同轴线路的特性阻抗ZO成为较小的值。此时，由孔8和金属端子9形成的同轴线路作为并联的电容器工作。
[0070]根据以上所述，在图3中，在从以记号B表不的位置观察由圆板5和金属支柱6构成的顶部加载单极天线的情况下的阻抗与图4所示的电路等效。
[0071]在图4中，Za是表示由圆板5和金属支柱6构成的顶部加载单极天线自身的阻抗特性的串联谐振电路，L是由短路导体10形成的电感器，C是根据由孔8和金属端子9构成的同轴线路所形成的电容器。
[0072]如图4那样，如果对串联谐振电路连接并联谐振电路，则能够使阻抗宽带化。通过利用该效果，在本实施方式I的局部放电传感器中，能够在作为检测对象的局部放电的频带中降低失配损耗，平均性地提高灵敏度。
[0073]图5是示出通过仿真由圆板5和金属支柱6构成的顶部加载单极天线的接收电压特性所计算出的结果的说明图。
[0074]在图5中，实线表示本实施方式I中的顶部加载单极天线的接收电压特性。另外，为了明确发明效果，虚线表示不存在短路导体10和金属端子9情况下的顶部加载单极天线的接收电压特性。
[0075]根据图5得知，在本实施方式I中，可以明了在作为检测对象的局部放电的频带中接收电压变高，能够得到灵敏度较高的局部放电传感器的情况。
[0076]如以上所明了的那样，根据本实施方式I，对于由圆板5和金属支柱6构成的顶部加载单极天线，构成为设置连接金属支柱6与盖部件7的短路导体10、以及由孔8和金属端子9构成的同轴线路，因此发挥如下效果:能够得到抑制了圆板5的高电压的感应，能够防止对测量器的不良影响，并且在作为检测对象的局部放电的频带中灵敏度较高的局部放电传感器。
[0077]另外，根据本实施方式I，因为短路导体10的长度设定得比与作为检测对象的局部放电的频带中的特定频率对应的波长的1/4短，因此起到了即使在歧管4的内径与波长相比较小的情况下，也能够配置短路导体10，能够构筑小型的局部放电传感器的效果。
[0078]实施方式2.
[0079]图6是示出本发明的实施方式2的局部放电传感器的截面图，在图中，因为与图1相同的标号表示相同或者相当的部分，因此省略说明。
[0080]树脂部件11由例如环氧树脂等固化性树脂材料构成，该树脂部件11是以覆盖金属端子9所贯通的盖部件7的中央部的孔的方式固定于盖部件7的电介体。例如，盖部件7利用螺钉等固定于盖部件7。
[0081]在本实施方式2中，因为树脂部件11以覆盖盖部件7的孔8的方式固定于盖部件7，因此金属容器I内的密闭空间2得以维持，能够防止密闭空间2内的绝缘性气体向外部泄漏。另外，能够以金属端子9不与盖部件7接触的方式固定金属端子9。
[0082]此外，在图6中，树脂部件11以不进入孔8的方式构成，但也可以是，如图7所示，树脂部件11填充于孔8。
[0083]在这种情况下，只要考虑树脂部件11的介电常数来设计金属端子9和孔8的截面形状即可。
[0084]在作为树脂部件11使用了环氧系树脂的情况下，因为介电常数成为4左右的值，因此由孔8和金属端子9构成的同轴线路的特性阻抗与不填充树脂材料11的情况相比降低。
[0085]如在上述实施方式I中说明的那样，因为将同轴线路的阻抗ZO设定得较低，因此不产生由于填充树脂部件11造成的不良情况。
[0086]实施方式3.
[0087]图8是示出本发明的实施方式3的局部放电传感器的截面图，在图中，因为与图1相同的标号表示相同或者相当的部分，因此省略说明。
[0088]圆筒状的金属部件12在大致中央部加工有孔13，金属端子9插入在该孔13中，且该圆筒状的金属部件12在底面与盖部件7电连接的状态下被配置于歧管4的内部。
[0089]在本实施方式3中，短路导体10通过与金属部件12的上表面连接，而经由金属部件12与盖部件7电连接。
[0090]本实施方式3与上述实施方式I的不同点在于，金属部件12配置于歧管4的内部。
[0091]如在上述实施方式I说明的那样，由圆板5和金属支柱6构成的单极天线的谐振频率能够通过按照歧管4的直径设计圆板5的直径和金属支柱6的长度来调节。
[0092]但是，在歧管4的长度比金属支柱6长的情况下，在上述实施方式I的结构中，圆板5的位置比金属容器I的开口部3低。
[0093]在此，在歧管4的内径小于与作为检测对象的局部放电的频带的下限频率对应的波长的约1/2的情况下，因为歧管4的内部作为截止波导管工作，因此从放电源产生的高频在歧管4内急剧地减少，局部放电传感器的接收灵敏度下降。
[0094]在本实施方式3中，因为设置与盖部件7电连接的金属部件12，因此能够提高接地电位的位置，即使在歧管4较长的情况下，也能够将圆板5的位置调配在与开口部3大致相同的平面上。由此，能够防止局部放电传感器的接收灵敏度下降。
[0095]加工在金属部件12的中央部的孔13的直径既可以与孔8的直径相同，也可以如图8所示那样为不同的直径。
[0096]因为金属部件12的高度由歧管4的长度和金属支柱6的长度决定，因此不能作为使由圆板5和金属支柱6构成的顶部加载单极天线的阻抗为最佳的设计参数。
[0097]但是，因为能够分别选定由孔8和金属端子9构成的同轴线路的特性阻抗、以及由孔13和金属端子9构成的同轴线路的特性阻抗，因此能够增加设计的自由度，能够以使天线的阻抗宽带化的方式进行设计。
[0098]如以上所明了的那样，根据本实施方式3，构成为具有金属部件12，该金属部件12在大致中央部加工有孔13，金属端子9插入该孔13中，且该金属部件12在底面与盖部件7电连接的状态下被配置于歧管4的内部，因此能够起到如下的技术效果:能够得到即使在歧管4的长度比金属支柱6长的情况下，接收灵敏度也较高的局部放电传感器。
[0099]实施方式4.
