CN110412432A - 一种gis局部放电uhf信号向外辐射的同轴引线结构及方法 - Google Patents

一种gis局部放电uhf信号向外辐射的同轴引线结构及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种GIS局部放电UHF信号向外辐射的同轴引线结构及方法。所述结构包括GIS腔体、设于GIS腔体上的圆形洞口、设于圆形洞口处并封堵圆形洞口的介质圆柱体、伸入并固定于介质圆柱体的细圆柱形金属引线、与细圆柱形金属引线连接的接地引线。本发明将使得同轴引线结构外侧获得较强的信号，在此位置检测局部放电UHF信号，将比内置式、盆式绝缘子外置式检测方法的检测灵敏度提高1倍。

Description

一种GIS局部放电UHF信号向外辐射的同轴引线结构及方法
技术领域
本发明属于高电压技术领域，特别涉及一种GIS局部放电UHF信号向外辐射的同轴引线结构及方法。
背景技术
GIS是电力系统里的关键设备，一旦发生绝缘故障将导致大面积停电。由此将可能给国民经济造成巨大的损失，也会引起社会动荡。为了避免GIS绝缘故障，需要及时检测和维修绝缘缺陷。局部放电UHF检测技术是一种行之有效的方法。UHF信号是一种电磁波，目前通过内置式传感器、外置式传感器等实现局部放电检测。内置传感器存在普适性差、且无法停电维护等问题；外置式传感器往往受到金属环的影响，检测灵敏度极低。为此，寻找合理的检测窗口是GIS局部放电检测的关键所在。
发明内容
本发明的目的在于提供一种GIS局部放电UHF信号向外辐射的同轴引线结构及方法，提高了检测灵敏度。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种GIS局部放电UHF信号向外辐射的同轴引线结构，包括GIS腔体、设于GIS腔体上的圆形洞口、设于圆形洞口处并封堵圆形洞口的介质圆柱体、伸入并固定于介质圆柱体的细圆柱形金属引线、与细圆柱形金属引线连接的接地引线。
在本发明一实施例中，所述接地引线的一端通过地电位螺丝连接GIS腔体的外壳从而接地，接地引线的另一端通过两个螺设于细圆柱形金属引线的接地螺母与细圆柱形金属引线固定连接。
在本发明一实施例中，所述地电位螺丝通过开设于GIS腔体的外壳的地电位螺纹孔固定于GIS腔体的外壳上。
在本发明一实施例中，所述两个接地螺母将接地引线的另一端夹紧固定于细圆柱形金属引线上。
在本发明一实施例中，细圆柱形金属引线的半径用a表示，圆形洞口的半径用b表示，介质圆柱体的介电常数用εr表示，上限截止频率不低于2GHz，则a、b、εr满足下式：
其中，c为电磁波在真空中的传播速度，3×108米/秒。
在本发明一实施例中，细圆柱形金属引线的长度不大于上限介质频率的四分之一波长，即满足下式：
其中，c为电磁波在真空中的传播速度，3×108米/秒，fc为上限截止频率。
在本发明一实施例中，所述细圆柱形金属引线伸入介质圆柱体的部分与GIS腔体内壁齐平，不探入GIS腔体内。
本发明还提供了一种基于上述所述结构的GIS局部放电UHF信号向外辐射的方法，首先，设置的同轴引线结构，向圆形洞口外辐射GIS腔体内部局部放电产生的UHF电磁波信号；而后，利用细圆柱形金属引线的电流振荡作用，进一步增强向外辐射的UHF电磁波信号；最后，在同轴引线结构旁边设置UHF检测传感器和仪器检测UHF信号。
在本发明一实施例中，细圆柱形金属引线的半径用a表示，圆形洞口的半径用b表示，介质圆柱体的介电常数用εr表示，上限截止频率不低于2GHz，则a、b、εr满足下式：
其中，c为电磁波在真空中的传播速度，3×108米/秒。
在本发明一实施例中，细圆柱形金属引线的长度不大于上限介质频率的四分之一波长，即满足下式：
其中，c为电磁波在真空中的传播速度，3×108米/秒，fc为上限截止频率。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明将使得同轴引线结构外侧获得较强的信号，在此位置检测局部放电UHF信号，将比内置式、盆式绝缘子外置式检测方法的检测灵敏度提高1倍。
附图说明
图1为本发明GIS局部放电UHF信号向外辐射的同轴引线结构。
图2为本发明GIS局部放电UHF信号向外辐射的方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
