本申请涉及局部放电检测技术领域，尤其涉及一种GIS盆式绝缘子局部放电检测装置。
背景技术：
气体绝缘开关设备(Gas-Insulated Switchgear,GIS)是目前电力系统中大量使用的电力设备，GIS的有效维护和安全运行对于电力系统非常重要。
GIS中包含有母线、断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器和避雷器等功能单元。GIS采用高绝缘强度的六氟化硫气体作为绝缘介质和断路器灭弧介质，将所有的高电压元件密封在壳体内，充以数个大气压(相对压力0.4-0.6MPa)的六氟化硫(SF6)气体，实现GIS设备的紧凑性。GIS有三相分箱式和三相共箱式两种结构，在三相分箱式结构中，A、B、C三相的元件分别密封在3个壳体(容器)中，而在三相共箱式结构中，A、B、C三相的元件密封在同一个壳体(容器)中。三相分箱式结构用于较高电压等级(220kV及以上)，三相共箱式结构用于较低电压等级。
GIS盆式绝缘子是GIS中绝缘相对薄弱的位置之一，因此也是GIS运行中绝缘击穿故障容易出现的位置之一。在GIS制造和运行过程中，可能产生盆式绝缘子的局部缺陷，包括内部气泡、内部裂纹、表面脏污、表面金属颗粒、表面刮痕等。在工频运行电压作用下，盆式绝缘子的局部缺陷会发生局部放电；同时，长期的局部放电又会导致缺陷的进一步发展和扩大。由此，盆式绝缘子局部缺陷的局部放电可以最终发展成绝缘击穿事故。
有效检测GIS中盆式绝缘子的局部放电，及时发现和处理早期的绝缘缺陷，避免发展成绝缘击穿事故，这对于保证盆式绝缘子的安全运行具有重要意义。
对于GIS的局部放电检测，目前已经有的方法主要包括：脉冲电流法，特高频(UHF)法和超声波法。这些方法得到了广泛的实际应用，取得了良好的效果，但在依然存在一些不足和限制。脉冲电流法是检测GIS设备接地线上或设备并联电容(耦合电容)中局部放电产生的脉冲电流信号，实现局部放电的检测。该检测方法的优点是检测灵敏度高；其缺点是需要设备退出运行和在专门的试验电路条件下进行，且抗干扰能力差。特高频UHF法是检测GIS中局部放电产生的UHF频段的电磁波信号，实现局部放电的检测。该检测方法的优点是抗干扰能力强，检测灵敏度较高，适用于GIS运行条件下和工厂试验条件下的局部放电检测；其存在的问题是，需要在GIS内部安装UHF传感器，如果局部放电离开传感器的距离较远，或局部放电在UHF频段的信号较微弱，则存在检测灵敏度的问题。超声波法是检测GIS中局部放电产生的超声波信号，实现局部放电的检测。该检测方法的优点是抗干扰能力强，传感器安放在GIS壳体上，适用于GIS运行条件下和工厂试验条件下的局部放电检测；其存在的问题是，由于局部放电超声波信号传播路径上的显著衰减，导致检测灵敏度较低。
综上，在GIS设备的实际运行中，绝缘击穿故障还时有发生，现有的局部放电检测方法还不能够很好地实现GIS绝缘缺陷的有效和高效的检测，进一步开发GIS局部放电信号检测设备，提高绝缘子出厂前的故障检测深度和速度具有十分重要的意义。
技术实现要素：
本申请提供了一种GIS盆式绝缘子局部放电检测装置，以解决现有检测方法中局部放电信号传感的灵敏度不够以及效率不高的问题。
为此，本发明提供了下述技术方案：
一种GIS盆式绝缘子局部放电检测装置，其至少包括GIS设备壳体；作为高压母线的高电压导体；所述高电压导体与高压端连接；所述装置还包括盆式绝缘子以及用于放置待测盆式绝缘子的高压容器；
所述盆式绝缘子通过法兰与所述GIS设备壳体相连接；
所述装置还包括检测阻抗，所述检测阻抗与所述盆式绝缘子的接地线串联；
所述装置还包括用于实现所述GIS壳体的电信号传送的小套管，所述检测阻抗与小套管相连接；
所述小套管另一端外接局部放电采集设备；
所述装置还包括绝缘隔板，所述绝缘隔板在所述GIS设备壳体上设置安装。
进一步地，所述检测阻抗为一个电感或一个电阻。
进一步地，所述检测阻抗为电阻、电感和电容两两组合串联组成的电路。
进一步地，所述检测阻抗为电阻、电感和电容串联组成的电路。
