CN101221841A - 应用了带有传感器的ic标签的绝缘间隔 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，其通过将O形环和例如用于检测局部放电等的物理量的带有传感器的IC标签安装到O形环安装槽内构造而成，所述O形环安装槽设置在绝缘间隔的绝缘部分上。

Description

应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔
技术领域
本发明涉及一种应用了IC标签的绝缘间隔，尤其涉及一种应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，其中通过应用带有传感器的IC标签来检测局部放电量、温度等物理量而提高了检测的准确度、可靠性和安全性。
背景技术
近几年来，气体绝缘开关和压缩气体绝缘功率发射机频繁用作构成变电站的高压电路的开关和功率发射机，在气体绝缘开关和压缩气体绝缘功率发射机中，在具有地电位的金属容器中安装有高压导体，并且在该金属容器中压缩并填充有气体绝缘体。在这样的气体绝缘开关(GIS)和压缩气体绝缘功率发射机中，应用绝缘间隔来支撑高压导体，以使其在接地的金属容器内绝缘。
公开号为No.54-44106的日本已审专利申请和公开号为N0.55-155512的日本未审专利申请中公开了几种在气体绝缘开关和压缩气体绝缘功率发射机的接地金属容器中用于高压导体的绝缘支撑的绝缘间隔的例子。
例如，在以上的专利文件中公开的传统的绝缘间隔是由合成树脂例如环氧树脂形成的，并且绝缘间隔主体支撑高压导体。绝缘间隔的凸缘部分设有用于将绝缘间隔安装到接地金属容器的孔。通过直接在绝缘间隔的凸缘部分形成绝缘间隔螺栓安装孔或者通过安装经过孔处理(用于将螺栓固定到绝缘间隔的凸缘部分)的金属凸缘部分来形成绝缘间隔安装孔。
例如，如果待填充在接地金属容器内的如SF6(六氟化硫)的绝缘气体具有不均匀的电场，则绝缘性能趋于降低。考虑到这种问题，在许多情况下为了防止绝缘性能的降低，在高压导体的周边整体地嵌入接地屏蔽，由金属凸缘部分来保证其电势。
附图16示出一种传统的普通的圆锥形绝缘间隔(绝缘间隔100)的例子的安装状态的前视图。
如附图16所示，圆锥形绝缘间隔100支撑高压导体101，以使其在填充有例如SF6的绝缘气体102的接地金属容器103内绝缘。另外，接地金属容器103设有耦合凸缘105，其用于与临近的接地金属容器103相互耦合。在附图16中，用于与接地金属容器103相互耦合的安装螺栓107(其被标注在附图17中，将在后面的部分描述)被省略。
附图17是在沿附图16所示的绝缘间隔100的I-I线的方向上观察的垂直截面图。
如附图17所示，圆锥形绝缘间隔100支撑着充满例如SF6气体的绝缘气体102的接地金属容器103中的高压导体101a和101b。用于连接临近的高压导体101a和101b的导体单元104同绝缘间隔100一体铸造成型。
金属凸缘106同绝缘间隔100的外部边界部分一体铸造成型。当金属凸缘106被接地金属容器103上形成的耦合凸缘105夹在中间并且被安装螺栓107固定时，绝缘间隔100被固定到接地金属容器103。
另外，相当于具有上面提到的接地屏蔽的导体环108也同绝缘间隔100一体铸造成型。因为导体环108稳定地保持接地，在接地金属容器103和绝缘间隔100之间的耦合部分的电场被释放，因此绝缘性能提高。应当注意图17中示出的O形环109被设置为插在绝缘间隔100和接地金属容器103之间，从而保持容器的气密性。
另一方面，由于在某些情况下存在各种缺陷，装有传统绝缘间隔100的气体绝缘开关可能伴随有局部放电。产生局部放电的主要原因被认为是在高压导体表面上的缺陷，例如冲击痕、在组装或运输过程中混入的外界金属物质、由于组装的失误所导致的高压导体的不良接触，以及绝缘间隔100中的例如空隙的缺陷。
如果由于上述的原因在气体绝缘开关中形成不均匀的电场，在操作过程中就会产生局部放电，在严重情况下最终可以引起气体绝缘开关中的全部路径被破坏。因此，在全部路径毁坏前肯定地检测局部放电，这对防止发生全部路径的毁坏是必要的。
鉴于上述的相关内容和现有技术，已开发了许多在气体绝缘开关中检测局部放电的多种方法。其中的一种方法是提取特定频率(portionicularfrequency)的信号的局部放电检测方法，该特定频率包括在局部放电产生的电磁波中，且几乎不包含噪声，从而检测部分放电。
图18是示出气体绝缘开关和局部放电检测器的例子的构造图，提取特定频率的信号的局部放电检测方法应用到该局部放电检测器。
图18中所示的气体绝缘开关设有多个管状的高压导体101a和101b以及用于将各个接地金属容器103电分离的绝缘间隔100。每个接地金属容器103通过绝缘间隔100耦合。更进一步地，在接地金属容器103的内部高压导体101a和101b作为高压充电单元而电连接到传输线(图示之外)，它们在中心轴线上排列并且由绝缘间隔100支撑。接地金属容器103通过地线接地，在图18中地线被省略了。
另外，绝缘间隔100设有用于检测电压的导电环108。在导电环108和接地金属容器103之间有浮动电容C2。此时局部放电检测器117连接到浮动电容C2的两端，换句话说，通过信号分支线116连接到导体环108和接地金属容器103。
局部放电检测器117包括：用于提取特定频率信号的滤波器118，用于放大所提取的信号的放大电路119，用于检测信号的峰值的峰值检测器和集成电路120，以及用于驱动这些电路的电源121。
下面将描述以上提到的传统的局部放电检测器117的功能。
