CN114509651A - Gis局部放电外置式超声、特高频一体化传感器和检测方法 - Google Patents

Gis局部放电外置式超声、特高频一体化传感器和检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114509651A
CN114509651A CN202210392510.2A CN202210392510A CN114509651A CN 114509651 A CN114509651 A CN 114509651A CN 202210392510 A CN202210392510 A CN 202210392510A CN 114509651 A CN114509651 A CN 114509651A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal
electrode structure
metal electrode
piezoelectric material
basin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210392510.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114509651B (zh
Inventor
张国治
余星雨
张晓星
宋午
鲁昌悦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubei University of Technology
Original Assignee
Hubei University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubei University of Technology filed Critical Hubei University of Technology
Priority to CN202210392510.2A priority Critical patent/CN114509651B/zh
Publication of CN114509651A publication Critical patent/CN114509651A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114509651B publication Critical patent/CN114509651B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1209—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing using acoustic measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1254—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of gas-insulated power appliances or vacuum gaps

Abstract

本发明涉及GIS局部放电外置式超声、特高频一体化传感器和检测方法。包括柔性薄膜式压电材料层，分别敷设在柔性薄膜式压电材料层上表面的金属电极结构一，敷设在柔性压电材料层下表面的金属电极结构二，以及印刷在柔性薄膜式压电材料层上表面且与金属结构一连接的金属馈电组件或穿过柔性薄膜式压电材料层与上表面金属结构一连接的金属馈电组件。本发明能够根据信号线输出的超声波信号与特高频信号到达时间的不同或者二者对应频率的不同进行区别分析，做到准确定位局放位置。

Description

GIS局部放电外置式超声、特高频一体化传感器和检测方法
技术领域
本发明属于局部放电检测系统领域，可用于GIS局部放电绝缘缺陷超声、特高频检测，特别涉及GIS局部放电外置式超声、特高频一体化传感器和检测方法。
背景技术
气体绝缘组合电器(GIS Insulated Switchgear，简称GIS) 结构复杂、制造要求高，是电力系统中的关键设备。近年来我国电网中GIS放电故障多发，长期的放电故障将导致GIS绝缘系统劣化并可能发展成击穿放电，导致GIS设备发生结构性损坏，后续检修工作繁杂，检修时间长，部分GIS放电故障甚至导致了局部电网瘫痪，造成了电网的大面积停电。
局部放电是反映GIS绝缘性能的重要参数，它是GIS绝缘劣化的征兆和表现形式，又是绝缘进一步劣化的原因。因此，检测GIS局部放电是GIS状态监测的重要内容，在局部放电发生发展成击穿放电前期对存在缺陷的GIS设备及时做出停电和检修安排，可以有效避免GIS设备的损坏，保护电网安全稳定运行。