进一步地，所述检测阻抗安装在所述GIS设备壳体外，所述检测阻抗上的电压通过所述小套管输出到GIS设备壳体外。
进一步地，所述检测阻抗Z的频率范围为10MHz～300MHz。
进一步地，所述GIS设备壳体为金属外壳。
进一步地，所述GIS设备内部为三相共箱式结构。
进一步地，所述装置为同轴多组安装多个GIS设备结构组成。
本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：
能够高灵敏地传感和检测GIS中盆式绝缘子的局部放电。
可以替代现有工厂条件下和现场运行条件下的GIS盆式绝缘子的局部放电检测设备，包括：出厂试验检测、交接试验检测、运行中的带电检测和运行中的在线监测；具有高灵敏度，高可靠性及操作方便的优势。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种GIS盆式绝缘子局部放电检测装置的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种GIS盆式绝缘子局部放电检测装置的电路结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种GIS盆式绝缘子局部放电检测方法的流程示意图。
附图标记说明：
1、GIS设备壳体；2、高电压导体；3、盆式绝缘子；4、小套管；5、绝缘隔板；6、法兰；7、检测阻抗；8、耐压容器。
具体实施方式
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
实施例一
如图1所示，一种GIS盆式绝缘子局部放电检测装置，其至少包括GIS设备壳体1；
作为高压母线的高电压导体2；
所述高电压导体2与高压端连接；
所述装置还包括盆式绝缘子3以及用于放置待测盆式绝缘子3的高压容器8；
所述盆式绝缘子3通过法兰6与所述GIS设备壳体1相连接；
所述装置还包括检测阻抗7，所述检测阻抗7与所述盆式绝缘子3的接地线串联；
所述装置还包括用于实现所述GIS壳体的电信号传送的小套管4，所述检测阻抗7与小套管4相连接；
所述小套管4另一端外接局部放电采集设备；
所述装置还包括绝缘隔板5，所述绝缘隔板5在所述GIS设备壳体1上设置安装。
具体地说，本装置各部位功能如下：
GIS设备壳体1：与GIS盆式绝缘子法兰连接，作为绝缘子测试过程中的地电极；
高电压导体2：与高压端连接，作为高压母线；
盆式绝缘子3：待测样品；
小套管4：用于实现穿过GIS壳体的电信号传送；
绝缘隔板5：将待测的盆式绝缘子3地电极在电气上进行隔离；
法兰6：盆式绝缘子3与GIS设备壳体1连接的部件；
检测阻抗7：用于耦合局部放电信号；
耐压容器8：用于放置待测盆式绝缘子3，具有SF6气体密封的能力。
其中GIS设备壳体1为圆筒形高压力密封容器，充以SF6气体，实现高电压绝缘；高电压母线和所述GIS设备壳体1构成同轴结构；盆式绝缘子3为环氧树脂材料，起支撑高电压母线并实现可靠绝缘的作用；盆式绝缘子3的高电位均压环和高电压母线电气连接，用于改善盆式绝缘子高电位端的电场分布；小套管4用于实现穿过GIS壳体的电信号传送，具有SF6气体密封的能力。
特别地说，所述盆式绝缘子3和所述GIS设备壳体1不再直接电气连接，而是通过检测阻抗7连接，检测阻抗7一端连接于所述GIS设备壳体1。
本装置的工作原理描述如下：如图2所示，当盆式绝缘子3的绝缘缺陷发生局部放电时，即电容Cd击穿放电时，所产生的脉冲电流将经过Cd-Cs-Z的路径，在击穿阻抗上产生电压降，将检测阻抗7的电压信号通过小套管4传送到GIS壳体外，机壳实现盆式绝缘子局部放电的信号传感。其中，Cd是GIS盆式绝缘子的气泡缺陷的等效电容；Cs是GIS盆式绝缘子的气泡缺陷对高电压母线和接地壳体的等效电容；Z为检测阻抗。
综上，本实施例提供的这种装置具有以下有益效果：
(1)能够高灵敏地传感和检测GIS中盆式绝缘子的局部放电。