当向高压导体101施加高电压的时候，在高压导体101和导电环108之间存在浮动电容C1，存在于导体环108和接地金属容器103之间的浮动电容C2构成了分压器，并且在浮动电容C2的两端产生被隔离的电压。那么，当在接地金属容器103内产生局部放电脉冲(电晕放电脉冲)时，由于局部放电，浮动电容C2的分压与高频组分(即信号)相叠加并且通过信号分支线116输入到局部放电检测器117。在局部放电检测器117内，首先，等同于局部放电脉冲的特定频率信号由滤波器118从包括上面提到的高频组分的信号中提取，然后由放大电路119放大，之后，通过峰值检测器和积分电路120输出到检测器117的外部。更具体而言，可以依据这样的输出信号检测到气体绝缘开关中产生的局部放电。
然而，当采用附图18所示的传统的局部放电的检测方法时，为了测量基于稳态的局部放电，需要将局部放电检测器117的检测端(测量端)中的一个端接地(电连接到接地金属容器103)，而另一端安装到绝缘间隔100中的导电环108上。因此，传统的局部放电检测器117具有许多部分和很长的内部导线。结果，长期使用的可靠性很低，与GIS相比较输出错误信号的机率相对较高，并且还需要附加的电源。
另外，伴随气体绝缘开关的操作的高频波从局部放电检测器117的电源121侵入，信号被噪声覆盖，因此降低了测量的准确性。更进一步，从长远来看高频波的侵入增加了局部放电检测器117装置本身出现故障的可能性。
更进一步，为了定期测量局部放电，测量员需要在GIS运行时接近GIS并将局部放电检测器117的测量端连接到绝缘间隔100内部的导电环。这种情况下的测量可能引起测量员被电击或类似的事故。
应该注意，作为传统的绝缘间隔的例子已对绝缘间隔100进行了描述，如图17所示，绝缘间隔100设有金属凸缘106以及静电环(导电环)108。然而，上述情况也适用于与附图17中所示的绝缘间隔100不同的类型的绝缘间隔，例如，如图19所示的设有金属凸缘106但未设置静电环108的类型的绝缘间隔，如图20所示的未设置金属凸缘106但设有静电环108的衬套型绝缘间隔，以及如图21所示的其中既未设置金属凸缘106也未设置静电环108的衬套型绝缘间隔。
图17、19、20、21示出了在沿图16所示的间隔的前视图的上部和下部上的安装孔处的I-I线的方向上的纵剖面，但为了便于描述，图18示出了在沿II-II线的方向上的纵剖面。
发明内容
本发明是针对上述现有技术中的情况所构思出来的，本发明的目的是提供一种应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，与传统的绝缘间隔相比较，该绝缘间隔对局部放电测量的测量准确性、可靠性和安全性都被提高。
为了解决上面提到的问题，根据本发明的一个方面，提供一种应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，用于支撑元件以使其在电气装置的容器中绝缘，该绝缘间隔包括：
绝缘部分，具有O形环安装槽；
O形环，安装到所述O形环安装槽中以使所述容器气密；以及
带有传感器的IC标签，
其中，将所述O形环和所述带有传感器的IC标签安装到所述O形环安装槽。
在本发明的另一方面中，提供一种应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，用于支撑元件以使其在电气装置的容器中绝缘，该绝缘间隔包括：
绝缘部分；以及
带有传感器的IC标签，
其中，将所述带有传感器的IC标签安装到所述绝缘部分的外部周缘部分。
在本发明的另一方面中，提供一种应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，用于支撑元件以使其在电气装置的容器中绝缘，该绝缘间隔包括：
绝缘部分；
带有传感器的IC标签；以及
IC标签保护构件，
其中，将所述带有传感器的IC标签安装到所述绝缘部分的外部周缘部分，同时用所述IC标签保护构件覆盖所述带有传感器的IC标签。
在这方面，可能期望IC标签保护构件是导电弹性体，通过它传输用于同带有传感器的IC标签通信的电磁波。IC标签保护构件也可以是这样的导电弹性体，通过它传输用于同带有传感器的IC标签通信的电磁波并且许多的导电弹性体的反向时间常数在一定的范围内选取，在这个范围内电场不受工频交流电的干扰。
在本发明的另一方面中，提供一种应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，用于支撑元件以使其在电气装置的容器中绝缘，该绝缘间隔包括：
具有孔的绝缘部分；
带有传感器的IC标签；以及
导电弹性体，通过其传输用于所述带有传感器的IC标签的通信的电磁波，
其中所述带有传感器的IC标签容纳在所述孔中，同时用所述导电弹性体覆盖所述带有传感器的IC标签。
在本发明的另一方面中，提供一种应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，用于支撑元件以使其在电气装置的容器中绝缘，该绝缘间隔包括：
具有孔部分的绝缘部分，耦合凸缘固定到该孔部分；以及
带有传感器的IC标签，
其中所述带有传感器的IC标签安装到所述孔部分。
在本发明的另一方面中，提供一种应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，用于支撑元件以使其在电气装置的容器中绝缘，该绝缘间隔包括：
绝缘部分；
用于控制电势的导电环；以及
带有传感器的IC标签，
其中所述导电环设置在所述绝缘间隔的内部，所述带有传感器的IC标签安装到所述导电环。
在本发明的另一方面中，提供一种应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，用于支撑元件以使其在电气装置的容器中绝缘，该绝缘间隔包括：
绝缘部分，具有O形环安装槽；
O形环，安装到所述O形环安装槽中以使所述容器气密；以及
