CN104614645B - Gis及其一体化接地型特高频局放传感器的优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了GIS及其一体化接地型特高频局放传感器的优化方法，气体绝缘变电站GIS包括：一体化接地型特高频局放传感器位于GIS内部，一体化接地型特高频局放传感器的金属耦合电极与GIS的壳体相连，以使金属耦合电极直接与外壳地连接。通过本发明解决了现有技术中对如何实现传感器金属耦合电极的过电压接地保护设计还未提出有效的解决方案的问题，实现了金属性直接接地，接地阻抗为零，在不影响局放检测灵敏度的前提下达到了接地可靠的效果。
Description
技术领域
本发明涉及电力领域，具体而言，涉及GIS及其内部一体化接地型特高频局放传感器的优化方法。
背景技术
一体化接地型特高频局放传感器的耦合电极为金属材料，安装在环氧材料内部后直接伸到气体绝缘变电站(Gas Insulated Substation，简称为GIS)内部气室当中，若该耦合电极悬浮或接地阻抗较大，则根据电容分压器原理，在传感器的金属耦合电极上会分得几十伏甚至上千伏的工频电压。而且是雷击过电压及操作过电压情况下，此处的过电压水平会更高。因此，必须考虑传感器金属耦合电极的过电压接地保护设计。
目前应用的国外研制的传感器有的采用外接保护端子的方法，该方法在信号馈出接口接一个T型接头，一端接保护装置，一端为信号馈出接口。然而该方法缺点是当外接保护端子因故拆卸时便失去保护，而且结构复杂。国外采用的另外一种保护方法为通过小电阻或小空芯电感接地，阻值一般为几欧姆至十几欧姆，该方法的接地阻抗仍然较高，在过电压情况下仍然存在危险。
针对相关技术中如何实现传感器金属耦合电极的过电压接地保护设计的问题，在相关技术中还没有提出有效的解决方案。
发明内容
本发明提供了一种气体绝缘变电站GIS及其内部一体化接地型特高频局放传感器的优化方法，以至少解决现有技术对如何实现传感器金属耦合电极的过电压接地保护设计还未提出有效的解决方案的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种气体绝缘变电站GIS，包括：一体化接地型特高频局放传感器，位于GIS内部，所述一体化接地型特高频局放传感器的金属耦合电极与所述GIS的壳体相连，以使所述金属耦合电极直接与外壳地连接。
优选地，所述一体化接地型特高频局放传感器的制作材料与所述GIS的制作材料相同。
优选地，所述一体化接地型特高频局放传感器的金属部分采用铝或者铜，绝缘部分采用环氧树脂浇注。
优选地，所述一体化接地型特高频局放传感器通过以下方式设置在所述GIS内部：将所述金属耦合电极浇铸在所述GIS的内部，形成一个环氧饼；在所述环氧饼上设置有通孔；利用螺栓通过所述通孔将所述一体化接地型特高频局放传感器安装在与所述通孔对应的手孔所在金属法兰盘上，通过多个穿钉螺栓使所述金属耦合电极与所述金属法兰盘相连。
优选地，所述环氧饼的中心部位设置有信号馈线端口。
优选地，在所述环氧饼与所述金属法兰盘之间安装有金属支撑部件。
优选地，在所述金属耦合电极的馈线与所述GIS的外壳之间设置有空芯电感。
优选地，所述一体化接地型特高频局放传感器的信号下限截止频率为300MHz，上限截止频率为1500MHz。
根据本发明的另一方面，还提供了一种一体化接地型特高频局放传感器的优化方法，包括：在气体绝缘变电站GIS内部，将所述一体化接地型特高频局放传感器的金属耦合电极与所述GIS的壳体相连，以使所述金属耦合电极直接与外壳地连接。
通过本发明，气体绝缘变电站GIS包括：一体化接地型特高频局放传感器位于GIS内部，一体化接地型特高频局放传感器的金属耦合电极与GIS的壳体相连，以使所述金属耦合电极直接与外壳地连接。通过本发明解决了现有技术中对如何实现传感器金属耦合电极的过电压接地保护设计还未提出有效的解决方案的问题，实现了金属性直接接地，接地阻抗为零，在不影响局放检测灵敏度的前提下达到了接地可靠的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的气体绝缘变电站GIS的示意图；
图2是根据本发明实施例的金属耦合电极通过固定螺栓直接接地的示意图；
图3是根据本发明优选实施例的一体化接地型特高频传感器三维示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实施例中提供了一种气体绝缘变电站GIS，图1是根据本发明实施例的气体绝缘变电站GIS的示意图，如图1所示，气体绝缘变电站GIS，包括：一体化接地型特高频局放传感器，位于GIS内部，一体化接地型特高频局放传感器的金属耦合电极与GIS的壳体相连，以使金属耦合电极直接与外壳地连接。
通过该气体绝缘变电站GIS，采用金属耦合电极通过与GIS的壳体直接相连，实现直接接地的目的，解决了现有技术中对如何实现传感器金属耦合电极的过电压接地保护设计还未提出有效的解决方案的问题，实现了金属性直接接地，接地阻抗为零，达到了接地可靠的效果。
在一个优选实施例中，一体化接地型特高频局放传感器的制作材料与GIS的制作材料相同，以保证了一体化接地型特高频局放传感器与GIS使用寿命的一致性，便于维护。一体化接地型特高频局放传感器的金属部分采用铝或者铜，绝缘材料采用环氧树脂浇注。
