CN105334483B - 一种组合电器内置特高频局放传感器灵敏度检验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力设备技术领域，尤其涉及一种组合电器内置特高频局放传感器灵敏度检验装置，具体是适用于72.5kV及以上电压等级组合电器（GIS、HGIS）内置特高频局部放电传感器灵敏度的检验装置。它由高压套管通过法兰连接在GIS外壳的一端，GIS外壳另端连接端盖；GIS外壳内设有导体，导体内设有放电源；GIS外壳内设有盆式绝缘子，GIS外壳上连接特高频传感器；GIS外壳上任意设置多个气室。本发明即可实现试验室检测，也可在现场检测，可对特高频传感器的灵敏度等特性进行校验，可研究特高频信号在直线型同轴波导、L型同轴波导及T型同轴波导中的传播特性。结构简洁合理，易操作，效果显著，具有极高推广应用价值。
Description
技术领域
本发明属于电力设备技术领域，尤其涉及一种组合电器内置特高频局放传感器灵敏度检验装置，具体是一种适用于72.5kV及以上电压等级组合电器（GIS、HGIS）内置特高频局部放电传感器灵敏度的检验装置。
技术背景
气体封闭式组合电器（以下称GIS、HGIS）在生产、安装或者运行阶段有可能在其内部形成绝缘缺陷，如导体上有尖刺、盆式绝缘子上有灰尘或者金属碎屑、气室内有自由颗粒等。这些隐患在初期会形成局部放电，局部放电不仅对元件造成损害，还会发展成绝缘闪络事故，给电力系统可靠供电带来极大影响。
目前，检测局部放电的方法很多，如脉冲电流法、超声波检测法、特高频检测法等。它们都有各自的优缺点，但特高频由于其频率范围高，在300-3000MHz之间，具有抗干扰能力强，灵敏度高等特点，且该方法为非破坏性试验，对设备和人身安全都没有影响。特高频局放检测既可以实现在线监测，又可以离线检测，但离线检测时需要特定的试验条件，即盆式绝缘子要有可供检测的浇注孔。因此，特高频局放检测法多适用于内置传感器来实现对设备的实时监测。
特高频传感器检测灵敏度及抗干扰能力决定着该方法在实际运行中的应用效果，如果传感器的各项指标满足要求，则可检测出微小的局放，否则不能发挥其应有的作用。因此，检测特高频局放传感器的灵敏度，对其特性进行评估，杜绝劣质传感器鱼目混珠具有重要意义。目前对特高频传感器灵敏度的检测方法还没有统一的看法。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种组合电器内置特高频局放传感器灵敏度检验装置。其目的是提供一种方法简单易懂，操作方便，能够真实反映特高频传感器的工作环境，既可以检测直线型GIS（HGIS）结构下的灵敏度，又可以检测在L型、T型结构GIS（HGIS）的灵敏度的检验装置。
本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：
一种组合电器内置特高频局放传感器灵敏度检验装置，是由高压套管通过法兰连接在GIS外壳的一端，GIS外壳的另一端连接有端盖；GIS外壳内设有导体，导体内设有放电源；GIS外壳内设置有盆式绝缘子，GIS外壳上还连接有特高频传感器；GIS外壳上任意设置连接多个气室。
所述的特高频传感器包括：第一特高频传感器，第二特高频传感器，第三特高频传感器，第四特高频传感器，第五特高频传感器，第六特高频传感器及第七特高频传感器；每部分传感器之间都通过盆式绝缘子进行隔离。
所述的GIS外壳上设置有放电点，放电点连接在绝缘杆内侧，绝缘杆上连接屏蔽罩，在绝缘杆外侧连接圆把柄；导体与放电点对应的位置开设有螺孔。
所述的放电源设有多种，包括尖端放电、悬浮放电及颗粒放电等。
所述的放电源的端部为螺纹式。
所述的圆把柄反方向旋转后，绝缘杆即可推出，绝缘杆旋回后完全隐蔽在屏蔽罩内。