带有传感器的IC标签；以及
具有孔的金属凸缘，电磁波在固定耦合凸缘的部分处通过该孔传输，
其中所述带有传感器的IC标签安装到所述O形环安装槽，所述金属凸缘在外部周缘方向上安装。
在本发明的另一方面中，提供一种应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，用于支撑元件以使其在电气装置的容器中绝缘，该绝缘间隔包括：
绝缘部分；
导电层；
带有传感器的IC标签；以及
具有孔的金属凸缘，电磁波在固定耦合凸缘的部分处通过该孔传输，
其中，所述金属凸缘在外部周缘方向上安装，所述导电层设置在所述金属凸缘和所述绝缘部分之间，并且所述带有传感器的IC标签安装在所述导电层和所述绝缘部分之间。
在上述这些方面中，可能期望带有传感器的IC标签既可以是带有局部放电传感器的IC标签或带有温度传感器的IC标签中的一种。电器装置可以是气体绝缘开关或压缩气体绝缘功率发射机。
根据以上提到的本发明的方面，在应用了带有局部放电传感器的IC标签的绝缘间隔(作为应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔的例子)被安装到气体绝缘开关(GIS)中的情况下，即使GIS在工作状态下，测量者也可以在不接触GIS的情况下测量局部放电。另外，在应用了带有温度传感器的IC标签的绝缘间隔(作为应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔的例子)被安装到GIS中的情况下，可以连续地测量温度。因此，即使GIS在工作状态下，测量者也可以在不接触GIS的情况下测量温度。
也就是说，利用根据本发明的应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，测量者不可能遭遇电击，测量过程中的安全性提高了。
另外，带有传感器的IC标签未设置外部电源供应线。因此，不用担心来自电源线的噪声并且元件数量很少。可以实现并保证长期的可靠性，并且即使长期应用错误操作的可能性也极小。因此，与传统装置相比，当应用本发明时，可以提供监测精确度和可靠性更高的用于开关的电源开关和操作监测装置。
本发明的基本技术特征和附加技术特征在下面参考附图所进行的描述中将更加清楚。
附图说明
附图中：
图1是示出根据本发明的应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔安装到气体绝缘开关时的状态的前视图；
图2是绝缘间隔的放大的垂直截面图，根据本发明的第一实施例的带有传感器的IC标签应用到该绝缘间隔；
图3是用于说明根据本发明的应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔的带有传感器的IC标签、IC标签读写器和上位装置的结构和关系的说明图；
图4是用于说明根据本发明的应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔中的带有局部放电传感器的IC标签的存储器中所存储的信息结构的例子的说明图；
图5是应用了根据本发明的第二实施例的带有传感器的IC标签的绝缘间隔的垂直截面图；
图6是应用了根据本发明的第三实施例的带有传感器的IC标签的绝缘间隔的垂直截面图；
图7是应用了根据本发明的第四实施例的带有传感器的IC标签的绝缘间隔的垂直截面图；
图8是应用了根据本发明的第五实施例的带有传感器的IC标签的绝缘间隔的垂直截面图；
图9是应用了根据本发明的第六实施例的带有传感器的IC标签的绝缘间隔的垂直截面图；
图10是应用了根据本发明的第七实施例的带有传感器的IC标签的绝缘间隔的垂直截面图；
图11是应用了根据本发明的第八实施例的带有传感器的IC标签的绝缘间隔的垂直截面图(金属凸缘孔的整体被导电保护构件阻塞)；
图12是应用了根据本发明的第八实施例的带有传感器的IC标签的绝缘间隔的垂直截面图(金属凸缘孔的部分被导电保护构件阻塞)；
图13是应用了根据本发明的带有传感器的IC标签的绝缘间隔(其类型为其中设有金属凸缘和静电环并且金属凸缘孔的整体被导电保护构件阻塞)的垂直截面图；
图14是应用了根据本发明的带有传感器的IC标签的绝缘间隔(其类型为其中设有金属凸缘和静电环并且金属凸缘孔的部分被导电保护构件阻塞)的垂直截面图；
图15是应用了根据本发明的带有传感器的IC标签的绝缘间隔(其类型为其中设有金属凸缘和静电环并且金属凸缘孔未被导电保护构件阻塞)的垂直截面图；
图16是传统的且普通的圆锥形的绝缘间隔的例子的安装状态的前视图；
图17是图16中所示的绝缘间隔(其类型为其中设有金属凸缘和静电环)在沿I-I线的方向上观察的垂直剖面图；
图18是示出气体绝缘开关和局部放电检测器的例子的结构图，在该局部放电检测器中应用了提取部分频率信号的局部放电检测方法；
图19是传统的绝缘间隔(其类型为其中设有金属凸缘而未设置静电环)的垂直截面图；
图20是传统的绝缘间隔(其类型为其中未设置金属凸缘而设有静电环)的垂直截面图；以及
图21是传统的绝缘间隔(其类型为其中未设置金属凸缘和静电环)的垂直截面图。
具体实施方式
下面将参考附图对本发明的应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔的最佳类型和优选实施例进行描述。
图1是示出根据本发明的应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔(以后简称为绝缘间隔)1的安装状态的前视图。
如图1所示，绝缘间隔1支撑高压导体2以使其在充有例如SF6(六氟化硫)气体的绝缘气体的接地金属容器4中绝缘。该接地金属容器4设有耦合凸缘，用于临近的接地容器4的相互耦合。另外，在图1中，用于临近的接地金属容器4的相互耦合的固定构件7(例如螺栓)被省略，该构件将在之后的图2中示出。
