，這種電磁波在電力設(shè)備檢測領(lǐng)域也稱為地電波。通過特制的傳感器測量出這種地電波即可以得知設(shè)備內(nèi)部是否發(fā)生局部放電，診斷電力設(shè)備的絕緣狀態(tài)是否健康。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，一般米用地電波傳感器來拾取電力設(shè)備所泄露的地電波。地電波傳感器具有體積小、重量輕、靈敏度高的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于高壓開關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜及廂式變電站等電力設(shè)備的狀態(tài)檢測中。近些年來，電力公司均會采購國內(nèi)外多個廠家生產(chǎn)的地電波檢測設(shè)備。然而，不同廠家所生產(chǎn)的傳感器性能存在較大的差異，使得電力公司在使用過程中難以對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一、可靠和準(zhǔn)確評價。有些電力公司嘗試采用由高壓電源、放電模型及高壓開關(guān)柜組成的測試系統(tǒng)來對這些地電波傳感器進(jìn)行檢測，但是這樣組成的系統(tǒng)不僅昂貴、龐大，鑒于放電的隨機(jī)性，這種方法也難以對不同廠家的傳感器進(jìn)行準(zhǔn)確和公正的評價。
[0004]鑒于以上情況，為了解決目前地電波傳感器在研制、生產(chǎn)和應(yīng)用缺乏先進(jìn)的性能測試平臺，如何設(shè)計和制作一種高級測試系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確、方便又經(jīng)濟(jì)地評估地電波傳感器的性能，是檢測設(shè)備制造業(yè)及電力企業(yè)亟待解決的重要課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種地電波傳感器性能測試系統(tǒng)及方法，可以很高效經(jīng)濟(jì)地檢測各種地電波傳感器的性能，具有集成度高、重量輕、體積小的特點(diǎn)。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例的一方面提供一種地電波傳感器性能測試系統(tǒng)，其用于測試地電波傳感器的性能，包括依次連接的信號發(fā)生器、地電波產(chǎn)生裝置和信號監(jiān)測儀，其中:
所述信號發(fā)生器用于產(chǎn)生可調(diào)的正弦波信號或方波信號；
所述地電波產(chǎn)生裝置用于根據(jù)所述信號發(fā)生器產(chǎn)生的可調(diào)的正弦波信號或方波信號生成對應(yīng)的地電波信號，其包括絕緣外殼，固定設(shè)置于所述絕緣外殼上的第一插頭、第二插頭和貼片電線；該第一插頭通過第一導(dǎo)線與所述信號發(fā)生器相連接，在所述第一插頭與所述第二插頭之間并行連接有第一信號電纜和地線，所述第一信號電纜通過第二信號電纜與所述貼片電線相連接，所述第一信號電纜與所述地線之間串接有一匹配阻抗；
所述信號監(jiān)測儀3用于監(jiān)測并顯示所述地電波產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的地電波信號，其通過第二導(dǎo)線與所述地電波產(chǎn)生裝置的第二插頭相連接。
[0007]優(yōu)選地，所述貼片天線包括: 圓形PCB板；
四個金屬圓環(huán)，印制在所述圓形PCB板上,所述四個金屬圓環(huán)的圓心連線形成正方形，所述四個金屬圓環(huán)的相交點(diǎn)為與所述第二信號電纜相連接的焊接點(diǎn)。
[0008]優(yōu)選地，進(jìn)一步包括有一地電波傳感器，其放置在所述地電波產(chǎn)生裝置具有貼片天線的一側(cè)，其通過第三導(dǎo)線連接一頻譜分析儀或示波器，所述頻譜分析儀或示波器用于顯示所述地電波傳感器所感應(yīng)到的地電波信息。
[0009]優(yōu)選地，所述信號監(jiān)測儀3為頻譜分析儀或/及數(shù)字示波器。
[0010]優(yōu)選地,所述絕緣外殼采用環(huán)氧樹脂材質(zhì),厚度小于3mm。
