一种盆式绝缘子嵌入式的GIS带电显示用安全型传感器的制作方法

一种盆式绝缘子嵌入式的gis带电显示用安全型传感器
技术领域
1.本实用新型涉及一种电力设备安全工器具研究技术领域，尤其涉及一种盆式绝缘子嵌入式的gis带电显示用安全型传感器。


背景技术：

2.高压电气设备及输电线路的带电状态进行监测,对于保证电力系统的安全运行及人身安全具有重要意义。gis(gas
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insulated switchgear)设备是全封闭设备,不能按常规操作直接验电，检测高压只能通过高压带电显示装置操作。高压带电显示装置是一种检测电力系统一次设备是否带电并且防止高压断路器误操作的电气设备。
3.从原理上高压带电显示装置可以分为接触式、非接触感应式以及等电位式等三类。其中，非接触感应式结构简单，应用较广。目前针对于gis的带电显示用传感器多采用电容耦合分压检测的原理，利用非接触式针
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板电容结构作为传感单元，通过检测电容两端的电势差判断gis内部是否带电。但是该种结构在实际应用中也存在一些缺陷，具体如下：
4.1)针
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板电容结构在gis强电场情况下会形成局部极不均匀电场，特别是针型电极末端极易形成尖端局部放电，对gis内部绝缘造成安全隐患。
5.2)针
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板电容结构的检测灵敏度主要由电容参数，即针
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板间距来决定，对于不同电压等级的gis，需设计不同间距的针
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板结构，通用性不强。
6.3)传统的gis带电显示传感器因无取能模块，无法对信号进行放大调理，也无法对信号进行无线传输，需借助外部电源，信号也使用有线的方式进行传输，不适应目前物联网发展的趋势


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种盆式绝缘子嵌入式的gis 带电显示用安全型传感器。
8.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种盆式绝缘子嵌入式的gis带电显示用安全型传感器，包括用于gis带电状态检测的传感器和待测gis设备,所述传感器其由金属球冠体、金属杆、金属圆柱体、支撑绝缘板和电路板组成，所述金属杆与金属圆柱体之间平行设置形成感应电容结构，所述金属杆上端与金属球冠体底部固定连接，所述金属杆和金属圆柱体的下端均与支撑绝缘板固定连接，所述电路板通过线缆分别与金属杆和金属圆柱体的下端电信号连接。
9.作为优选，所述电路板上集成有控制单元以及对传感器检测信号进行采集、放大、滤波处理的信号调理电路，所述电路板的信号输入端与信号调理电路的信号输出端连通。
10.作为优选，所述电路板上还连接有电池模块和通信模块，所述电路板的控制单元通过线缆分别与电池模块、通信模块电连接。
11.作为优选，待测gis设备的高压导体上设有盆式绝缘子，所述盆式绝缘子上开设有与支撑绝缘板相匹配的预留孔，所述传感器的支撑绝缘板内嵌于预留孔内。
12.作为优选，还包括取电金属平板，所述取电金属平板位于预留孔内，且与 gis设备内部的高压导体形成取电电容，所述电池模块包含电能存储模块和充放电电路，所述电池模块通过充放电电路分别与取电金属平板、以及电路板的控制单元电连接。
13.作为优选，所述金属球冠体和金属杆之间焊接或螺纹连接。
14.作为优选，所述支撑绝缘板为绝缘介质材料，材料的相对介电常数在2.0 至13.0之间。
15.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型设计的传感器采用球冠
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圆柱电容结构，安装于待测gis高压导体的盆式绝缘子上，实现了安全可靠的gis带电状态检测。而且传感器具备通信单元，支持有线和无线通信方式，具备耦合取电模块和gis内部高压导体形成取电电容，用于取电。
附图说明
16.图1为本实用新型传感器的结构示意图；
17.图2为本实用新型传感器的俯视图；
18.图3为本实用新型在gis设备上的安装示意图；
19.图4为本实用新型传感器的电路原理图。
20.图中：1、金属球冠体；2、金属杆；3、金属圆柱体；4、支撑绝缘板；5、电路板；6、电池模块；7、取电金属平板；8、通信模块；9、传感器；10、盆式绝缘子；11、预留孔；12、高压导体。
具体实施方式
21.下面将对本实用新型作进一步说明。
22.实施例1：参见图1至图4，一种盆式绝缘子嵌入式的gis带电显示用安全型传感器，包括用于gis带电状态检测的传感器9和待测gis设备,所述传感器9其由金属球冠体1、金属杆2、金属圆柱体3、支撑绝缘板4和电路板5组成，所述金属杆2与金属圆柱体3之间平行设置形成感应电容结构，金属球冠体1、金属杆2、金属圆柱体3、支撑绝缘板4构成感应电容，用于信号的感应，所述金属杆2上端与金属球冠体1底部固定连接，所述金属球冠体1和金属杆2之间焊接或螺纹连接，所述金属杆2和金属圆柱体3的下端均与支撑绝缘板4固定连接，金属杆2与金属圆柱体3之间的距离可根据实际需要进行设置，所述电路板5通过线缆分别与金属杆2和金属圆柱体3的下端电信号连接。检测时：当gis内部高压导体12带电时，会在电容两端感应出电势差，通过检测该电势差，即可以判断gis内部高压导体12是否带电。
23.所述电路板5上集成有控制单元以及对传感器9检测信号进行采集、放大、滤波处理的信号调理电路，所述电路板5的信号输入端与信号调理电路的信号输出端连通，用于对电容两端感应的信号进行放大、滤波、采集等处理，并与电池模块6、通信模块8连接通过信号调理电路对金属杆2和金属圆柱体3进行电压采集，通过电势差判断gis内部是否带电。
24.所述电路板5上还连接有电池模块6和通信模块8，所述电路板5的控制单元通过线缆分别与电池模块6、通信模块8电连接，所述通信模块8用于将传感器9采集信号传输至远端的监控室，其可支持常见的有线、无线通信方式。
25.待测gis设备的高压导体12上设有盆式绝缘子10，所述盆式绝缘子10上开设有与支撑绝缘板4相匹配的预留孔11，所述传感器9的支撑绝缘板4内嵌于预留孔11内。
26.还包括取电金属平板7，所述取电金属平板7位于预留孔11内，且与gis 设备内部的高压导体12形成取电电容，所述电池模块6包含电能存储模块和充放电电路，所述电池模块6通过充放电电路分别与取电金属平板7、以及电路板5的控制单元电连接，为控制单元供电。所述传感器9安装在gis盆式绝缘子 10预置孔内，采用非接触感应方式，监测gis带电状态。所述取电金属平板7 和gis内部高压导体12形成取电电容，用于取电，并将电能存储在电能存储模块中，电能存储模块为蓄电池。
27.所述支撑绝缘板4为绝缘介质材料，材料的相对介电常数在2.0至13.0之间。在具体使用时，可依据gis电压等级的不同，选择不同介电常数的绝缘介质材料，来匹配相应的检测灵敏度要求。
28.用于金属杆2、金属圆柱体3和电路板5之间连接的线缆，起信号传输作用，可选用电线或同轴电缆。
29.电路板5和电池模块6之间的线缆，用于电能的传输，可选用电线或同轴电缆。
30.电池模块6和取电金属平板7之间的线缆，用于电能的传输。
31.通信模块8与电路板5之间的线缆，用于信号和电能的传输，可选用电线或同轴电缆。
32.以上对本实用新型所提供的一种盆式绝缘子嵌入式的gis带电显示用安全型传感器进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本实用新型的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。