另外，应当注意，在各个实施例中由于绝缘间隔1的安装状态相同，因此这里将在各个的实施例的说明中省略对于绝缘间隔1的安装状态的描述。将通过在沿图1中的绝缘间隔1的I-I线方向或II-II线方向上截取的垂直截面图进行描述。
第一实施例
图2是绝缘间隔1A的垂直截面图，根据本发明的第一实施例的带有传感器的IC标签被应用到该绝缘间隔1A(以后简称为第一绝缘间隔)，并且图2是示出了第一绝缘间隔1A的安装状态的说明图。
图2的截面图由沿图1中所示的II-II线所取的垂直截面的上半部分和沿I-I线所取的垂直截面的下半部分组成。另外，图2中所示的第一绝缘间隔1A是一个衬套类型的例子，其中金属凸缘和静电环均未设置。
第一绝缘间隔1A支撑高压导体2a和2b以使其在充有例如SF6气体的绝缘气体3的接地金属容器4内绝缘。用于连接临近的高压导体2a和2b的导电元件6同第一绝缘间隔1A一体铸造成型。另外，向接地金属容器4提供用于耦合临近的接地金属容器4的耦合凸缘5。
在第一绝缘间隔1A中，为了固定到耦合凸缘5上并且使接地金属容器4气密，将O形环9安装到O形环安装槽8，以便气体密封，该O形环设置在第一绝缘间隔1A的绝缘部分并由固定构件7(例如螺栓)固定。另外，处理O形环安装槽8的一部分以避免影响气密性，并通过可拆卸地将带有局部放电传感器的IC标签10(传感器的一个例子)附着到被处理部分来固定O形环安装槽8的一部分。带有局部放电传感器的IC标签10中的局部放电传感器被配置用于检测由局部放电产生的电磁场(至少为电场或磁场中的一种)。
图3是用于描述根据本发明的应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔的带有传感器的IC标签10、IC标签读写器11、上位装置12的结构和关系的说明图。应当注意，在图3中，带有传感器的IC标签10中和IC标签读写器11中所示的实线代表信息流，虚线代表能量流。
如图3中所示，带有传感器的IC标签10设有：天线16，用于发送和接收含有信号15以及信息(此后简称为通信信号)的电磁波，其中信号15用于同IC标签读写器11进行通信；调制解调单元17，用于对通过天线16接收到的电磁波进行调制和解调；传感器18，用于检测并获得物理量；存储器19，用于存储由传感器18获得的信息；时钟20，具有内置计时器；电源单元21，用于提供工作电能；电池22，给电源单元21提供电能；控制单元23，用于控制带有传感器的IC标签10。
调制解调单元17具有执行例如对发送和接收信号15分别进行记录和传输(调制功能和解调功能)的适当转换的功能以及对通信信号15的滤波功能。因此，调制解调单元17能够移除由于局部放电或类似情况引起的通信信号15中的噪声成分。存储器19是用于存储有关由传感器18检测到的物理量的信息的存储介质。例如，存储器19可以由非易失性存储器构成。控制单元23具有控制与存储器19的信息存储过程相关的信息所必需的信息。然后，控制单元执行计算程序。
带有传感器的IC标签10采用例如具有内置电池22(有源型)的标签。因此，在电池22耗尽之前，带有传感器的IC标签10自身应当周期性地用新的替换。另外，仅当在正常情况下带有传感器的IC标签10从IC标签读写器11收到读入信号15时，带有传感器的IC标签10才被配置用于传输例如测量结果的信息。
然而，IC标签读写器11执行同带有传感器的IC标签10的通信。IC标签读写器11作为IC标签阅读器具有信息读取功能，用于从提供给带有传感器的IC标签10的存储器中读出信息，并且作为IC标签写入器11具有信息写入功能，用于将信息写入到存储器19。IC标签11设有：天线26，用于同带有传感器的IC标签10之间发送和接收通信信号15；调制解调单元27，用于对通过天线26接收到的电磁波进行调制和解调，电源单元28，用于提供工作电能，控制单元29，用于控制IC标签读写器11。
另外，带有传感器的IC标签10和IC标签读写器11对电磁波进行频率调制或数字调制，以发送和接收例如数据读出指令信号和测量结果等不同信号。采用这种配置便于区分由于局部放电或类似情况引起的噪生和所需信号或信息。
另外，IC标签读写器11的天线26、调制解调单元27、电源单元28、以及控制单元29是分别与带有传感器的IC标签10的天线16、调制解调单元17、电源单元21、控制单元23执行基本上相同的工作的元件。
IC标签读写器11将读出信号15发送到带有传感器的IC标签10，所以IC标签读写器11同带有传感器的IC标签10之间执行无线通信。这样，可以通过无线通信从带有传感器的IC标签10读出信息。将由IC标签读写器11从带有传感器的IC标签10接收到的测量数据通过电缆或便携式存储器输入到例如计算机的上位装置12。
图4是用于描述存储在带有局部放电传感器的IC标签10的存储器19中的信息结构的例子的说明图。
如图4所示，存储在存储器19中的信息的例子包括数据最大存储容量、保持的数据的条数、在先数据删除的日期和时间、序列号(No.)、数据存储区域的数量(例如，1024区域)、以及IC标签的识别信息(IC标签的ID号)。
对于带有局部放电传感器的IC标签10的存储器19，存储按照以下的方式执行：局部放电传感器同一个序列号相关联，而对应于该唯一的序列号的一个数据存储区域处的局部放电产生的电磁波的电磁场的量值(例如，最大值)同测量时间相关联。对于图4中列举的存储器19，由于1024个测量结果能够存储到一个数据区域，如果所有的数据存储区域都利用，则可以存储的数据条数为1024区域×1024条。
下面，将描述第一绝缘间隔1A的功能。