局部放电是绝缘仅部分击穿的放电现象，在局部放电发生时产生一系列的光、声、电气和机械的振动等物理现象和化学变化，为监测GIS设备内部绝缘状态提供检测信号。根据检测原理和手段的不同，常用的局部放电检测方法有超高频法、超声波法及高频电流耦合法等。而目前国内使用较多的是超声波检测法和特高频检测法。
超声波法(AE，又称声发射法)通过安装在外壳上的超声波探头检测GIS设备产生局部放电时所伴随产生的超声波信号。它与GIS设备的电气回路无任何联系，不受电气方面的干扰，具有较强的抗电磁干扰能力。
特高频（UHF）法是一种利用天线传感器检测局部放电产生的高频电磁波信号，检测的电磁波频带主要在300M-3GHz。由于变电站电力现场的干扰电磁脉冲能量主要集中在200MHz以下，所以UHF法具有较强的抗电磁干扰能力。目前新出厂的220kV及以上电压等级GIS均安装有UHF监测系统或者留有UHF监测接口。
目前，国内外普遍利用外置超声波传感器和内置特高频传感器进行声电联合检测来实现GIS设备的局部放电定位处理。GIS内置特高频传感器虽然具有较高的传感效率，但需在GIS制造时完成，无法用于大量已经投运的GIS设备。为克服已投运GIS内置UHF检测方法的局限性，形成了外置传感器的检测方法。但常规的检测方法无法检测GIS内部局部放电的UHF信号，于是检测从盆式绝缘子浇注孔处辐射出来的UHF 信号便成为实现 GIS 局部放电UHF 检测的唯一方法。GIS外置超声传感器随着近几年科技的发展，压电元件的带载特性提高，超声传感器的灵敏度增强，超声检测法的应用也变得广泛起来。在对GIS设备进行局放检测时，将超声传感器放置到GIS外壳表面，由于GIS外壳具有很好的超声传播特性，这种方法也非常适于GIS设备局部放电的在线检测。
因此，在现有的超声波法与特高频法的基础上，本发明所设计的气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感装置，可将上述两种方法融合在一起，构成一个一体化传感器装置，既能够有效实现超声波信号和高频电磁波信号的同时输出与检测，也可以结合超声波法和特高频法的优点，有效解决目前国内分开安置超声传感器和特高频天线传感器所出现的不能同时输出两个信号，不能精准定位局放位置等问题。本发明使用柔性压电材料，外置时可以更好的贴合GIS柱形外壳，压电材料上敷设金属电极，通过设计不同形状的金属电极结构以及将不同形状的金属电极结构合理放置到GIS设备相应位置，能够有效感应超声波信号和高频电磁波信号，且可以根据现场GIS设备半径大小调节传感器装置上下侧环绳的长短或者使用配套磁石绳带横向固定在GIS盆式绝缘子外部金属环上，有利于检测人员随时安装、调整、拆卸传感器，扩大了对不同类型GIS设备的使用范围，提高了GIS设备局部放电绝缘缺陷现场检测的有效性、灵活性和便捷性，降低了检测维修成本。该传感器装置可完全独立于GIS设备，且不需要打开任何零部件，可广泛适用于已投入运行的GIS局部放电信号的检测。
发明内容
本发明为要解决的技术问题提供一种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感技术。该装置外置于GIS外壳表面，可同时检测局部放电所产生的超声波信号与特高频信号，选择柔性薄膜式压电材料作为介质基底板，在介质基底板上敷设频率能够同时感应超声波信号和电磁波信号的金属电极结构，金属电极结构和压电材料构成压电式超声波传感器，金属电极结构和压电材料基底构成特高频天线传感器，金属电极结构的输出端通过金属馈电组件连接信号，可同时输出超声波信号和特高频电磁波信号。该装置上的金属电极结构一部分形状应与GIS盆式绝缘子上浇注孔形状相对应，主要感应特高频信号；另一部分形状与GIS盆式绝缘子外部金属环宽窄对应，主要感受超声波信号，两部分中间以金属电极相连。在利用该传感器进行GIS设备局部放电绝缘缺陷检测时，将该传感器置于GIS设备外壳表面，利用该传感器上的可调环绳纵向环绕盆式绝缘子固定或利用配套磁石绳带横向吸附在盆式绝缘子外部金属环上固定，使上表面电极感受特高频信号部分对准盆式绝缘子浇注孔，感受超声波部分贴在盆式绝缘子外部金属环上，当GIS设备内部存在局部放电绝缘缺陷时，本专利设计的PD外置式超声、特高频一体化传感器同时输出超声波信号和高频电磁波信号，可根据超声波信号和电磁波信号到达时间的不同或者二者对应频率的不同，区分超声波信号和电磁波信号。
针对背景技术存在的问题，本发明采用如下技术方案：
一种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感器，其特征在于，包括柔性薄膜式压电材料层，分别敷设在柔性薄膜式压电材料层上表面的金属电极结构一，敷设在柔性压电材料层下表面的金属电极结构二，以及印刷在柔性薄膜式压电材料层上表面且与金属结构一连接的金属馈电组件或穿过柔性薄膜式压电材料层与上表面金属结构一连接的金属馈电组件。