所述的检验装置分成直线线型筒、L型筒及T型筒三大部分结构，每部分结构中都有装设特高频传感器的手孔一个，每部分都用盆式绝缘子进行隔离。
所述的盆式绝缘子包括通气盆及不通气盆。
一种组合电器内置特高频局放传感器灵敏度检验方法，包括如下步骤：
（a）在GIS 设备上安装个内置式特高频传感器：第一特高频传感器，第二特高频传感器，第三特高频传感器，第四特高频传感器，第五特高频传感器，第六特高频传感器，第七特高频传感器；
(b)在第一特高频传感器1的GIS壳体内部设置某种局部放电源，使其在外施电压的作用下产生5pC的局部放电量，此时采用第二特高频传感器和特高频检测设备测量此局放发射出的特高频电磁波信号，并记录信号幅值F1；
（c）取消第（a）步中GIS 设备上的局部放电源，将脉冲发生器与第一特高频传感器连接，通过第一特高频传感器向GIS内部发射特高频电磁波信号，在第二特高频传感器位置用示波器测量，并观察信号幅值F2；脉冲发生器的输出电压幅值连续可调，通过调整脉冲发生器输出电压可以改变其向GIS内部发射的特高频电磁波强度；一边调节脉冲发生器一边观察第二特高频传感器处特高频信号检测仪上的幅值F2，当F1=F2时，可认为此时脉冲发生器的幅值是产生5pC局部放电量的信号幅值，记录下此时脉冲发生器输出电压的幅值F0；
（d）以F0为基准，当脉冲发生器的输出电压≥F0时可产生大于等于5pC的放电量，反之为＜5pC的放电量；利用多通道，将其它的传感器：第三特高频传感器、第四特高频传感器及第五特高频传感器接入示波器，可观察在F0的作用下，信号传播到各个传感器时的衰减程度和频谱成份的变化；当连续增大或者减小脉冲发生器的幅值时，观察在此情况下特高频电磁波通过直线结构、L型结构、T型结构时信号的衰减程度和频谱成份的变化；
（e）改变局部放放电源，重复上述过程，可研究不同放电类型下，特高频局放信号通过直线结构、L型结构、T型结构时信号的衰减程度和频谱成份的变化；
（f）利用上述方法还可用作现场特高频传感器的检测。
本发明的优点及有益效果是：
真实反映特高频传感器在GIS（HGIS）中的应用效果，本装置也可作为研究使用，即可检测特高频传感器的各项性能，有能研究特高频传感器在GIS（HGIS）中的布置方案和原则；本发明装置即可实现试验室检测，也可在现场进行检测。可对特高频传感器的灵敏度等特性进行校验，可研究特高频信号在直线型同轴波导、L型同轴波导、T型同轴波导中的传播特性。本发明具有结构简洁合理，现场易于操作、易于实现、效果显著的特点，具有极高的推广应用价值。
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1是本发明检验系统的原理接线图；
图2 是本发明中放电源原理图。
图中：第一特高频传感器1，端盖2，盆式绝缘子3，GIS外壳4，放电源5，法兰6，高压套管7，导体8，内螺旋孔9，放电点10，绝缘杆11，脉冲发生器12，示波器13，圆把柄14，第二特高频传感器15，第三特高频传感器16，第四特高频传感器17，第五特高频传感器18，第六特高频传感器19，第七特高频传感器20。
具体实施方式
本发明是一种GIS（HGIS）内置特高频局放传感器灵敏度检验装置。如图1所示，本试验装置主要由第一特高频传感器1、第二特高频传感器15、第三特高频传感器16、第四特高频传感器17、第五特高频传感器18、第六特高频传感器19、第七特高频传感器20，端盖2，盆式绝缘子3，GIS外壳4，放电源5，法兰6，高压套管7组成。
所述的特高频传感器包括：第一特高频传感器1，第二特高频传感器15，第三特高频传感器16，第四特高频传感器17，第五特高频传感器18，第六特高频传感器19，第七特高频传感器20。每部分传感器之间都通过盆式绝缘子3进行隔离。