当在应用了第一绝缘间隔1A的气体绝缘开关中产生局部放电时，由于局部放电产生的电磁波扩散到周围区域。该电磁波在GIS的接地金属容器4内部穿过并穿过第一间隔1A传输，并且由于局部放电产生的电磁波泄漏到气体绝缘开关的外部。该泄漏电磁波由附着到O形环安装槽8的带有局部放电传感器的IC标签10的局部放电传感器18检测。由局部放电传感器18检测的局部放电的量值存储在存储器19中。
在带有局部放电传感器的IC标签10的识别信息(IC标签的ID号)存储在存储器19中的情况下，当带有传感器的IC标签10的识别信息和IC标签读写器11的标识信息中的至少一个符合时，则对关于以这种方式记录的局部放电的量值的信息的存储器读取和存储器写入可以由对应于带有局部放电传感器的IC标签10的IC标签读写器11执行。特别是，当IC标签读写器11将高频信号以电磁波的形式从外部提供给带有局部放电传感器的IC标签10时，带有局部放电传感器的IC标签10能够以电磁波的形式执行到外部的信息传输。用这种方式，通过利用电磁波读取远端的信息，无需改变装置的状态就可以对其进行测量和监测。
另外，在读取过程中从IC标签读写器11到带有局部放电传感器的IC标签10的开始指令信号、以及从带有局部放电传感器的IC标签10传输到IC标签读写器11的数据，通过频率调制或数字调制电磁波来执行。
根据第一绝缘间隔1A，局部放电产生的趋势可以通过如下方式记录在带有局部放电传感器的IC标签10的存储器中，即通过记录气体绝缘开关中由于局部放电而产生的电磁波的电磁场(测量结果)的量值，其中第一绝缘间隔1A应用到所述气体绝缘开关。另外，因为由局部放电产生的电磁波用作触发器以激活带有局部放电传感器的IC标签10，所以不必提供用于持续检测的特殊电源。
另外，第一绝缘间隔1A存在于IC标签读写器11和应用了第一绝缘间隔1A的气体绝缘开关的外侧上设置的带有局部放电传感器的IC标签10之间。然而，由于用于通信的电磁波能够穿过第一绝缘间隔1A传输，所以第一绝缘间隔1A干扰通信，并且可以与外部的IC标签读写器11进行通信。
另外，如果通过在电磁波上叠加时间信息获得的用于数据通信的数据是带有传感器的IC标签10通过天线接收的，其中所述数据通信从IC标签读写器11发射到带有局部放电传感器的IC标签10，则控制单元23通过天线16和调制解调单元17获得在电磁波上叠加的时间信息，在这样获得的时间信息的基础上，可以通过产生时钟20的修正信号来修正时间。结果，可以通过IC标签读写器11在每次读写信息时的电磁波传输校正时钟20的时间。
另外，在读取过程中从IC标签读写器11到带有局部放电传感器的IC标签10的开始指令信号、以及从带有局部放电传感器的IC标签10传输到IC标签读写器11的数据被频率调制或数字调制。因此，由于局部放电或类似情况产生的噪声能够容易地从通信信号15(例如关于IC标签读写器11的读写开始指令信号)中辨别出。
第二实施例
图5是应用了根据本发明的第二实施例的带有传感器的IC标签的绝缘间隔1B(此后称为第二绝缘间隔)的垂直截面图，用于说明第二绝缘间隔1B的安装状态。
应当注意，图5中所示的垂直截面图是由沿图1中所示的II-II线所截取的垂直截面的上半部分和沿I-I线所截取的垂直截面的下半部分组成。另外，图5中所示的第二绝缘间隔1B是衬套类型的例子，其中未设置金属凸缘和静电环。
第二绝缘间隔1B与第一绝缘间隔1A的不同之处在于带有局部放电传感器的IC标签10的安装位置和安装方式，但在其他方面与第一绝缘间隔1A基本上不存在差异。出于上述原因，第二绝缘间隔1B同第一绝缘间隔1A中基本上相同的元件采用相同的参考标记，并且将省略对它们的描述。
在第二绝缘间隔1B中，带有局部放电传感器的IC标签10设置在耦合凸缘5之间的绝缘间隔的外侧上(外径侧)，并且设置有作为IC标签保护构件的绝缘保护构件31，用于覆盖带有局部放电传感器的IC标签10，以提供保护。也就是说，带有局部放电传感器的IC标签10固定到耦合凸缘5之间的绝缘间隔的外侧，并且嵌入到绝缘保护构件31中。在这里，例如，绝缘保护构件31可以由例如环氧树脂的绝缘材料构成。
第二绝缘间隔1B的功能如下所述。
当在应用了第二绝缘间隔1B的气体绝缘开关(GIS)内部产生局部放电的时候，由局部放电引起的电磁波扩散到周围。该电磁波在GIS的接地金属容器4(由金属制成)内部穿过并通过第二绝缘间隔1B传输。由局部放电产生的电磁波泄漏到GIS的外部。从GIS泄漏的电磁波由安装在第二绝缘间隔1B外侧的带有局部放电传感器的IC标签10检测。在检测到由局部放电引起的电磁波的泄漏之后的操作与第一绝缘间隔1A的情况下的操作相同。
根据应用了有第二绝缘间隔1B的气体绝缘开关，与应用了第一绝缘间隔1A的气体绝缘开关具有相同的操作和效果。
第三实施例
图6是应用了根据本发明的第三实施例的带有传感器的IC标签的绝缘间隔1C(此后称为第三绝缘间隔)的垂直截面图，其示出第三绝缘间隔1C的安装状态。
图6中所示的垂直截面图包括沿图1中的II-II线所截取的垂直截面的上半部分和沿I-I线所截取的垂直截面的下半部分。另外，图6中所示的第三绝缘间隔1C是衬套类型的例子，其中未设置金属凸缘和静电环。
第三绝缘间隔1C同第二绝缘间隔1B的不同之处在于提供导电保护构件33来代替绝缘保护构件31作为IC标签保护构件，而其他方面与第二绝缘间隔1B基本上不存在不同。因此，考虑到上述原因，第三绝缘间隔1C与第二绝缘间隔1B中相对应的元件添加类似的参考标记，并且此处将省略对它们的描述。
在第三绝缘间隔1C中，带有局部放电传感器的IC标签10设置在耦合凸缘5之间的绝缘间隔的外侧上(外径侧)，并且设置有导电保护构件33，用于覆盖带有局部放电传感器的IC标签10，以提供保护。也就是说，带有局部放电传感器的IC标签10固定到耦合凸缘5之间的绝缘间隔的外侧，并且嵌入到导电保护构件33中。
导电保护构件33例如可以由导电弹性体形成。在此，弹性体是合成橡胶和弹性塑料的总称，导电弹性体是导电合成橡胶和导电弹性塑料的总称。充分大于用于检测局部放电的天线的频率的倒数(inverse number)的值用于导电保护构件33的时间常数(由电阻率[Ω·m]和介电常数[F/m]的乘积表示)。
下面，将对第三绝缘间隔1C的功能进行描述。
当在应用了第三绝缘间隔1C的气体绝缘开关(GIS)中产生局部放电时，由局部放电引起的电磁波扩散到周围。该电磁波在GIS的接地金属容器4(由金属制成)内部穿过并通过第三绝缘间隔1C传输。由局部放电产生的电磁波泄漏到GIS的外部。从GIS泄漏的电磁波由安装在第三绝缘间隔1C外侧的带有局部放电传感器的IC标签10检测。
由于导电保护构件33由时间常数充分大于用于检测局部放电的天线的频率的倒数的导电材料构成，因此从GIS泄漏的电磁波穿过导电保护构件33。因此，安装在第三绝缘间隔1C外侧上的带有局部放电传感器的IC标签10能够检测到从GIS泄漏的电磁波。在检测到由局部放电引起的电磁波的泄漏之后，其他的操作与第二绝缘间隔1B的情况下的操作相同。
根据应用了第三绝缘间隔1C的气体绝缘开关，导电保护构件33的时间常数充分大于用于检测局部放电的天线的频率的倒数。也就是说，采用这样一种导电材料，其时间常数的倒数充分小于工频交流电的频率，因此，由工频交流电产生的电场不会受到存在带有传感器的IC标签的干扰，因此带有传感器的IC 10本身不会引起局部放电。应当注意，应用了第三绝缘间隔1C的气体绝缘开关的其他的功能和效果与应用了第二绝缘间隔1B的气体绝缘开关的功能和效果类似。
第四实施例
图7是根据本发明的第四实施例的带有传感器的IC标签的绝缘间隔1D(此后称为第四绝缘间隔)的垂直截面图，其示出第四绝缘间隔1D的安装状态。
应当注意，图7中所示的垂直截面图包括沿图1中的II-II线所截取的垂直截面的上半部分和沿I-I线所截取的垂直截面的下半部分。图7中所示的第四绝缘间隔1D是衬套类型的例子，其中未设置金属凸缘和静电环。
第四绝缘间隔1D与第三绝缘间隔1C的不同之处在于导电保护构件33嵌在绝缘间隔的外侧，但是在其他方面与第三绝缘间隔1C基本上不存在不同。因此，考虑到上述原因，第四绝缘间隔1D与第三绝缘间隔1C中相对应的元件添加类似的参考标记，并且此处将省略对它们的描述。
在第四绝缘间隔1D中，顶端被处理成从耦合凸缘5之间的绝缘间隔的外侧(外径侧)切削和整圆，当带有局部放电传感器的IC标签10被导电保护构件33覆盖时带有局部放电传感器的IC标签10嵌入到所切削部分之中。充分大于用于检测局部放电的天线的频率的倒数的值用于导电保护构件33的时间常数。
依照应用了第四绝缘间隔的气体绝缘开关，可以获得与应用了第三绝缘间隔1C的气体绝缘开关的功能和效果类似的功能和效果。
第五实施例
图8是根据本发明第五实施例的应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔1E(此后称为第五绝缘间隔)的垂直截面图，并且是示出第五绝缘间隔1E的安装状态的说明图。
应当注意，图8中所示的垂直截面图由沿图1中的II-II线所截取的垂直截面的上半部分和沿I-I线所截取的垂直截面的下半部分构成。图8中所示的第五绝缘间隔1E是衬套类型的例子，其中未设置金属凸缘和静电环。
第五绝缘间隔1E与第三绝缘间隔1C的不同之处在于，通过涂覆导电涂层介质所形成的层34(此后称为导电层)代替导电保护构件33用作覆盖带有局部放电传感器的IC标签10的元件以提供保护，但是在其他方面与第三绝缘间隔1C基本上不存在不同。考虑到上述原因，第五绝缘间隔1E与第四绝缘间隔1D中相对应的元件分配相同的参考标记，并且将省略对它们的描述。
在第五绝缘间隔1E中，带有传感器的IC标签10通过耦合凸缘5之间的用于安装绝缘间隔的孔的固定构件7(固定构件7可以通过该孔来固定绝缘间隔1E)在接触面上安装到用作IC标签保护构件的导电层34上。导电层34的时间常数(由电阻率[Ω·m]和介电常数[F/m]的乘积表示)设置为充分大于用于检测局部放电的天线的频率的倒数。
依照应用了第五绝缘间隔1E的气体绝缘开关，可以获得与应用了第三绝缘间隔1C的气体绝缘开关的功能和效果类似的功能和效果。
第六实施例
图9是根据本发明第六实施例的应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔1F(此后称为第六绝缘间隔)的垂直截面图，并且是示出第六绝缘间隔1F的安装状态的说明图。
应当注意，图9所示的垂直截面图由沿图1中的II-II线所截取的垂直截面的上半部分和沿I-I线所截取的垂直截面的下半部分构成。
第六绝缘间隔1F与第一绝缘间隔1A的不同之处在于采用了具有用于控制电势的导电环的衬套型的绝缘间隔(导电环)38，但是在其他方面与第一绝缘间隔1A基本上不存在不同。考虑到上述原因，第六绝缘间隔1F与第一绝缘间隔1A中基本上相同的元件采用相同的参考标记，并且这里将省略对它们的描述。
以这种方式构成第六绝缘间隔1F，即将导电环38设置到第一绝缘间隔1A的绝缘间隔部分，带有局部放电传感器的IC标签10安装到导电环38的内部。将导电环38的导体的时间常数(电阻率和介电常数的乘积)设置为充分大于用于检测局部放电的天线的频率的倒数。
下面，将对第六绝缘间隔1F的功能进行描述。
当应用了第六绝缘间隔1F的气体绝缘开关(GIS)中产生局部放电时，由局部放电引起的电磁波扩散到周围。该电磁波在GIS的接地金属容器4(由金属制成)内部穿过并通过第六绝缘间隔1F传输，并且由局部放电产生的电磁波泄漏到GIS的外部。从GIS泄漏的电磁波由安装在第六绝缘间隔1F外侧的带有局部放电传感器的IC标签10检测。
由于导电环38由时间常数充分大于用于检测局部放电的天线的频率的倒数的导电材料构成，所以从GIS泄漏的电磁波可以通过导电环38传输。因此，安装到第六绝缘间隔1F的外侧的带有局部放电传感器的IC标签10(被导电环38覆盖)检测由GIS泄漏的电磁波。在检测到由局部放电引起的电磁波的泄漏之后的操作与应用第一绝缘间隔1A的情况下的操作相同。
根据应用了第六绝缘间隔1F的气体绝缘开关，导电环38的时间常数充分大于用于检测局部放电的天线的频率的倒数。也就是说，采用这样一种导电材料，其时间常数的倒数充分小于工频交流电的频率。由于带有局部放电传感器的IC标签10的存在，由工频交流电产生的电场不会受到干扰，从而带有传感器的IC 10本身不会引起局部放电。应当注意，应用了第六绝缘间隔1F的气体绝缘开关的其他的功能和效果与应用了第一绝缘间隔1A的气体绝缘开关的功能和效果类似。
第七实施例
图10是根据本发明第七实施例的应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔1G(此后称为第七绝缘间隔)的垂直截面图，并且是示出第七绝缘间隔1G的安装状态的说明图。
应当注意，图10所示的垂直截面图由沿图1中的II-II线所截取的垂直截面的上半部分和沿I-I线所截取的垂直截面的下半部分构成。。
第七绝缘间隔1G与第一绝缘间隔1A的不同之处在于采用了设有金属凸缘39但未设置导电环38的金属凸缘型绝缘间隔，但是在其他方面与第一绝缘间隔1A基本上不存在不同。考虑到上述原因，第七绝缘间隔1G与第一绝缘间隔1A中基本上相同的元件采用相同的参考标记，并且在这里将省略对它们的描述。
在第七绝缘间隔1G中，为了实现耦合到耦合凸缘5以实现气密，O形环9设置在O形环安装槽8部分，用于气体密封，O形环安装槽8设置在第七绝缘间隔1G的绝缘部分，并且使用固定构件7。带有局部放电传感器的IC标签10固定地安装到O形环安装槽8的部分中。另外，金属凸缘39设有孔40，使得用于在带有局部放电传感器的IC标签10和IC标签读写器11之间通信的电磁波可以从其中通过。
下面，将对第七绝缘间隔1G的功能进行描述。
当应用了第七绝缘间隔1G的气体绝缘开关(GIS)中产生局部放电时，由局部放电引起的电磁波扩散到周围。该电磁波在GIS的接地金属容器4(由金属制成)内部穿过，通过第七绝缘间隔1G传输，并且也传输到设置在O形环安装槽8的部分中的带有局部放电传感器的IC标签10，该安装槽8设置于第七绝缘间隔1G的绝缘部分上用于气体密封。
在第七绝缘间隔1G中，金属凸缘39位于GIS的外部，并且位于IC标签读写器11和带有局部放电传感器的IC标签10之间，由于金属凸缘39设有孔40，所以用于通信的电磁波15(通信信号)通过孔40传输并与位于GIS外部的IC标签读写器1 1通信。应当注意，在检测到由局部放电引起的电磁波的泄漏之后的操作与应用第一绝缘间隔1A的情况下的操作相同。
根据应用了第七绝缘间隔1G的气体绝缘开关，由于金属凸缘39设有孔40，所以用于通信的电磁波15(通信信号)通过孔40传输并与位于GIS外部的IC标签读写器11通信。所以，应用了第七绝缘间隔1G的气体绝缘开关获得与与应用了第一绝缘间隔1A的气体绝缘开关的功能和效果类似的功能和效果。
第八实施例
图11和图12是根据本发明的第八实施例的应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔1H(此后称为第八绝缘间隔)的垂直截面图，并且是示出第八绝缘间隔1H的安装状态的说明图。
应当注意，图11和图12所示的垂直截面图都是由沿图1中的II-II线所截取的垂直截面的上半部分和沿I-I线所截取的垂直截面的下半部分构成。
第八绝缘间隔1H是将第四绝缘间隔1D的发明构思应用到第七绝缘间隔1G上而得到的。更具体地，第八绝缘间隔1H被构造成如下方式，即第七绝缘间隔1G的孔40的全部或部分被导电保护构件33所覆盖并且带有局部放电传感器的IC标签10也被覆盖。
根据应用了第八绝缘间隔1H的气体绝缘开关，其功能和效果与应用了第四绝缘间隔1D的气体绝缘开关的功能和效果类似。也就是说，构成导电保护构件33的导体材料的时间常数的倒数充分小于工频交流电的频率，因此，由工频交流电产生的电场不会受到带有传感器的IC标签的存在的干扰，因此，带有传感器的IC标签10本身不会引起局部放电。
如上所述，利用根据本发明的应用了设有传感器的IC标签的绝缘间隔，即使在气体绝缘开关工作期间，测量者也能够在不接触气体绝缘开关的情况下测量局部放电。因此，测量者不可能遭到电击，并且测量过程中的安全性能也被提高了。
另外，带有传感器的IC标签10未设置外部电源供应线。因此，不用担心来自电源线的噪声并且元件数量减少，使得即使长期使用也能获得长期的可靠性并且错误操作的可能性也大幅度减少。因此，与传统装置相比，当应用本发明时，可以提供监测精确度和可靠性更高的用于开关的电源开关和操作监测装置。
应当注意，在以上描述的实施例中，已经描述了有源型的带有放电传感器的IC标签10中设有电池22的情况。然而，即使采用未设置电池22的无源型，也可以获得与在有源型的情况下相同的功能和效果。在无源型的情况下，用于通信的电磁波周期性地从IC标签读写器11传输到带有放电传感器的IC标签10，从而可以执行充电。因此，可以不中断地驱动带有放电传感器的IC标签10。
另外，在以上描述的实施例中，已经描述了带有传感器的IC标签是带有局部放电传感器的IC标签10的情况。然而，局部放电传感器18也可以是温度传感器。当应用带有温度传感器的IC标签时就能够连续测量温度。即使在气体绝缘开关工作期间，测量者也可以在不接触气体绝缘开关的情况下测量温度。结果，可以获得绝缘间隔的温度随时间的变化，并且可以实施对应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔1和接触应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔1的O形环9的寿命评估。