一种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感器，其特征在于，包括柔性薄膜式压电材料层，敷设在柔性薄膜式压电材料层一面的金属电极结构一、二，以及穿过柔性薄膜式压电材料层与金属电极结构一相连的金属馈电组件。
在上述的一种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感器，所述柔性薄膜式压电材料层为PVDF薄膜层，PVDF薄膜层为双层，金属电极结构一为铜制电极；铜制电极一部分为圆形电极，另一部分为插指电极，中间以金属铜相连。金属电极结构二为铜制电极，满敷设在柔性薄膜式压电材料层下表面。馈电组件为金属馈电带线，设置在双层PVDF薄膜中间夹层，通过近耦合给金属电极结构一馈电。金属馈电带线外接信号输出线，金属电极结构二与信号输出线外导体相连，信号输出线可同时输出超声波信号与高频电磁脉冲信号。
在上述的一种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感器，所述柔性薄膜式压电材料层为PVDF薄膜层，PVDF薄膜层为单层，金属电极结构一为铜制电极；铜制电极一部分为圆形电极，另一部分为插指电极，中间以金属铜相连。金属电极结构二为铜制电极，满敷设在柔性薄膜式压电材料层下表面。馈电组件采用金属馈电探针，穿过PVDF薄膜层与上表面金属电极结构一相连。金属馈电探针外接信号输出线，金属电极结构二与信号输出线外导体相连，信号输出线可同时输出超声波信号与高频电磁脉冲信号。
在上述的一种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感器，所述柔性薄膜式压电材料层为PVDF薄膜层，PVDF薄膜层为单层，金属电极结构一、二均为铜制电极。金属电极结构一形状应与GIS盆式绝缘子上浇注孔形状相对应，金属电极结构二应与GIS盆式绝缘子外部金属环宽窄对应，具体形状为便于感受超声波信号。馈电组件采用馈电探针，金属电极结构一下端中点处通过馈电探针与信号线输出线相连，金属电极结构二上端中点处与信号输出线外导体相连，信号输出线可同时输出超声波信号与高频电磁脉冲信号。
在上述的一种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感器，包括一个长短可调环绳，设置在柔性薄膜式压电材料层上，通过长短可调环绳纵向环绕盆式绝缘子将该传感装置固定在GIS设备外壳。
在上述的一种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感器，还包括一个长短可调磁石绳带，设置在柔性薄膜式压电材料层两侧，通过长短可调绳带横向环绕并吸附在盆式绝缘子上，将该传感装置固定在GIS设备外壳。
PVDF薄膜介电常数
Figure DEST_PATH_IMAGE001
为6，损耗正切角
Figure 359112DEST_PATH_IMAGE002
为0.04。
一种采用气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感器进行GIS局部放电检测的方法，其特征在于，
在进行GIS设备局部放电绝缘缺陷检测时，将传感器通过长短可调环绳纵向环绕盆式绝缘子一周或通过长短可调磁石绳带横向吸附在盆式绝缘子上，固定在GIS设备外壳表面，并且放置时应使圆形电极部分对准盆式绝缘子浇注孔，感受特高频信号，插指电极部分贴在盆式绝缘子外部金属环上，感受超声波信号。其中可调环绳为不对GIS设备局部放电磁场产生影响的材质。
一种采用气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感器进行GIS局部放电检测的方法，其特征在于，
在进行GIS设备局部放电绝缘缺陷检测时，将传感器通过长短可调环绳纵向环绕盆式绝缘子一周或通过长短可调磁石绳带横向吸附在盆式绝缘子上，固定在GIS设备外壳表面，并且放置时应使该传感装置上的圆形电极部分对准盆式绝缘子浇注孔，感受特高频信号，插指电极部分贴在盆式绝缘子外部金属环上，感受超声波信号。其中可调磁石绳带均为不对GIS设备局部放电磁场产生影响的材质。
一种采用气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感器进行GIS局部放电检测的方法，其特征在于，
在进行GIS设备局部放电绝缘缺陷检测时，将传感器通过长短可调环绳纵向环绕盆式绝缘子一周或通过长短可调磁石绳带横向吸附在盆式绝缘子上，固定在GIS设备外壳表面，并且放置时应使该传感装置上的金属电极结构一对准盆式绝缘子浇注孔，感受特高频信号，金属电极结构二贴在盆式绝缘子外部金属环上，感受超声波信号。其中可调磁石绳带均为不对GIS设备局部放电磁场产生影响的材质。