如图2所示，所述的放电源5由导体8、内螺旋孔9、放电点10、绝缘杆11、圆把柄14组成。其中，电源5设在导体8中，导体8设在在GIS外壳4内。在GIS外壳4上设置有放电点10，放电点10连接在绝缘杆11内侧，绝缘杆11上连接屏蔽罩，在绝缘杆11外侧连接圆把柄14；导体8与放电点10对应的位置开设有螺孔9。
具体实施时，放电源5可根据实际需要事先设计，放电源5的设置采用特殊设计，绝缘杆11对着导体8的一端为放电源5，放电源5的端部为螺纹型式，导体8与之对应位置开设螺孔9，通过转动圆把柄14，可将放电源5旋入导体8中，反方向旋转后，绝缘杆11即可推出。旋入导体8中的放电源5必须严格设计，除了放电源5以外，其它的部位不能影响电场分布。绝缘杆11旋回后完全隐蔽在屏蔽罩内。
利用本发明装置的连接关系如下：
本系统所用的元件皆为标准件，彼此间互相通用。具体连接关系是：高压套管7通过法兰6连接在GIS外壳4的一端，GIS外壳4的另一端连接有端盖2。GIS外壳4内设有导体8，导体8内设有放电源5；GIS外壳4内设置有盆式绝缘子3，GIS外壳4上还连接有特高频传感器。GIS外壳4上可以任意设置连接多个气室。
利用本发明一种GIS（HGIS）内置特高频局放传感器灵敏度检验装置进行检验的方法步骤及工作原理如下：
（a）在GIS 设备上安装7个内置式特高频传感器：第一特高频传感器1，第二特高频传感器15，第三特高频传感器16，第四特高频传感器17，第五特高频传感器18，第六特高频传感器19，第七特高频传感器20。
（b）在第一特高频传感器1的GIS壳体内部设置某种局部放电源5，使其在外施电压的作用下产生5pC的局部放电量，此时采用第二特高频传感器15和特高频检测设备13测量此局放发射出的特高频电磁波信号，并记录信号幅值F1。
（c）取消第（a）步中的局部放电源5。将脉冲发生器12与第一特高频传感器1连接，通过第一特高频传感器1向GIS内部发射特高频电磁波信号，在第二特高频传感器15位置用示波器13测量，并观察信号幅值F2 。脉冲发生器12的输出电压幅值连续可调。通过调整脉冲发生器12输出电压可以改变其向GIS内部发射的特高频电磁波强度。一边调节脉冲发生器12一边观察第二特高频传感器15处特高频信号检测仪上的幅值F2，当F1=F2时，可认为此时脉冲发生器12的幅值是产生5pC局部放电量的信号幅值，记录下此时脉冲发生器12输出电压的幅值F0。为方便表述，用F1、F2、F0表示幅值的代号。
（d）以F0为基准，当脉冲发生器12的输出电压≥F0时可产生大于等于5pC的放电量，反之为＜5pC的放电量。利用多通道，将其它的传感器：第三特高频传感器16、第四特高频传感器17及第五特高频传感器18接入示波器13，可观察在F0的作用下，信号传播到各个传感器时的衰减程度和频谱成份的变化。当连续增大或者减小脉冲发生器的幅值时，观察在此情况下特高频电磁波通过直线结构、L型结构、T型结构时信号的衰减程度和频谱成份的变化。
（e）改变局部放放电源5，重复上述过程，可研究不同放电类型下，特高频局放信号通过直线结构、L型结构、T型结构时信号的衰减程度和频谱成份的变化。
（f）利用上述方法还可用作现场特高频传感器的检测。
本装置可分成直线线型筒、L型筒、T型筒三大部分结构，每部分结构中都有装设特高频传感器的手孔一个，每部分都用盆式绝缘子进行隔离。本发明装置即可实现试验室检测，也可在现场进行检测。可对特高频传感器的灵敏度等特性进行校验，可研究特高频信号在直线型同轴波导、L型同轴波导、T型同轴波导中的传播特性。
为了制造和安装方便，把局部放电源置于直线型筒的一端，放电源的类型有两种，也可做成多种，如尖端放电、悬浮放电及颗粒放电等。
本装置可根据检测方案的不同进行拆装，如盆式绝缘子可以是通气盆，也可以是不通盆。罐体的结构也可以根据实际需要进行加长，本装置还可以进一步升级为实际间隔结构形式下的GIS，这样可以更加仿真实际的情况，更能反映特高频电磁波在GIS间隔中的传播衰减特性。