[0100]图9是示出本发明的实施方式4的局部放电传感器的截面图，在图中，因为与图8相同的标号表示相同或者相当部分，因此省略说明。
[0101]短路导体14是一端与金属部件12的上端附近连接，另一端与歧管4的内表面连接的连接导体。
[0102]本实施方式4与上述实施方式3的不同点在于，设置连接金属部件12和歧管4的短路导体14。
[0103]金属部件12在其底面与盖部件7电连接，因此从金属部件12的上表面观察盖部件7的结构为扼流圈构造。
[0104]因此，在金属部件12的高度为(1/4+η/2)λ(λ是波长，n是O以上的整数)的频率下，从金属部件12的上表面观察到的盖部件7的阻抗为理论上无限大的非常高的值。其结果为，在金属部件12与金属容器I之间电流被切断，因此局部放电传感器的灵敏度大大降低。
[0105]在本实施方式4中，通过利用短路导体14连接金属部件12的上端附近与歧管4的内表面，由此即使在上述的特定频率下，也在金属部件12与金属容器I之间流动电流。因此，能够防止局部放电传感器的灵敏度下降。
[0106]此外，短路导体14的结构只要是电连接金属部件12的上端附近与歧管4的内表面的结构即可，例如，可使用弹簧或导电性的密封垫片等。
[0107]此外，本申请发明能够在该发明的范围内自由组合各实施方式，或者进行各实施方式的任意的结构要素的变形，或者在各实施方式中省略任意的结构要素。
[0108]产业上的可利用性
[0109]本发明能够应用于需要检测在金属容器内部产生的局部放电现象的电力设备(例如，气体绝缘开关装置、真空断路器等)。
[0110]标号说明
[0111]1:金属容器;2:密闭空间；3:开口部;4:歧管;5:圆板(平板状金属导体)；6:金属支柱;7:盖部件(盖状金属导体)；8:孔;9:金属端子;10:短路导体;11:树脂部件(电介体)；12:金属部件;13:孔;14:短路导体。
【主权项】
1.一种局部放电传感器，其特征在于，该局部放电传感器具有: 圆筒状的金属容器； 圆筒状的歧管，其一端与所述金属容器的开口部连接； 盖状金属导体，其覆盖所述歧管的另一端； 平板状金属导体，其在与所述金属容器的内表面相同的平面上，以与所述金属容器不接触的状态配置于所述开口部内； 金属支柱，其在一端与所述平板状金属导体连接的状态下配置于所述歧管的内部； 金属端子，其贯通被加工于所述盖状金属导体的中央部的孔的内部，一端与所述金属支柱的另一端连接，另一端露出于外部；以及 短路导体，其一端与所述金属支柱连接，另一端与所述盖状金属导体连接， 所述短路导体的长度比与作为检测对象的局部放电的频率对应的波长的1/4短。2.根据权利要求1所述的局部放电传感器，其特征在于， 以所述金属端子为内导体、以加工于所述盖状金属导体的中央部的孔为外导体构成的同轴线路的特性阻抗低于与所述金属端子的另一端连接的传输线路的特性阻抗。3.根据权利要求1所述的局部放电传感器，其特征在于， 该局部放电传感器具有电介体，该电介体以覆盖所述金属端子所贯通的所述盖状金属导体的中央部的孔的方式固定于所述盖状金属导体。4.根据权利要求3所述的局部放电传感器，其特征在于， 所述电介体的一部分被充填于所述孔中。5.根据权利要求1所述的局部放电传感器，其特征在于， 该局部放电传感器具有金属部件，该金属部件在中央部加工有孔，所述金属端子插在该孔内，且该金属部件在一端与所述盖状金属导体连接的状态下被配置于所述歧管的内部， 所述短路导体的另一端经由所述金属部件与所述盖状金属导体电连接。6.根据权利要求5所述的局部放电传感器，其特征在于， 所述金属部件的高度与所述歧管的长度减去所述金属支柱的长度而得到的长度相等。7.根据权利要求5所述的局部放电传感器，其特征在于， 该局部放电传感器具有一端与所述金属部件的另一端连接，且另一端与所述歧管的内表面连接的短路导体。
【专利摘要】由圆板(5)和金属支柱(6)构成的顶部加载单极天线构成为，设置连接金属支柱(6)与盖部件(7)的短路导体(10)、和由孔(8)和金属端子(9)构成的同轴线路。由此，能够得到如下的局部放电传感器：抑制了圆板(5)的高电压的感应而能够防止对测量器的不良影响，并且在作为检测对象的局部放电的频带中灵敏度较高。
【IPC分类】G01R31/12, H02G5/06, G01R31/16
【公开号】CN105593693
【申请号】CN201380079920
【发明人】柳崇, 深泽徹, 吉田晓, 伊藤隆史
【申请人】三菱电机株式会社
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2013年10月1日
【公告号】WO2015049725A1