如图1所示，本发明提供了一种GIS局部放电UHF信号向外辐射的同轴引线结构，包括GIS腔体1、设于GIS腔体上的圆形洞口2、设于圆形洞口处并封堵圆形洞口的介质圆柱体3、伸入并固定于介质圆柱体的细圆柱形金属引线4、与细圆柱形金属引线连接的接地引线5。所述接地引线的一端通过地电位螺丝7连接GIS腔体的外壳从而接地，接地引线的另一端通过两个螺设于细圆柱形金属引线的接地螺母8、9与细圆柱形金属引线固定连接。所述地电位螺丝通过开设于GIS腔体的外壳的地电位螺纹孔6固定于GIS腔体的外壳上。所述两个接地螺母将接地引线的另一端夹紧固定于细圆柱形金属引线上。所述细圆柱形金属引线伸入介质圆柱体的部分与GIS腔体内壁齐平，不探入GIS腔体内。
细圆柱形金属引线的半径用a表示，圆形洞口的半径用b表示，介质圆柱体的介电常数用εr表示，上限截止频率不低于2GHz，则a、b、εr满足下式：
其中，c为电磁波在真空中的传播速度，3×108米/秒。
细圆柱形金属引线的长度不大于上限介质频率的四分之一波长，即满足下式：
其中，c为电磁波在真空中的传播速度，3×108米/秒，fc为上限截止频率。
如图2所示，本发明还提供了一种基于上述所述结构的GIS局部放电UHF信号向外辐射的方法，首先，设置的同轴引线结构，向圆形洞口外辐射GIS腔体内部局部放电产生的UHF电磁波信号；而后，利用细圆柱形金属引线的电流振荡作用，进一步增强向外辐射的UHF电磁波信号；最后，在同轴引线结构旁边设置UHF检测传感器和仪器检测UHF信号。
以下为本发明的具体实现过程。
在GIS避雷器外壳上设置局部放电UHF信号向外辐射的同轴引线结构，具体的在避雷器底座上开孔，安装环氧树脂圆柱，在圆柱内安装同轴引线。GIS外壳空洞的内壁的厚度为20mm，内表面半径为3mm，环氧树脂圆柱内部设置的圆柱型金属引线的直径为5mm。将金属引线接地。这时在外面检测信号比内部信号的灵敏度高1倍。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种GIS局部放电UHF信号向外辐射的同轴引线结构，其特征在于，包括GIS腔体、设于GIS腔体上的圆形洞口、设于圆形洞口处并封堵圆形洞口的介质圆柱体、伸入并固定于介质圆柱体的细圆柱形金属引线、与细圆柱形金属引线连接的接地引线。
2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述接地引线的一端通过地电位螺丝连接GIS腔体的外壳从而接地，接地引线的另一端通过两个螺设于细圆柱形金属引线的接地螺母与细圆柱形金属引线固定连接。
3.根据权利要求2所述的结构，其特征在于，所述地电位螺丝通过开设于GIS腔体的外壳的地电位螺纹孔固定于GIS腔体的外壳上。
4.根据权利要求2所述的结构，其特征在于，所述两个接地螺母将接地引线的另一端夹紧固定于细圆柱形金属引线上。
5.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，细圆柱形金属引线的半径用a表示，圆形洞口的半径用b表示，介质圆柱体的介电常数用εr表示，上限截止频率不低于2GHz，则a、b、εr满足下式：
其中，c为电磁波在真空中的传播速度，3×108米/秒。
6.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，细圆柱形金属引线的长不大于上限介质频率的四分之一波长，即满足下式：
其中，c为电磁波在真空中的传播速度，3×108米/秒，fc为上限截止频率。
7.根据权利要求1所述的一种GIS局部放电UHF信号向外辐射的同轴引线结构，其特征在于，所述细圆柱形金属引线伸入介质圆柱体的部分与GIS腔体内壁齐平，不探入GIS腔体内。
8.一种基于权利要求1-7任一所述结构的GIS局部放电UHF信号向外辐射的方法，其特征在于，首先，设置的同轴引线结构，向圆形洞口外辐射GIS腔体内部局部放电产生的UHF电磁波信号；而后，利用细圆柱形金属引线的电流振荡作用，进一步增强向外辐射的UHF电磁波信号；最后，在同轴引线结构旁边设置UHF检测传感器和仪器检测UHF信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，细圆柱形金属引线的半径用a表示，圆形洞口的半径用b表示，介质圆柱体的介电常数用εr表示，上限截止频率不低于2GHz，则a、b、εr满足下式：
其中，c为电磁波在真空中的传播速度，3×108米/秒。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，细圆柱形金属引线的长度不大于上限介质频率的四分之一波长，即满足下式：
其中，c为电磁波在真空中的传播速度，3×108米/秒，fc为上限截止频率。
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