Claims (1)
1.一种组合电器内置特高频局放传感器灵敏度检验装置，其特征是：高压套管（7）通过法兰（6）连接在GIS外壳（4）的一端，GIS外壳（4）的另一端连接有端盖（2）；GIS外壳（4）内设有导体（8），导体（8）内设有放电源（5）；GIS外壳（4）内设置有盆式绝缘子（3），GIS外壳（4）上还连接有特高频局放传感器；GIS外壳（4）上任意设置连接多个气室；
所述的特高频局放传感器包括：第一特高频局放传感器（1）、第二特高频局放传感器（15）、第三特高频局放传感器（16）、第四特高频局放传感器（17）、第五特高频局放传感器（18）、第六特高频局放传感器（19）及第七特高频局放传感器（20）；每部分传感器之间都通过盆式绝缘子（3）进行隔离；
所述的GIS外壳（4）上设置有放电点（10），放电点（10）连接在绝缘杆（11）内侧，绝缘杆（11）上连接屏蔽罩，在绝缘杆（11）外侧连接圆把柄（14）；导体（8）与放电点（10）对应的位置开设有螺孔（9）；
所述的放电源（5）设有多种，包括尖端放电、悬浮放电及颗粒放电；
所述的放电源（5）的端部为螺纹式；
所述的圆把柄（14）反方向旋转后，绝缘杆（11）即可推出，绝缘杆（11）旋回后完全隐蔽在屏蔽罩内；
所述的检验装置分成直线线型筒、L型筒及T型筒三大部分结构，每部分结构中都有装设特高频局放传感器的手孔一个，每部分都用盆式绝缘子进行隔离；
所述的盆式绝缘子包括通气盆及不通气盆；
利用所述一种组合电器内置特高频局放传感器灵敏度检验装置进行检验的方法，包括如下步骤：
（a）在GIS 设备上安装7个内置式特高频局放传感器：第一特高频局放传感器（1）、第二特高频局放传感器（15）、第三特高频局放传感器（16）、第四特高频局放传感器（17）、第五特高频局放传感器（18）、第六特高频局放传感器（19）及第七特高频局放传感器（20）；
(b)在第一特高频局放传感器（1）的GIS外壳内部设置某种放电源（5），使其在外施电压的作用下产生5pC的局部放电量，此时采用第二特高频局放传感器（15）和示波器（13）测量此局放发射出的特高频电磁波信号，并记录信号幅值F1；
（c）取消第（a）步中GIS 设备上的放电源（5），将脉冲发生器（12）与第一特高频局放传感器（1）连接，通过第一特高频局放传感器（1）向GIS内部发射特高频电磁波信号，在第二特高频局放传感器（15）位置用示波器（13）测量，并观察信号幅值F2；脉冲发生器（12）的输出电压幅值连续可调，通过调整脉冲发生器（12）输出电压可以改变其向GIS内部发射的特高频电磁波强度；一边调节脉冲发生器（12）一边观察第二特高频局放传感器（15）处示波器上的幅值F2，当F1=F2时，可认为此时脉冲发生器（12）的幅值是产生5pC局部放电量的信号幅值，记录下此时脉冲发生器（12）输出电压的幅值F0；
（d）以F0为基准，当脉冲发生器（12）的输出电压≥F0时可产生大于等于5pC的放电量，反之为＜5pC的放电量；利用多通道，将其它的传感器：第三特高频局放传感器（16）、第四特高频局放传感器（17）及第五特高频局放传感器（18）接入示波器（13），可观察在F0的作用下，信号传播到各个传感器时的衰减程度和频谱成份的变化；当连续增大或者减小脉冲发生器的幅值时，观察在此情况下特高频电磁波通过直线结构、L型结构、T型结构时信号的衰减程度和频谱成份的变化；
（e）改变放电源（5），重复上述过程，可研究不同放电类型下，特高频局放信号通过直线结构、L型结构、T型结构时信号的衰减程度和频谱成份的变化；
（f）利用上述方法还可用作现场特高频局放传感器的检测。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |