CN104428683A - 用于局部放电的超高频测量方法及相关设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于局部放电(PD)的超高频(UHF)测量的方法，其中，所述测量通过使用超高频传感器(C)在气体绝缘变电站(GIS)的至少一个点处进行，其特征在于，所述点选择在所述变电站的至少一个观察口(H)处，并且该超高频传感器(C)与观察口的外表面相接触。还设置了在所述测量方法的环境中实施的用于支撑超高频传感器的基座。

Description

用于局部放电的超高频测量方法及相关设备
技术领域
本发明涉及一种用于测量超高频(缩写为“UHF”)局部放电的方法，所述测量由超高频传感器在金属外壳下面的变电站上的至少一个点处进行。本发明还涉及一种用作测量方法的一部分的根据权利要求1所述的用于保持超高频传感器的支撑件。
背景技术
金属外壳下面的变电站(或气体绝缘变电站，通常称为GIS)包括电气断路单元，该电气断路单元适于使高压电网断开连接或给高压电网供电。这些电气断路单元可以具有局部放电(缩写为“PD”)，更精确地说，该局部放电为在强电压的作用下使将导体分开的绝缘间隙局部地短路的局部化的局部放电。重要的是能够测量这些局部放电效应，特别是在具有GIS型的变电站的现场测量这些局部放电效应。适于此种测量的方法被称为超高频(UHF)测量，所述测量通过超高频传感器在金属外壳下面的变电站上的至少一个点处局部化地进行。一般地，UHF测量使用范围在100MHz与2GHz之间的频率，这使得UHF测量对于处于较低频率或狭窄的频带中的干扰源，比如无线电，受到的影响较小，并且因此赋予了UHF测量良好的信噪比。因此，所述测量方法适于测量在金属外壳下的变电站，在该金属外壳中，通过六氟化硫SF6提供绝缘。实际上，由于在此种气体中的局部放电极其短暂，所以该测量频率必须非常高。此外，即使金属外壳下的变电站在工厂中是一个元件一个元件地测试，但其最终测试，特别是为了寻找在其隔室或其他连接部中的灰尘的轨迹的测试，仅可以在组装时执行并且因此在现场(例如，在法拉第笼外部，这将消弱干扰源)执行。因此，该良好的信噪比为另一个重要的优势。
使用一个或更多个具有宽的通频带的电容传感器作为超高频传感器，其中，很多时候，将它们放置在变电站的隔室中。对于这种类型的应用，可以使用测量磁场的感应传感器(也称为“高频变流互感器”)或测量电场的电容传感器。可能的缺陷源于发射和测量的UHF信号的变形和衰减，这是由于所述信号在变电站中的乱真反射而导致的，特别是当UHF传感器位于所述变电站内部时是这样。
一旦已经安装了金属外壳下面的变电站，需要的是使大量的UHF传感器以非局部化的方式安装在变电站中，以能够监测这些UHF传感器并且对其进行维护而无需重新安装新的UHF传感器。还需要能够监视传感器的正确操作，并且如果将这些UHF传感器定位在变电站中，则需要能够移除这些UHF传感器并替换这些UHF传感器而不会再次污染变电站。这是高度精细的操作。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于测量超高频(UHF)局部放电的方法，所述测量由超高频传感器在金属外壳下的变电站(GIS)上的至少一个点处进行，所述方法为检查和维护操作者提供更简单的现场测量。
为了这些目的，通过权利要求1提出了一种保持支撑件。
在用于测量超高频(UHF)局部放电的方法——所述测量由超高频传感器在金属外壳下面并且包括绝缘气体的变电站(GIS)上的至少一个点处进行——的基础上，本发明规定：所述方法的特征在于，所述点选择在所述变电站中的至少一个窗口处，其中超高频传感器与窗口的外表面相接触。
因此，根据本发明的方法允许传感器能够被拆卸和从外部固定至GIS变电站中的任意数量的窗口。因此，很容易对传感器进行定位、移动、日后的再添加、移除、维修或维护，而不担心污染GIS变电站。因此，检查和维护操作者能够非常容易地进行测量和实现维护以及修理，而不担心与GIS变电站的污染相关的复杂操作。
为了实现根据本发明的测量方法，还提出了一种有利的保持支撑件，使得能够非常容易地使UHF传感器与窗口接触，同时确保在信噪比方面的最佳测量。
一组从属权利要求也呈现了本发明的优点。
附图说明
由本发明提出的技术方案的实施示例和示例性实施方式通过所描述的附图提供：
图1示出具有UHF传感器保持支撑件的GIS变电站的隔室的整体视图。
图2示出保持支撑件和UHF传感器的横截面图。
图3示出用于保护免受电磁干扰的支撑件的形式。
图4示出支撑件与接地件之间的电接触的点。
图5示出弹簧支撑件定位保持模块。
图6示出UHF传感器天线相对于保持支撑件的定位。
具体实施方式
图1示出金属外壳下的变电站(GIS)的外壳的隔室的整体视图，其中，前部的用于超高频传感器C的保持支撑件S与设置在GIS变电站的壁上的窗口H相接触。由安全性玻璃制成并且具有圆形形状的窗口H在此处通过固定环F刚性地固定至GIS变电站的外壳，其中，该固定环F通常旋入GIS变电站的外壳中的螺纹中。
图2示出根据图1的保持支撑件S和传感器C在传感器C与窗口H的外表面相接触之后的沿直径方向的横截面图。具有管状形状以围绕固定环F滑动的保持支撑件主要包括由板P分开的两个管状凹口。位于板下方的第一凹口覆盖固定环F和窗口的外部部分。传感器C(在其连接的部分的方向上)通过螺栓F2在位于所述板P上方的第二凹口中刚性地固定至板P。所述板P包括中央开口，传感器C的连接头固定在所述中央开口上并且传感器C具有贯穿所述中央开口直到传感器的与窗口H的外表面相接触的天线A(该天线A为待在GIS变电站中测量的UHF波的接收器)的波导管。如果中间压力环F3定位在位于板P与天线A之间的第一下部凹部中，则最佳地保证用于天线A与窗口之间的接触的支撑。所述压力环F3通过螺钉头螺栓从支撑件S的第二上部凹口旋拧至板P。所述窗口H通过固定环F刚性地固定至GIS变电站的外壳，所述固定环F通过螺栓F1旋入GIS变电站的外壳中的螺纹中。
因此，根据该构型，可以实现作为测量方法的一部分实现的用于超高频传感器C的保持支撑件S，所述支撑件S具有位于窗口H上的固定装置F、F1，从而提供传感器C、A与窗口H之间的接触，所述固定装置F、F1能够从窗口H拆卸。
基本上，传感器C将测量信号从上部凹口传递至测量控制单元。传感器与单元之间的该链接可以为有线的或者例如通过耦合而是无线的(air)。这可以通过联接至来自至少一个测量传感器的输出部的发射器来完成，所述发射器提供与接收器的信号链接，该接收器连接至测量控制单元上的输入部。这使得能够在没有接线且通过简单的标准通信协议(例如WiFi(无线网))来执行远程测量。可以将RFID(射频识别)装置定位在每个支撑件S或其传感器C上以通过使用RFID读取器来监测和识别传感器组。这对于操作者而言简化了监测，操作者通过RFID之间的“逐跳”(“hop-by-hop”)相互通信过程询问GIS中的一组传感器中的一个RFID以及其他RFID。
关于图2，应当注意的是，支撑件S具有高度大于或等于传感器(连接器部分和天线部分)的高度的侧壁，并且如果有必要，侧壁的高度也可以等于联接至传感器的附接的连接装置的高度。在机械和电磁保护两者方面，该高度差HS赋予传感器与测量控制单元的连接很大程度的保护。操作者也可以在不触摸/损坏传感器的情况下容易地抓握支撑件的壁。
