基于紫外光聚光的gis盆式绝缘子缺陷放电检测装置的制造方法
【专利摘要】一种电气设备故障检测技术领域的基于紫外光聚光的GIS盆式绝缘子缺陷放电检测装置，包括：GIS封闭气室和与GIS封闭气室相对设置的聚光器，其中：GIS封闭气室的壁面相对于盆式绝缘子设有周向均布的若干个入射窗口，入射窗口切平面的法向量上设有水平放置的聚光器且入射窗口高度与聚光器内径相同。所述的聚光器为一端封闭的空心圆柱，其内设有自由曲面反射镜和紫外光探测器。本实用新型能够减少GIS气室中母线对紫外光的干扰，实现紫外光的聚光增强，提高检测效率。
【专利说明】
基于紫外光聚光的GIS盆式绝缘子缺陷放电检测装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及的是一种电气设备故障检测领域的技术，具体是一种基于紫外光 聚光的GIS盆式绝缘子缺陷放电检测装置。
【背景技术】
[0002] GIS(Gas Insulated Switchgear，气体绝缘开关)是特高压电网中的重要组成设 备之一。在生产过程中材料缺陷、零部件装配失误，以及在运输中和现场安装时受到的外部 环境影响，易造成端面绝缘盆子的缺陷，从而导致GIS设备故障和事故呈高发事态，给社会 带来了经济损失和人身伤害。因此需要对GIS设备进行全天候、24小时带电监测。
[0003] 高压设备发生电离放电时，根据电场强度的不同，会产生电晕、闪络或者电弧，而 辐射的光波主要集中在紫外波段，因此采用紫外光探测法对GIS设备中盆式绝缘子缺陷放 电进行监测是一种可靠的技术。设备管理人员可根据盆式绝缘子表面的紫外光辐射量，对 每台设备的状态演变情况进行监控。紫外光探测法可以做到不停电、不改变系统的运行状 态，从而得到设备在运行状态下的真实信息，迅速、形象、直观地显示出GIS的运行状态和故 障情况。但是受GIS设备内部结构的影响，目前紫外光探测的范围有限，难以实现准确、高效 的监测。
[0004] 经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN104749500A，公开（公告）日 2015.07.01，公开了一种带有放电观察窗的GIS设备，所述GIS腔体的顶面和或侧面上设置 有观察窗，所述观察窗的直径和中心轴线对地倾角由GIS腔体内安装的盆式绝缘子锥台截 面的母线长度和倾角确定。但是该技术没有考虑到GIS设备内部母线对于紫外光观测的干 扰，且观测到的局部放电的光现象仅作为故障诊断的辅助手段，无法实现独立监测分析。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出了一种基于紫外光聚光的GIS盆 式绝缘子缺陷放电检测装置，能够减少GIS气室中母线对紫外光的干扰，实现紫外光的聚光 增强，提高检测效率。
[0006] 本实用新型是通过以下技术方案实现的，
[0007] 本实用新型包括:GIS封闭气室和与GIS封闭气室相对设置的聚光器，其中：GIS封 闭气室的壁面相对于盆式绝缘子设有周向均布的若干个入射窗口，入射窗口切平面的法向 量上设有水平放置的聚光器且入射窗口高度与聚光器内径相同；
[0008] 所述的聚光器为一端封闭的空心圆柱，其内设有自由曲面反射镜和紫外光探测 器。
[0009] 所述的紫外光探测器安装于聚光器开口端顶部，靠近入射窗口 一侧;所述的自由 曲面反射镜倾斜设置于紫外光探测器与聚光器封闭端之间。
[0010] 技术效果
[0011] 与现有技术相比，本实用新型通过多个入射窗口增大了紫外光的收集范围，减小 了 GIS封闭气室内母线的干扰，同时通过自由曲面反射镜提高了紫外光探测器表面的辐照 度，保证了盆式绝缘子表面缺陷放电探测的灵敏度。
【附图说明】
[0012] 图1为本实用新型装置示意图；
[0013] 图2为本实用新型装置平面结构示意图；
[0014] 图中：图2(a)为图1中装置一端面的俯视图，图2(b)为图2(a)中的A-A剖视图；
[0015] 图3为本实用新型在GIS封闭气室局部放电时的部分聚光光路图；
[0016] 图4为实施例1中三个紫外光探测器的探测范围叠加图；
[0017] 图中：GIS封闭气室1、入射窗口 11、盆式绝缘子12、母线13、聚光器2、紫外光探测器 3、自由曲面反射镜4。
【具体实施方式】
[0018] 下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前 提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限 于下述的实施例。
[0019] 实施例1
[0020] 如图1和图2(a)和(b)所示，本实施例包括:含3跟母线13的GIS封闭气室1和与GIS 封闭气室1相对设置的聚光器2,其中：GIS封闭气室1的壁面相对于盆式绝缘子12设有周向 均布的若干个入射窗口 11，入射窗口 11的切平面法向量上设有水平放置的聚光器2且入射 窗口高度与聚光器内径相同；
[0021] 如图3所示，所述的聚光器2为一端封闭的空心圆柱，其内设有自由曲面反射镜4和 紫外光探测器3。
[0022] 所述的紫外光探测器3安装于聚光器2的开口端顶部，靠近入射窗口 11 一侧。
[0023] 所述的自由曲面反射镜4倾斜设置于紫外光探测器3与聚光器2的封闭端之间。
[0024] 所述的入射窗口 11优选为设置于两根母线13之间的GIS封闭气室1壁面上。
[0025]所述的聚光器2的内表面抛光并设有一层紫外增强铝膜，在240-400nm的紫外光反 射率大于92 %。
[0026]所述的入射窗口 11材质优选为蓝宝石玻璃，在240-400nm波段的透过率为80%以 上。
[0027] 所述的聚光器2为PMMA、PC、金属材料、K9玻璃或者石英玻璃中的任意一种。由于聚 光器2的内表面镀有紫外增强铝，可以高效地在圆柱内腔中，多次反射紫外光，以增强紫外 光的收集能力。
[0028] 所述的自由曲面反射镜4为PMMA、PC、金属材料、K9玻璃或者石英玻璃中的任意一 种。
[0029] 所述的自由曲面反射镜4包括:前表面和后表面，其中：前表面为曲面，经抛光处理 it沿右一巨够招日苗e丰而士琢而.:太白?曲而结4的前丰而YV*r麻
[0030]本实施例中装置的各项参数优选为:入射窗口 11与GIS封闭气室1中的盆式绝缘子 12的高度差为300mm，入射窗口 11高度和厚度分别为60mm和10_，聚光器2与入射窗口 11最 小间距为1~3mm，自由曲面反射镜4的曲面半径和厚度分别为60mm和5mm，聚光器2的高度、 内表面直径和外表面直径分别为50mm、60mm和70mm。
[0031 ]本实用新型在工作时，盆式绝缘子12局部缺陷放电时，发出的紫外光经入射窗口 11入射到聚光器2内，一部分紫外光直接入射到紫外光探测器3上，一部分紫外光经聚光器2 内表面反射到紫外光探测器3和自由曲面反射镜4上，另一部分紫外光直接入射到自由曲面 反射镜4上，入射到自由曲面反射镜4上的紫外光经前表面反射后入射到紫外光探测器3上， 通过聚光器2内表面和自由曲面反射镜4增强的紫外光比直接入射到紫外光探测器3上的紫 外光能量高10倍，紫外光探测器3接受紫外光并进行故障报警。
【主权项】
1. 一种基于紫外光聚光的GIS盆式绝缘子缺陷放电检测装置，其特征在于，包括:GIS封 闭气室和与GIS封闭气室相对设置的聚光器，其中：GIS封闭气室的壁面相对于盆式绝缘子 设有周向均布的若干个入射窗口，入射窗口切平面的法向量上设有水平放置的聚光器且入 射窗口高度与聚光器内径相同。2. 根据权利要求1所述的基于紫外光聚光的GIS盆式绝缘子缺陷放电检测装置，其特征 是，所述的聚光器为一端封闭的空心圆柱，其内设有自由曲面反射镜和紫外光探测器。3. 根据权利要求2所述的基于紫外光聚光的GIS盆式绝缘子缺陷放电检测装置，其特征 是，所述的紫外光探测器安装于聚光器开口端顶部，靠近入射窗口 一侧;所述的自由曲面反 射镜倾斜设置于紫外光探测器与聚光器封闭端之间。4. 根据权利要求1或3所述基于紫外光聚光的GIS盆式绝缘子缺陷放电检测装置，其特 征是，所述的入射窗口为蓝宝石玻璃。5. 根据权利要求1或3所述基于紫外光聚光的GIS盆式绝缘子缺陷放电检测装置，其特 征是，所述的聚光器为PMMA、PC、金属材料、K9玻璃或者石英玻璃。6. 根据权利要求5所述基于紫外光聚光的GIS盆式绝缘子缺陷放电检测装置，其特征 是，所述的聚光器的内表面抛光并设有一层紫外增强铝膜。7. 根据权利要求3所述基于紫外光聚光的GIS盆式绝缘子缺陷放电检测装置，其特征 是，所述的自由曲面反射镜包括:前表面和后表面，其中：前表面为曲面，经抛光处理并设有 一层紫外增强铝膜，后表面为平面。8. 根据权利要求7所述基于紫外光聚光的GIS盆式绝缘子缺陷放电检测装置，其特征 是，所述的自由曲面反射镜为PMMA、PC、金属材料、K9玻璃或者石英玻璃。
【文档编号】G01R31/12GK205539334SQ201620216023
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】袁永刚, 王建忠, 刘伯路, 李政涛, 张璐璐
【申请人】上海申色电气有限公司, 思源电气股份有限公司