采用上述技术方案，所取得的技术成果在于，本发明选择柔性薄膜式压电材料作为介质底板，与敷设其上的金属电极结构构成压电式超声传感器和特高频传感器，金属电极结构的输出端连接信号输出线，能同时输出超声波信号与特高频信号。当检测电力设备局部放电绝缘缺陷时，本发明可外置于GIS设备外壳，金属电极感应特高频部分对准GIS盆式绝缘子浇注孔，金属电极感应超声波部分贴在GIS盆式绝缘子外部金属环。使用长短可调环绳纵向环绕盆式绝缘子固定在GIS设备外壳或使用长短可调磁石绳带横向吸附盆式绝缘子固定在GIS设备外壳。根据信号线输出的超声波信号与特高频信号到达时间的不同或者二者对应频率的不同进行区别分析，做到准确定位局放位置。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细地说明。
图1为本发明公开的一种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感技术结构示意图。
图2为本发明公开的第二种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感技术结构示意图。
图3为本发明公开的第三种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感技术结构示意图。
图4为图1提供的一种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感技术具体实例结构图。
图5为图2提供的另一种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感技术具体实例结构图。
图6为本发明实施例在GIS设备上安装示意图。
图7为本发明另一实施例在GIS设备上安装示意图。
图8为GIS结构简图。
具体实施方案
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行完整、清晰地描述。显然，以下设计的气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感装置所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，根据已有的研究，柔性薄膜式压电材料与金属电极结构的敷设位置与敷设形状均可根据实际需求选择，金属电极输出端与信号输出线连接方式和连接位置有多种选择，外接分析仪器亦有多种选择。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，本发明提供一种技术方案，一种用于气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化检测传感装置，该装置包括柔性薄膜式压电材料1，敷设在柔性薄膜式压电材料1上表面的金属电极结构2，敷设在柔性薄膜式压电材料1下表面的金属电极结构3，以及印刷在柔性薄膜式压电材料1上且与金属电极结构2相连的金属馈电组件；
参照图2，本发明提供第二种技术方案，一种用于气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化检测传感装置，该装置包括柔性薄膜式压电材料1，敷设在柔性薄膜式压电材料1上表面的金属电极结构2，敷设在柔性薄膜式压电材料1下表面的金属电极结构3，以及穿过柔性薄膜式压电材料1与金属电极结构2连接的金属馈电组件；
参照图3，本发明提供第三种技术方案，一种用于气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感装置，该装置包括柔性薄膜式压电材料1，敷设在柔性薄膜式压电材料1一面的金属电极结构2、金属电极结构3，以及穿过柔性薄膜式压电材料1与金属结构2相连的金属馈电组件。
如图3所示，为图1所示技术方案提供的一种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感技术具体实例结构图，选择PVDF薄膜作为介质底板，底板设计为双层，在PVDF薄膜层上表面印刷铜制电极2，铜制电极一部分为圆形电极，另一部分为插指电极，中间以金属铜相连。在双层PVDF薄膜中间夹层敷设铜制馈电带线4，与信号线输出线相连，并通过近耦合给印刷铜制电极2馈电。在进行GIS设备局部放电绝缘缺陷检测时，利用长短可调环绳5纵向环绕盆式绝缘子将该传感装置固定在GIS设备外壳。
如图4所示，为图2所示技术方案提供的一种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感技术具体实例结构图，选择PVDF薄膜作为介质底板，在PVDF薄膜上印刷铜制电极2，其中上表面电极一部分为圆形电极，另一部分为插指电极，中间以金属铜相连。金属电极结构2输出端通过馈电探针6与信号线输出线相连。在进行GIS设备局部放电绝缘缺陷检测时，利用长短可调环绳5纵向环绕盆式绝缘子将该传感装置固定在GIS设备外壳。
本实施例中，PVDF薄膜介电常数
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为6，损耗正切角
Figure 135307DEST_PATH_IMAGE002
为0.04，可弯曲，耐高温， 与GIS设备共形后可发生弧形弯曲，能更好的贴合在设备表面，便于安装。
图5为本发明气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感装置在GIS设备上安装简化示意图，图中圆柱体为GIS设备简化图，在进行GIS设备局部放电绝缘缺陷检测时，将本发明实例中的传感装置通过长短可调环绳5纵向环绕盆式绝缘子7一周，固定在GIS设备外壳表面，并且在放置时应使该传感装置上表面的圆形电极部分对准盆式绝缘子浇注孔10，感受特高频信号，插指电极部分贴在盆式绝缘子外部金属环8上，感受超声波信号。
图6为本发明气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感装置在GIS设备上另一安装简化示意图，图中圆柱体为GIS设备简化图，在进行GIS设备局部放电绝缘缺陷检测时，将本发明实例中的传感装置通过长短可调磁石绳带9横向吸附在盆式绝缘子上，固定在GIS设备外壳表面，并且放置时应使该传感装置上表面的圆形电极部分对准盆式绝缘子浇注孔10，感受特高频信号，插指电极部分贴在盆式绝缘子外部金属环8上，感受超声波信号。
本实施例中，可调环绳、可调磁石绳带均为不对GIS设备局部放电磁场产生影响的材质。
参照图1所示技术方案，图5具体实例结构图和图6、图7实施例安装简图，在GIS设备安全情况下，将本发明传感装置外置于GIS设备金属外壳表面，打开示波器电源，根据现场噪音水平设定通道信号检测阈值，并在示波器上得到设备安全状态下的波形图，保存数据。
在发生局部放电现象时，该传感装置金属电极结构的输出端通过信号输出线同时输出局放产生的超声波信号与特高频信号，记录下多组数据。不同类型的局部放电所产生的超声波信号与电磁波信号的脉冲幅值、数量、相位分布、频谱均不同，具有不同的谱图特征，也可根据超声波信号和电磁波信号到达时间不同或二者对应频率不同，区分超声波信号和电磁波信号。
图8为GIS设备结构简化图，柱体上的圆盘凸起为盆式绝缘子7，盆式绝缘子7外表面有金属环8，金属环8屏蔽掉大量电磁波信号，金属环(8)上有一个浇注孔10，用来注入绝缘介质，特高频电磁波信号只能通过这个浇注孔10向外辐射。
本实施例涉及的气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感装置，能够有效实现超声波信号与特高频信号的同时输出与检测，结合超声波法和特高频法的优点，有效解决了目前分开安置超声波传感器和特高频天线传感器所出现的不能同时输出两个信号，不能精准定位局放位置等问题。该气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感装置安装方法为外置式，可利用配套环绳与磁石绳带固定在GIS设备弧形表面，不需要打开任何零部件，完全独立于GIS设备，有利于检测人员随时安装、调整、拆卸传感器，扩大了对不同类型GIS设备的使用范围，提高了GIS设备局部放电绝缘缺陷现场检测的有效性、灵活性和便捷性，降低了检测维修成本。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感器，其特征在于，包括柔性薄膜式压电材料层，分别敷设在柔性薄膜式压电材料层上表面的金属电极结构一，敷设在柔性压电材料层下表面的金属电极结构二，以及印刷在柔性薄膜式压电材料层上表面且与金属结构一连接的金属馈电组件或穿过柔性薄膜式压电材料层与上表面金属结构一连接的金属馈电组件。
2.根据权利要求1所述的一种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感器，其特征在于，所述柔性薄膜式压电材料层为PVDF薄膜层，PVDF薄膜层为双层，金属电极结构一为铜制电极；铜制电极一部分为圆形电极，另一部分为插指电极，中间以金属铜相连；金属电极结构二为铜制电极，满敷设在柔性薄膜式压电材料层下表面；馈电组件为金属馈电带线，设置在双层PVDF薄膜中间夹层，通过近耦合给金属电极结构一馈电；金属馈电带线外接信号输出线，金属电极结构二与信号输出线外导体相连，信号输出线可同时输出超声波信号与高频电磁脉冲信号。