图3示出一种用于保护免受电磁干扰的支撑件S的形式。该支撑件S由于其在直径截面中有利地选择为H形的形状而具有至少部分地覆盖了整个窗口H及其固定装置/环F的侧向外周。下部凹口的该壁是足够高和足够厚的，以获得对可能妨碍窗口上的天线A的测量的外界干扰的足够的电磁屏蔽。类似地，上部凹口的侧壁的高度和厚度足以保护传感器C的头部对抗这些乱真效应。
图4示出支撑件S与接地部之间的电接触的点的一个方面。该支撑板P——传感器固定在该支撑板P上——通过与金属外壳下面的变电站(GIS)的至少一个导电连接部而与接地部电接触，所述至少一个导电连接部比如是所述变电站上的窗口的金属固定元件(头部与板P的下表面相接触的螺栓F1)。因此，支撑件，传感器接地部也可以完全联接至与GIS变电站相同的接地部。保持支撑件及其板的形状也可以尤其适于确保天线与窗口的外表面之间的最佳接触。
图5示出用于支撑件S的弹簧定位保持模块。该支撑件S包括至少一个弹簧R定位保持模块B，所述至少一个弹簧R定位保持模块B定位在支撑件S的内侧壁上以能够搁置在联接至窗口H的周向部(固定环F)上。也可以添加手动按钮以便于将支撑件S旋拧在固定环F上。周向部F也可以包括槽口，弹簧模块可以在所述槽口中手动地紧固和释放。
图6示出UHF传感器天线A相对于保持支撑件S的布置。所选择的天线A是平的并且定位在支撑件S的下部部分/凹口中。最后，天线A能够靠在窗口的外表面上，从而围绕天线设置空隙，所述空隙在天线A和与用于窗口的固定装置F之间形成侧向间隙(Ec)。实际上，需要该间隙以避免使传感器C的天线接地并且因此避免偶然的短路。

Claims (9)

1.一种用于保持超高频传感器的支撑件，所述支撑件用作用于测量超高频(UHF)局部放电(PD)的方法中的一个部件，所述测量由所述超高频传感器(C)在金属外壳下面的变电站(GIS)上的至少一个点处进行，所述支撑件(S)具有用于在窗口(H)上固定以在所述传感器(C)与所述窗口之间提供接触的固定装置(F1，F)，所述固定装置能够从所述窗口拆卸，其特征在于，所述支撑件具有高度大于或等于所述传感器的高度的侧壁。
2.根据权利要求1所述的支撑件，包括发射器，所述发射器联接至来自至少一个测量传感器的输出部，所述发射器提供与接收器的信号链接，所述接收器与测量控制单元的输入部相连，所述链接是有线的或无线的。
3.根据权利要求1至2中的一项所述的支撑件，具有高度大于或等于联接至所述传感器的连接装置的高度的侧壁。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的支撑件，具有至少局部地覆盖窗口组件的侧向外周的侧壁。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的支撑件，包括支撑板，所述传感器固定至所述支撑板，所述板通过与金属外壳下的变电站的至少一个导电连接部而与接地部电接触，所述至少一个导电连接部比如是用于将所述窗口固定至所述变电站的金属元件。
6.根据权利要求1至4中的一项所述的支撑件，包括至少一个弹簧定位保持模块，所述至少一个弹簧定位保持模块放置于所述支撑件的内侧壁上以搁置在所述窗口的周向部上。
7.根据权利要求6所述的支撑件，其中，所述周向部包括槽口，所述弹簧模块能够手动地紧固在所述槽口中和从所述槽口拆卸。
8.根据权利要求6所述的支撑件，其中，所述传感器包括平的天线，所述平的天线放置于所述支撑件的下部部分上并且能够靠在所述窗口的所述外表面上，从而设置围绕所述天线的空隙，所述空隙在所述天线A与用于固定窗口的装置F之间形成了侧向间隙。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的支撑件，包括设置在所述支撑件或所述传感器C上的射频识别装置RFID。
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