实现上述气体绝缘变电站GIS必然涉及到首先将一体化接地型特高频局放传感器安装在GIS内部，需要说明的是，可以通过多种方式将一体化接地型特高频局放传感器安装在GIS内部，下面对此进行举例说明，将金属耦合电极浇铸在GIS的内部，形成一个环氧饼；在环氧饼上设计有通孔，通孔的位置采用均匀布置方式；利用螺栓通过该通孔将一体化接地型特高频局放传感器安装在GIS手孔所在金属法兰盘上。通过多个(例如4个)穿钉螺栓使一体化接地型特高频局放传感器耦合电极与金属法兰盘直接相连上述将一体化接地型特高频局放传感器安装在GIS内部的安装方式可以根据需要灵活进行选择。
在另一个优选实施例中，环氧饼的中心部位设置有信号馈线端口，信号馈线端口通过螺栓与环氧饼连接。
在另一个优选实施例中，在环氧饼与金属法兰盘之间安装有金属支撑部件。
在另一个优选实施例中，在金属耦合电极的馈线与GIS的外壳之间设置有空芯电感，同时，该空心电感要保证足够的绕组线径。
在另一个优选实施例中，一体化接地型特高频局放传感器的信号下限截止频率为300MHz，上限截止频率为1500MHz。
在本实施例中还提供了一种一体化接地型特高频局放传感器的优化方法，包括在气体绝缘变电站GIS内部，将一体化接地型特高频局放传感器的金属耦合电极与GIS的壳体直接相连，以使金属耦合电极直接接外壳地。
针对相关技术中所存在的上述问题，结合上述实施例，在本优选实施例中，提供了一种金属耦合电极借用固定四只螺栓直接接地的方式。图2是根据本发明实施例的金属耦合电极通过固定螺栓直接接地的示意图，如图2所示，采用金属耦合电极借用固定四只螺栓直接接地的方式，使其实现四点金属性直接接地，接地阻抗为零，从而实现了接地可靠的目的。
下面以特高频传感器为例，结合附图对一体化接地型特高频传感器的设计进行详细说明。
该传感器将金属耦合电极浇铸在与GIS盆式绝缘子材料相同的环氧绝缘体内部，形成一个环氧饼，图3是根据本发明优选实施例的一体化接地型特高频传感器三维示意图，如图3所示，该环氧饼上设计4个固定穿钉的通孔，中心设计有1个用螺丝连接的信号馈出端口，通过四只固定螺栓将环氧饼固定在GIS手孔的金属法兰盘上。这种结构形式的传感器最小可仅采用一道密封设计，大大减少了SF6气体密封不良的概率。当手孔较深时，需在环氧饼与金属法兰盘之间加装金属支撑部件，以使传感器靠近GIS腔体内部，提高传感器的灵敏度，此时最多仅需要两道密封设计。
在本实施例中还提供了传感器的实物制作方案，下面对其进行详细说明。
根据上述设计，共制作了3只一体化接地型特高频传感器样机，分别设计安装于126kV GIS试验专用仓体上。其中2只安装在外径180mm，深度130mm的手孔处，另外一只安装在外径450mm，深度为55mm的开孔处。
综上所述，通过本发明采用金属耦合电极借用固定四只螺栓直接接地的方式，使接地阻抗为零，从而实现了接地可靠的目的，同时对低频阻带0-500MHz内的干扰信号起到了明显的抑制作用。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的在线监测装置来实现，它们可以用于单个的便携式检测装置上，或者分布在多个监测装置所组成的系统上，可选地，它们可以用用于不同的电力设备在线监测或带电检测系统或装置。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种气体绝缘变电站GIS，其特征在于，包括：
一体化接地型特高频局放传感器，位于GIS内部，所述一体化接地型特高频局放传感器的金属耦合电极与所述GIS的壳体相连，以使所述金属耦合电极直接与外壳地连接；
其中，所述一体化接地型特高频局放传感器通过以下方式设置在所述GIS内部：
将所述金属耦合电极浇铸在所述GIS的内部，形成一个环氧饼；
在所述环氧饼上设置有通孔；
利用螺栓通过所述通孔将所述一体化接地型特高频局放传感器安装在与所述通孔对应的手孔所在金属法兰盘上，通过多个穿钉螺栓使所述金属耦合电极与所述金属法兰盘相连；
其中，在所述金属耦合电极的馈线与所述GIS的外壳之间设置有空芯电感。
2.根据权利要求1所述的GIS，其特征在于，包括：
所述一体化接地型特高频局放传感器的制作材料与所述GIS的制作材料相同。
3.根据权利要求2所述的GIS，其特征在于，包括：
所述一体化接地型特高频局放传感器的金属部分采用铝或者铜，绝缘部分采用环氧树脂浇注。
4.根据权利要求1所述的GIS，其特征在于，包括：
所述环氧饼的中心部位设置有信号馈线端口。
5.根据权利要求1所述的GIS，其特征在于，包括：
在所述环氧饼与所述金属法兰盘之间安装有金属支撑部件。
6.根据权利要求1所述的GIS，其特征在于，包括：
所述一体化接地型特高频局放传感器的信号下限截止频率为300MHz，上限截止频率为1500MHz。
7.一种一体化接地型特高频局放传感器的优化方法，其特征在于，包括：
在气体绝缘变电站GIS内部，将所述一体化接地型特高频局放传感器的金属耦合电极与所述GIS的壳体相连，以使所述金属耦合电极直接与外壳地连接；
其中，所述一体化接地型特高频局放传感器通过以下方式设置在所述GIS内部：
将所述金属耦合电极浇铸在所述GIS的内部，形成一个环氧饼；
在所述环氧饼上设置有通孔；
利用螺栓通过所述通孔将所述一体化接地型特高频局放传感器安装在与所述通孔对应的手孔所在金属法兰盘上，通过多个穿钉螺栓使所述金属耦合电极与所述金属法兰盘相连；
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