专利名称：Gis中局部放电检测装置的制作方法
技术领域：
所属领域本实用新型是用于气体绝缘开关设备(GIS)局部放电(局放)检测的一种新型检测装置。
背景技术：
目前，对气体绝缘开关设备(GIS)局部放电常采用检外部天线检测超高频的电磁波来评价，这种方法灵敏度相对低，且易受外界电磁干扰的影响，仅用于定性检测局放。另一类是内部传感器，但未进行结构特性的优化，因此具有一定的局限性。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种GIS中局部放电检测装置，它灵敏度高、不易受外界电磁干扰，以综合评价局放参数，提前预测GIS绝缘故障的可能性，提高GIS的安全可靠性。
本实用新型的技术方案是GIS中局部放电检测装置，其特征是在气体绝缘开关设备本体内固定有超高频传感器和接地开关，高频传感器和接地开关通过同轴电缆与检测仪器相连接。
所述的检测仪器是宽带数字示波器和频谱分析仪。
所述的接地开关是ES触头。
所述的超高频传感器是锥形传感器。
所述的超高频传感器是平板传感器。
所述的锥形传感器由圆板电极、绝缘支撑、引出线、安装法兰、输出插座、锥体引线组成，安装法兰是“V”型结构，“V”型结构上部通过两边的绝缘支撑与圆板电极固定连接，圆板电极下部电连接有锥体引线，锥体引线与输出插座输出电极电连接。
所述的圆板电极直徑是圆板电极直径是12cm，锥体长度为8cm，引出线长度为2cm。
所述的平板传感器由圆板电极、绝缘支撑、引出线、安装法兰、输出插座组成，圆板电极与安装法兰之间由绝缘支撑固定，安装法兰中部固定有输出插座，输出插座输出电极通过引出线与圆板电极电连接。
所述的ES触头由母线、铜排、ES动触头、GIS接地外壳、ES静触头、ES操作机构、绝缘法兰、绝缘盆子组成，在GIS接地外壳内固定有ES触头由母线、ES动触头、ES静触头，ES触头由母线、ES触头由母线形成的ES静触头由绝缘盆子固定在GIS接地外壳内，ES动触头由绝缘法兰固定在GIS接地外壳内，绝缘法兰上有ES操作机构。
本实用新型的特点是由于在气体绝缘开关设备本体内的固定有超高频传感器和接地开关，因此它具有1.抗干扰能力强。因检测系统工作在UHF波段，从而可有效抑制频率相对较低的空气电晕干扰，同时，传感器置于GIS内部，对于各种干扰的影响就小得多了。
2.可对局放源定位。合理布置传感器位置，可通过测量电磁波到达不同传感器的时间差来对局放源进行准确定位。
3.可以识别不同绝缘缺陷类型。利用测得的信号频谱来区分放电缺陷类型。
4.灵敏度高。与其它方法相比，UHF法具有较高的灵敏度。
5.可以用作长期在线监测。通过监测，可及时发现绝缘故障缺陷，及时采取措施，提高GIS的安全可靠性。
下面结合实施例附图对本实用新型做进一步说明。
图1是实施例GIS中超高频法局放检测装置示意图。
图2是实施例平板传感器结构示意图。
图3是实施例锥形传感器结构示意图。
图4是实施例接地开关触头作天线示意图。
图5是实施例145kV等级GIS检测到的悬浮电极放电示波图。
图中，1、UHF电磁波；2、GIS导体；3、GIS外壳；4、超高频传感器；5、接地开关；6、检测仪器；7、同轴电缆；8、平板传感器；9、锥形传感器；10、圆板电极；11、绝缘支撑；12、引出线；13、安装法兰；14、输出插座；15、锥体引线；16、母线；17、铜排；18、ES动触头；19、GIS接地外壳；20、ES静触头；21、ES操作机构；22、绝缘法兰；23、绝缘盆子。
实施方式如图1、图2、图3所示，GIS导体2中的绝缘缺陷产生的局放脉冲会在GIS中激发UHF电磁波1(主要是TE波和TM波)，并在GIS导体2中传播。固定在GIS外壳3超高频传感器4、接地开关5以微波天线方式接收这些电磁波信号，通过同轴电缆7传输接收到的电磁波信号到达检测仪器6，检测仪器6检测的幅值和频谱来综合评价局放参数。其中检测仪器6是宽带数字示波器和频谱分析仪。超高频传感器4可以是锥形传感器9或平板传感器8。平板传感器8由圆板电极10、绝缘支撑11、引出线12、安装法兰13、输出插座14组成，圆板电极10与安装法兰13之间由绝缘支撑11固定，安装法兰13中部固定有输出插座14，输出插座14输出电极通过引出线12与圆板电极10电连接，如图2所示。锥形传感器9的结构如图3所示，它由圆板电极10、绝缘支撑11、引出线12、安装法兰13、输出插座14、锥体引线15组成，与平板传感器8不同之处是安装法兰13为“V”型结构，“V”型结构上部通过两边的绝缘支撑11与圆板电极10固定连接，圆板电极10下部有锥体引线15电连接，然后再将锥体引线15与输出插座14输出电极电连接。锥形传感器9的最佳特性尺寸，即圆板电极10直径为12cm，锥体长度为8cm，引出线12长度为2cm。最佳灵敏度出现在200MHz，达-2dB；最大灵敏度出现在1.7GHz。