(2)可以替代现有工厂条件下和现场运行条件下的GIS盆式绝缘子的局部放电检测设备，包括：出厂试验检测、交接试验检测、运行中的带电检测和运行中的在线监测；具有高灵敏度，高可靠性及操作方便的优势。
实施例二
在上述实施例的基础上，本实施例详细论述实施例一中检测阻抗Z的组成和频率特性参数。
本发明一个可选实施例中，所述检测阻抗Z为一个电感或一个电阻。
本发明一个可选实施例中，所述检测阻抗Z为电阻、电感和电容两两组合串联组成的电路。
本发明一个可选实施例中，所述检测阻抗Z为电阻、电感和电容串联组成的电路。
本发明一个可选实施例中，所述检测阻抗Z的频率范围为10MHz～300MHz。
具体的说，所述检测阻抗Z可以是一个电感，或是一个电阻，或是一个由电阻、电感和电容等元件组成的电路。检测阻抗Z的频率特性参数和常规的脉冲电流法局部放电检测阻抗的频率特性参数类似，其频率范围为10MHz～300MHz，能够有效传感局部放电信号，并保证低电位均压环的对地电压在安全的范围。
实施例三
在上述实施例的基础上，本实施例详细论述所述检测阻抗Z的安装方式。
本发明一个可选实施例中，所述GIS盆式绝缘子3和所述GIS设备壳体1通过检测阻抗Z连接，所述检测阻抗Z与所述GIS盆式绝缘子3串联连接。
具体地说，当盆式绝缘子3的气泡缺陷Cd发生局部放电时，为了让所产生的脉冲电流全部通过检测阻抗Z，需要所述检测阻抗Z与所述GIS盆式绝缘子3串联连接，进而，检测阻抗Z一端连接于GIS设备壳体1，另一端与GIS盆式绝缘子3串联连接。
本发明一个可选实施例中，所述检测阻抗Z安装在所述GIS设备壳体1外，所述检测阻抗Z上的电压通过所述小套管5输出到GIS设备壳体1外。
具体的说，所述检测阻抗Z上的电压，也就是低电位均压环相对于GIS设备壳体1的高压，通过小套管5输出到GIS壳体外。
综上，小套管主要起到将检测阻抗Z上的电压输出到GIS壳体外，从而实现局部放电检测。
实施例四
如图3所示，一种GIS盆式绝缘子局部放电检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
GIS盆式绝缘子发生绝缘缺陷发生局部放电；
电容Cd击穿放电；
所述击穿放电产生的脉冲电流全部经过Cd-Cs-Z的路径；
通过检测阻抗Z的击穿放电产生的脉冲电流产生脉冲电压降；
检测阻抗Z的电压信号通过小套管传送到GIS设备壳体外，实现GIS盆式绝缘子局部放电的信号传感；
其中，Cd是GIS盆式绝缘子的气泡缺陷的等效电容；Cs是GIS盆式绝缘子的气泡缺陷对高电压母线和接地壳体的等效电容；Z为检测阻抗。
具体的说，在GIS制造和运行过程中，可能产生盆式绝缘子的局部缺陷，包括内部气泡、内部裂纹、表面脏污、表面金属颗粒、表面刮痕等。因此，上述步骤‘GIS盆式绝缘子发生绝缘缺陷发生局部放电’中，所述的绝缘缺陷可能包括内部气泡、内部裂纹、表面脏污、表面金属颗粒、表面刮痕其中的一种或多种，本发明只以其中的气泡缺陷为例列举了GIS盆式绝缘子发生局部放电时的一种击穿电流传播路径，而在实际应用中，并不仅限于气泡缺陷这一种绝缘缺陷，其他几种绝缘缺陷也在本发明的保护范围内。
实施例五
本发明一个可选实施例中，所述GIS设备壳体为金属外壳。
具体地说，GIS设备壳体1设置为金属外壳，形成导电体，而所述绝缘隔板5在所述GIS设备壳体1上设置安装，从而阻隔导电，构成单独接地。
本发明一个可选实施例中，所述GIS设备内部为三相共箱式结构。
本发明一个可选实施例中，所述装置为同轴多组安装多个GIS设备结构组成。
具体地说，采用同轴结构多组共箱安装方式，将耐压腔体内部的盆式绝缘子接地法兰6用绝缘隔板5隔开，每一个绝缘子接地法兰6通过检测阻抗7单独接地，并连接到局部放电检测设备上，耐压过程中，当某一个盆式绝缘子3发生局部放电时，局部放电产生的脉冲电流将流经这个检测阻抗7，被局部放电传感信号传送到GIS体外。因此，本发明提供的这种装置可以更灵敏地传感和高效地检测GIS中盆式绝缘子的局部放电。
需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。