3.根据权利要求1所述的一种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感器，其特征在于，所述柔性薄膜式压电材料层为PVDF薄膜层，PVDF薄膜层为单层，金属电极结构一为铜制电极；铜制电极一部分为圆形电极，另一部分为插指电极，中间以金属铜相连；金属电极结构二为铜制电极，满敷设在柔性薄膜式压电材料层下表面；馈电组件采用金属馈电探针，穿过PVDF薄膜层与上表面金属电极结构一相连；金属馈电探针外接信号输出线，金属电极结构二与信号输出线外导体相连，信号输出线可同时输出超声波信号与高频电磁脉冲信号。
4.一种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感器，其特征在于，包括柔性薄膜式压电材料层，敷设在柔性薄膜式压电材料层一面的金属电极结构一、二，以及穿过柔性薄膜式压电材料层与金属电极结构一相连的金属馈电组件。
5.根据权利要求4所述的一种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感器，其特征在于，所述柔性薄膜式压电材料层为PVDF薄膜层，PVDF薄膜层为单层，金属电极结构一、二均为铜制电极；金属电极结构一形状应与GIS盆式绝缘子上浇注孔形状相对应，金属电极结构二应与GIS盆式绝缘子外部金属环宽窄对应，具体形状为便于感受超声波信号；馈电组件采用馈电探针，金属电极结构一下端中点处通过馈电探针与信号线输出线相连，金属电极结构二上端中点处与信号输出线外导体相连，信号输出线可同时输出超声波信号与高频电磁脉冲信号。
6.根据权利要求2或3或5所述的一种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感器，其特征在于，包括一个长短可调环绳，设置在柔性薄膜式压电材料层上，通过长短可调环绳纵向环绕盆式绝缘子将该传感装置固定在GIS设备外壳。
7.根据权利要求2或3或5所述的一种气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感器，其特征在于，还包括一个长短可调磁石绳带，设置在柔性薄膜式压电材料层两侧，通过长短可调绳带横向环绕并吸附在盆式绝缘子上，将该传感装置固定在GIS设备外壳；
PVDF薄膜介电常数
Figure 507177DEST_PATH_IMAGE001
为6，损耗正切角
Figure DEST_PATH_IMAGE002
为0.04。
8.一种采用权利要求2所述的气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感器进行GIS局部放电检测的方法，其特征在于，
在进行GIS设备局部放电绝缘缺陷检测时，将传感器通过长短可调环绳纵向环绕盆式绝缘子一周或通过长短可调磁石绳带横向吸附在盆式绝缘子上，固定在GIS设备外壳表面，并且放置时应使圆形电极部分对准盆式绝缘子浇注孔，感受特高频信号，插指电极部分贴在盆式绝缘子外部金属环上，感受超声波信号；其中可调环绳为不对GIS设备局部放电磁场产生影响的材质。
9.一种采用权利要求3所述的气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感器进行GIS局部放电检测的方法，其特征在于，
在进行GIS设备局部放电绝缘缺陷检测时，将传感器通过长短可调环绳纵向环绕盆式绝缘子一周或通过长短可调磁石绳带横向吸附在盆式绝缘子上，固定在GIS设备外壳表面，并且放置时应使该传感装置上的圆形电极部分对准盆式绝缘子浇注孔，感受特高频信号，插指电极部分贴在盆式绝缘子外部金属环上，感受超声波信号；其中可调磁石绳带均为不对GIS设备局部放电磁场产生影响的材质。
10.一种采用权利要求5所述的气体绝缘组合电器PD外置式超声、特高频一体化传感器进行GIS局部放电检测的方法，其特征在于，
在进行GIS设备局部放电绝缘缺陷检测时，将传感器通过长短可调环绳纵向环绕盆式绝缘子一周或通过长短可调磁石绳带横向吸附在盆式绝缘子上，固定在GIS设备外壳表面，并且放置时应使该传感装置上的金属电极结构一对准盆式绝缘子浇注孔，感受特高频信号，金属电极结构二贴在盆式绝缘子外部金属环上，感受超声波信号；其中可调磁石绳带均为不对GIS设备局部放电磁场产生影响的材质。