附图4是ES触头示意图。ES触头由母线16、铜排17、ES动触头18、GIS接地外壳19、ES静触头20、ES操作机构21、绝缘法兰22、绝缘盆子23组成，在GIS接地外壳19内固定母线16、ES动触头18、ES静触头20，由母线16形成的ES静触头20由绝缘盆子23固定在GIS接地外壳19内，ES动触头18由绝缘法兰22固定在GIS接地外壳19内，绝缘法兰22上有ES操作机构21。
由于本检测系统对局放参量的评价是通过对电磁波的检测来实现的。因此传感器的结构及灵敏度是本检测系统的核心问题。本实用新型中对两种结构的园班天线进行了特性分析和实测。结果表明，传感器的灵敏度不仅与信号频率有关，而且受传感器结构及特性尺寸的影响。锥形传感器的灵敏度高于平板传感器。结合国产126kV至252kV等级GIS，得到了锥形传感器的最佳特性尺寸，即圆板电极直径为12cm，锥体长度为8cm，引出线长度为2cm。最佳灵敏度出现在200MHz，达-2dB；最大灵敏度出现在1.7GHz。在GIS局放研究频率1GHz范围内，经优化后锥形传感器的频率响应曲线所示，灵敏度在-12dB以上。
对已运行或无法安装内置式传感器的GIS，本实用新型采用接地开关触头作天线。此时ES触头类似于棒形天线。实验表明其灵敏度优于外部天线，优于3pC。
在10m母线的两端安装传感器，利用高采样率数字示波器(TDS3052)测量局放脉冲到达两传感器的时间差可准确测定局放源的位置，其定位误差小于5cm。同时与IEC270传统耦合法在实际145kV等级GIS上进行了灵敏度实验，结果表明其灵敏度优于3pC，而在GIS模拟装置上的实验中可达1pC。图5是国产145kV等级GIS悬浮电极产生的局放信号示意图。
权利要求1.GIS中局部放电检测装置，其特征是在气体绝缘开关设备本体内固定有超高频传感器和接地开关，高频传感器和接地开关通过同轴电缆与检测仪器相连接。
2.根据权利要求1所述的GIS中局部放电检测装置，其特征是检测仪器是宽带数字示波器和频谱分析仪。
3.根据权利要求1所述的GIS中局部放电检测装置，其特征是所述的接地开关是ES触头。
4.根据权利要求1所述的GIS中局部放电检测装置，其特征是所述的超高频传感器是锥形传感器。
5.根据权利要求1所述的GIS中局部放电检测装置，其特征是所述的超高频传感器是平板传感器。
6.根据权利要求4所述的GIS中局部放电检测装置，其特征是锥形传感器由圆板电极、绝缘支撑、引出线、安装法兰、输出插座、锥体引线组成，安装法兰是“V”型结构，“V”型结构上部通过两边的绝缘支撑与圆板电极固定连接，圆板电极下部电连接有锥体引线，锥体引线与输出插座输出电极电连接。
7.根据权利要求6所述的GIS中局部放电检测装置，其特征是圆板电极直径是12cm，锥体长度为8cm，引出线长度为2cm。
8.根据权利要求5所述的GIS中局部放电检测装置，其特征是平板传感器由圆板电极、绝缘支撑、引出线、安装法兰、输出插座组成，圆板电极与安装法兰之间由绝缘支撑固定，安装法兰中部固定有输出插座，输出插座输出电极通过引出线与圆板电极电连接。
9.根据权利要求3所述的GIS中局部放电检测装置，其特征是ES触头由母线、铜排、ES动触头、GIS接地外壳、ES静触头、ES操作机构、绝缘法兰、绝缘盆子组成，在GIS接地外壳内固定有ES触头由母线、ES动触头、ES静触头，ES触头由母线、ES触头由母线形成的ES静触头由绝缘盆子固定在GIS接地外壳内，ES动触头由绝缘法兰固定在GIS接地外壳内，绝缘法兰上有ES操作机构。
专利摘要本实用新型是用于气体绝缘开关设备(GIS)局部放电(局放)检测的一种新型检测装置。它包括气体绝缘开关设备本体、固定在气体绝缘开关设备本体内的超高频传感器和接地开关，高频传感器和接地开关通过同轴电缆与检测仪器相连接；检测仪器是宽带数字示波器和频谱分析仪。接地开关是ES触头。超高频传感器可以是锥形传感器。超高频传感器可以是平板传感器。这种GIS中局部放电检测装置，它灵敏度高、不易受外界电磁干扰，以综合评价局放参数，提前预测GIS绝缘故障的可能性，提高GIS的安全可靠性。
文档编号H01H33/26GK2620372SQ02262289
公开日2004年6月9日 申请日期2002年9月22日 优先权日2002年9月22日
发明者王建生, 邱毓昌, 孙晓滨, 张小勇 申请人:西安高压电器研究所