另外，在以上描述的实施例中，已经描述了带有传感器的IC标签10是IC标签读写器11的情况。然而，当不对带有传感器的IC标签10的存储器19执行写请求时，可应用只读IC标签阅读器来代替IC标签读写器11。
另外，应当注意，本发明不局限于上述实施例，在不偏离所附权利要求的范围的情况下，可以作出许多的其它改变和改进。
例如，如图13和图14所示，结合第六绝缘间隔1F和第八绝缘间隔1H，通过在设有金属凸缘39和导电环38的绝缘间隔上应用带有局部放电传感器的IC标签10可以构成绝缘间隔1I和绝缘间隔1J。另外，如图15所示，结合第六绝缘间隔1F和第七绝缘间隔1G，通过在设有金属凸缘39和导电环38的绝缘间隔上应用带有局部放电传感器的IC标签10可以构成绝缘间隔1K。

Claims (12)

1.一种应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，用于支撑元件以使其在电气装置的容器中绝缘，该绝缘间隔包括：
绝缘部分，具有O形环安装槽；
O形环，安装到所述O形环安装槽中以使所述容器气密；以及
带有传感器的IC标签，
其中，将所述O形环和所述带有传感器的IC标签安装到所述O形环安装槽。
2.一种应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，用于支撑元件以使其在电气装置的容器中绝缘，该绝缘间隔包括：
绝缘部分；以及
带有传感器的IC标签，
其中，将所述带有传感器的IC标签安装到所述绝缘部分的外部周缘部分。
3.一种应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，用于支撑元件以使其在电气装置的容器中绝缘，该绝缘间隔包括：
绝缘部分；
带有传感器的IC标签；以及
IC标签保护构件，
其中，将所述带有传感器的IC标签安装到所述绝缘部分的外部周缘部分，同时用所述IC标签保护构件覆盖所述带有传感器的IC标签。
4.根据权利要求3所述的应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，其中，所述IC标签保护构件是导电弹性体，用于所述带有传感器的IC标签的通信的电磁波通过该导电弹性体传输。
5.根据权利要求3所述的应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，其中，所述IC标签保护构件是导电弹性体，用于所述带有传感器的IC标签的通信的电磁波通过该导电弹性体传输，并且该导电弹性体的时间常数的倒数在电场不受工频交流电干扰的范围内选择。
6.一种应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，用于支撑元件以使其在电气装置的容器中绝缘，该绝缘间隔包括：
具有孔的绝缘部分；
带有传感器的IC标签；以及
导电弹性体，通过其传输用于所述带有传感器的IC标签的通信的电磁波，
其中所述带有传感器的IC标签容纳在所述孔中，同时用所述导电弹性体覆盖所述带有传感器的IC标签。
7.一种应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，用于支撑元件以使其在电气装置的容器中绝缘，该绝缘间隔包括：
具有孔部分的绝缘部分，耦合凸缘固定到该孔部分；以及
带有传感器的IC标签，
其中所述带有传感器的IC标签安装到所述孔部分。
8.一种应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，用于支撑元件以使其在电气装置的容器中绝缘，该绝缘间隔包括：
绝缘部分；
用于控制电势的导电环；以及
带有传感器的IC标签，
其中所述导电环设置在所述绝缘间隔的内部，所述带有传感器的IC标签安装到所述导电环。
9.一种应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，用于支撑元件以使其在电气装置的容器中绝缘，该绝缘间隔包括：
绝缘部分，具有O形环安装槽；
O形环，安装到所述O形环安装槽中以使所述容器气密；以及
带有传感器的IC标签；以及
具有孔的金属凸缘，电磁波在固定耦合凸缘的部分处通过该孔传输，
其中所述带有传感器的IC标签安装到所述O形环安装槽，所述金属凸缘在外部周缘方向上安装。
10.一种应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，用于支撑元件以使其在电气装置的容器中绝缘，该绝缘间隔包括：
绝缘部分；
导电层；
带有传感器的IC标签；以及
具有孔的金属凸缘，电磁波在固定耦合凸缘的部分处通过该孔传输，
其中，所述金属凸缘在外部周缘方向上安装，所述导电层设置在所述金属凸缘和所述绝缘部分之间，并且所述带有传感器的IC标签安装在所述导电层和所述绝缘部分之间。
11.根据权利要求1到10中任一项所述的应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，其中，所述带有传感器的IC标签或者是带有局部放电传感器的IC标签或者是带有温度传感器的IC标签。
12.根据权利要求1、2、3和权利要求6到10中任一项所述的应用了带有传感器的IC标签的绝缘间隔，其中，所述电气装置为气体绝缘开关或压缩气体绝缘功率发射机。
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