[0011]優(yōu)選地，所述第一導(dǎo)線與第二導(dǎo)線均為直徑Imm的硬質(zhì)銅導(dǎo)線；所述匹配阻抗為阻值10-50 Ω的可調(diào)電阻；所述地線為直徑0.2mm的軟銅導(dǎo)線；所述第一插頭與第二插頭均為BNC香蕉插頭；所述第一信號電纜與第二信號電纜均為特征阻抗50 Ω的低損耗信號電纜。
[0012]優(yōu)選地，所述信號發(fā)生器為一多功能函數(shù)發(fā)生器，可以輸出頻率為IMHz -100MHz，幅值OV - 5V可調(diào)的正弦波信號，以及重復(fù)頻率10 - 1000Hz，幅值OV - 5V可調(diào)的方波信號。
[0013]優(yōu)選地，所述貼片天線的四個金屬圓環(huán)的直徑為25mm,圓環(huán)寬度為3mm。
[0014]實(shí)施本發(fā)明，具有如下的有益效果:
首先，本發(fā)明實(shí)施例通過信號發(fā)生器注入信號到貼片天線的方式，簡單明了地實(shí)現(xiàn)了地電波信號的發(fā)生，地電波信號具有高重復(fù)性和穩(wěn)定性的特點(diǎn)，確保了測試結(jié)果的客觀性；
其次，本發(fā)明實(shí)施例的測試系統(tǒng)具有雙重功能，不僅可以測試地電波傳感器的帶寬，也可以測試其脈沖計數(shù)功能；
另外，本發(fā)明實(shí)施例可以避免大型、昂貴的高壓電源、試品和開關(guān)柜的使用，節(jié)省了設(shè)備成本，具有集成度高、重量輕、體積小的特點(diǎn)；且使測試過程更加合理、高效、更經(jīng)濟(jì)，避免了由于試品局放信號的隨機(jī)性帶來的評價不確定性，提升了行業(yè)的技術(shù)水平。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本發(fā)明提供的一種地電波傳感器性能測試系統(tǒng)的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中貼片天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明地電波傳感器性能測試系統(tǒng)在具體使用中開展地電波傳感器性能測試的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]如圖1和圖2所示，是本發(fā)明提供的一種地電波傳感器性能測試系統(tǒng)的一個實(shí)施例。在該實(shí)施例中，該地電波傳感器性能測試系統(tǒng)用于測試地電波傳感器，其包括依次連接的信號發(fā)生器2、地電波產(chǎn)生裝置I和信號監(jiān)測儀3，其中:
信號發(fā)生器2用于產(chǎn)生可調(diào)的正弦波信號或方波信號，具體地，信號發(fā)生器2為一多功能函數(shù)發(fā)生器，可以輸出頻率為IMHz -1OOMHz，幅值OV - 5V可調(diào)的正弦波信號，以及輸出重復(fù)頻率10 - 1000Hz，幅值OV - 5V可調(diào)的方波信號；
地電波產(chǎn)生裝置I用于根據(jù)信號發(fā)生器2產(chǎn)生的可調(diào)的正弦波信號或方波信號生成對應(yīng)的地電波信號，其包括絕緣外殼10，固定設(shè)置于絕緣外殼10上的第一插頭11、第二插頭12和貼片電線17 ;該第一插頭11通過第一導(dǎo)線20與信號發(fā)生器2相連接，在第一插頭11與第二插頭12之間并行連接有第一信號電纜14和地線13，第一信號電纜14通過第二信號電纜16與貼片電線17相連接，第一信號電纜14與地線13之間串接有一匹配阻抗15 ;其中，絕緣外殼10采用環(huán)氧樹脂材質(zhì)，厚度小于3_ ；
信號監(jiān)測儀3用于監(jiān)測并顯示地電波產(chǎn)生裝置I產(chǎn)生的地電波信號，其通過第二導(dǎo)線30與地電波產(chǎn)生裝置I的第二插頭12相連接，信號監(jiān)測儀3為頻譜分析儀或/及數(shù)字示波器，例如可以是。
[0019]具體地，在一個實(shí)施例中，該第一導(dǎo)線20與第二導(dǎo)線30均為直徑Imm的硬質(zhì)銅導(dǎo)線；匹配阻抗15為阻值10-50 Ω的可調(diào)電阻；地線14為直徑0.2mm的軟銅導(dǎo)線；第一插頭11與第二插頭12均為BNC香蕉插頭；第一信號電纜14與第二信號電纜16均為特征阻抗
50Ω的低損耗信號電纜。
[0020]該信號發(fā)生器2可以采用Tektronix公司的商用AFG3000型多功能函數(shù)發(fā)生器。
[0021]信號檢測儀器3可以采用Rigol公司的商用DSA875頻譜分析儀；或采用Tektronix公司的商用Tek4054字示波器,其對于脈沖信號具有計數(shù)功能。
[0022]如圖2所示，示出了圖1中貼片天線17的結(jié)構(gòu)示意圖。在該實(shí)施例中，貼片天線17包括:
圓形PCB板170 ；
四個金屬圓環(huán)171，印制在圓形PCB板170上，四個金屬圓環(huán)171的圓心連線形成正方形，四個金屬圓環(huán)171的相交點(diǎn)172為與第二信號電纜16相連接的焊接點(diǎn)。
[0023]在一個實(shí)施例中，貼片天線17的四個金屬圓環(huán)171的直徑為25mm，圓環(huán)寬度為3mm,圓形PCB板170的直徑為51_。
[0024]信號發(fā)生器2產(chǎn)生的正弦波或方波，被傳送到該貼片天線17上，形成地電波。
[0025]如圖3所示，示出了本發(fā)明提供的一種地電波傳感器性能測試系統(tǒng)的運(yùn)用環(huán)境示意圖。
[0026]首先，在一個例子中，該測試對象可以為簡單的地電波傳感器。
[0027]從圖3中可以看出，包括有一地電波傳感器4，其放置在地電波產(chǎn)生裝置I具有貼片天線17的一側(cè)，其通過第三導(dǎo)線50連接一頻譜分析儀或示波器5，頻譜分析儀或示波器5用于顯示地電波傳感器4所感應(yīng)到的地電波信息。
[0028]通過將地電波傳感器4的輸出端連接到頻譜分析儀或示波器5來監(jiān)測其輸出，通過與信號監(jiān)測儀3的測量結(jié)果的比較即可知道地電波傳感器性能的優(yōu)劣?？梢岳斫獾氖?，在測量過程中注意調(diào)節(jié)信號發(fā)生器2的信號強(qiáng)度，使得頻譜分析儀或示波器5的強(qiáng)度維持在同樣的水平。
[0029]如果頻譜分析儀或示波器5和信號監(jiān)測儀3的結(jié)果在一些典型的頻率點(diǎn)上(比如lMHz，2MHz，5MHz，1MHz, 20MHz, 30MHz, 40MHz, 50MHz, 60MHz )基本呈正比例，則可以判斷該電波傳感器4的性能較好。
[0030]另外，在另一個實(shí)施例中，該測試對象可以是商用地電波檢測裝置。
[0031]可以理解的是，在一些應(yīng)用場合，地電波傳感器4與頻譜分析儀或示波器5可以集成在一個商用地電波檢測裝置中。即在商用地電波檢測裝置自身具有測量和顯示結(jié)果的能力。通過直接比較商用地電波檢測裝置(包含地電波傳感器4與頻譜分析儀或示波器5)與信號監(jiān)測儀3的測量結(jié)果，就可以了解到地電波傳感器性能的優(yōu)劣。
[0032]實(shí)施本發(fā)明，具有如下的有益效果:
首先，本發(fā)明實(shí)施例通過信號發(fā)生器注入信號到貼片天線的方式，簡單明了地實(shí)現(xiàn)了地電波信號的發(fā)生，且生成的地電波信號具有高重復(fù)性和穩(wěn)定性的特點(diǎn)，確保了測試結(jié)果的客觀性；
其次，本發(fā)明實(shí)施例的測試系統(tǒng)具有雙重功能，不僅可以測試地電波傳感器的帶寬，也可以測試其脈沖計數(shù)功能；
另外，本發(fā)明實(shí)施例可以避免大型、昂貴的高壓電源、試品和開關(guān)柜的使用，節(jié)省了設(shè)備成本，具有集成度高、重量輕、體積小的特點(diǎn)；且使測試過程更加合理、高效、更經(jīng)濟(jì)，避免了由于試品局放信號的隨機(jī)性帶來的評價不確定性，提升了行業(yè)的技術(shù)水平。在地電波傳感器的研究單位、檢測儀器的生產(chǎn)企業(yè)及電力公司的技術(shù)管理部門等具有廣闊的應(yīng)用前旦
-5^ O
[0033]以上所揭露的僅為本發(fā)明一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種地電波傳感器性能測試系統(tǒng)，其用于測試地電波傳感器的性能，其特征在于，包括依次連接的信號發(fā)生器(2)、地電波產(chǎn)生裝置(I)和信號監(jiān)測儀(3)，其中: 所述信號發(fā)生器(2)用于產(chǎn)生可調(diào)的正弦波信號或方波信號； 所述地電波產(chǎn)生裝置(I)用于根據(jù)所述信號發(fā)生器(2)產(chǎn)生的可調(diào)的正弦波信號或方波信號生成對應(yīng)的地電波信號，其包括絕緣外殼(10)，固定設(shè)置于所述絕緣外殼(10)上的第一插頭(11)、第二插頭(12)和貼片電線(17);該第一插頭(11)通過第一導(dǎo)線(20)與所述信號發(fā)生器(2)相連接，在所述第一插頭(11)與所述第二插頭(12)之間并行連接有第一信號電纜(14)和地線(13)，所述第一信號電纜(14)通過第二信號電纜(16)與所述貼片電線(17)相連接，所述第一信號電纜(14)與所述地線(13)之間串接有一匹配阻抗(15)； 所述信號監(jiān)測儀(3)用于監(jiān)測并顯示所述地電波產(chǎn)生裝置(I)產(chǎn)生的地電波信號，其通過第二導(dǎo)線(30)與所述地電波產(chǎn)生裝置(I)的第二插頭(12)相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種地電波傳感器性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述貼片天線(17)包括: 圓形PCB板(170)； 四個金屬圓環(huán)(171)，印制在所述圓形PCB板(170)上，所述四個金屬圓環(huán)(171)的圓心連線形成正方形，所述四個金屬圓環(huán)(171)的相交點(diǎn)(172)為與所述第二信號電纜(16)相連接的焊接點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種地電波傳感器性能測試系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括有一地電波傳感器(4)，其放置在所述地電波產(chǎn)生裝置(I)具有貼片天線(17 )的一側(cè)，其通過第三導(dǎo)線(50)連接一頻譜分析儀或示波器(5)，所述頻譜分析儀或示波器(5)用于顯示所述地電波傳感器(4)所感應(yīng)到的地電波信息。
4.如權(quán)利要求3所述的一種地電波傳感器性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述信號監(jiān)測儀(3)為頻譜分析儀或/及數(shù)字示波器。
5.如權(quán)利要求4所述的一種地電波傳感器性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述絕緣外殼(10)采用環(huán)氧樹脂材質(zhì)，厚度小于3mm。
6.如權(quán)利要求5所述的一種地電波傳感器性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述第一導(dǎo)線(20)與第二導(dǎo)線(30)均為直徑Imm的硬質(zhì)銅導(dǎo)線；所述匹配阻抗(15)為阻值10-50 Ω的可調(diào)電阻；所述地線(14)為直徑0.2mm的軟銅導(dǎo)線；所述第一插頭(11)與第二插頭(12)均為BNC香蕉插頭；所述第一信號電纜(14)與第二信號電纜(16)均為特征阻抗50 Ω的低損耗信號電纜。
7.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的一種地電波傳感器性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述信號發(fā)生器(2)為一多功能函數(shù)發(fā)生器，其輸出頻率為IMHz -1OOMHz，幅值OV - 5V可調(diào)的正弦波信號，以及輸出重復(fù)頻率10 - 1000Hz，幅值OV - 5V可調(diào)的方波信號。
8.如權(quán)利要求7所述的一種地電波傳感器性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述貼片天線(17)的四個金屬圓環(huán)(171)的直徑為25mm,圓環(huán)寬度為3mm。
【文檔編號】G01R35/00GK104375110SQ201410609243
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】余英, 李洪杰, 黃超, 劉國偉, 候喆 申請人:深圳供電局有限公司, 西安交通大學(xué)