CN202210392510.2A 2022-04-15 2022-04-15 Gis局部放电外置式超声、特高频一体化传感器和检测方法 Active CN114509651B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210392510.2A CN114509651B (zh) 2022-04-15 2022-04-15 Gis局部放电外置式超声、特高频一体化传感器和检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210392510.2A CN114509651B (zh) 2022-04-15 2022-04-15 Gis局部放电外置式超声、特高频一体化传感器和检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114509651A true CN114509651A (zh) 2022-05-17
CN114509651B CN114509651B (zh) 2022-07-19

Family

ID=81555444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210392510.2A Active CN114509651B (zh) 2022-04-15 2022-04-15 Gis局部放电外置式超声、特高频一体化传感器和检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114509651B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116184140A (zh) * 2023-04-21 2023-05-30 北京西能电子科技发展有限公司 一种适用于gis设备缺陷检测用多功能单体传感器
CN116381430A (zh) * 2023-04-06 2023-07-04 北京西能电子科技发展有限公司 一种新型特高频-压电超声一体化传感装置及其应用
CN116448179A (zh) * 2023-04-19 2023-07-18 湖北工业大学 一种三信号同时感知无源柔性传感系统及其应用
CN117092471A (zh) * 2023-01-12 2023-11-21 特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司 一种局部放电传感装置以及电力故障检测系统
CN117092456A (zh) * 2023-01-12 2023-11-21 特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司 一种电力电缆局部放电检测装置以及电力故障检测系统

Citations (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0643995A (ja) * 1992-07-24 1994-02-18 Koji Toda 超音波タッチパネル
US6255808B1 (en) * 1997-07-31 2001-07-03 Siemens Aktiengesellschaft Device for measuring partial discharge in gas-insulated high voltage facilities, the device having a HF sensor and UHF sensor
US20100079148A1 (en) * 2008-09-30 2010-04-01 Korea Electric Power Corporation Uhf partial discharge and its location measuring device for high-voltage power devices
CN201540349U (zh) * 2009-09-01 2010-08-04 江苏省电力公司常州供电公司 一种局部放电检测用超高频信号传感器
CN102820806A (zh) * 2012-08-27 2012-12-12 杭州电子科技大学 双叉指电极式压电微能源发生器
KR20130028545A (ko) * 2011-09-09 2013-03-19 한국남부발전 주식회사 전력설비의 부분방전신호 검출장치
KR101303082B1 (ko) * 2012-03-15 2013-09-03 오피전력기술 주식회사 휴대형 부분방전 검출 장치
CN203249992U (zh) * 2013-05-08 2013-10-23 西安电子科技大学 声电一体局部放电检测传感器
JP2013239636A (ja) * 2012-05-16 2013-11-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 超音波厚みセンサの製造方法
CN203965572U (zh) * 2014-06-24 2014-11-26 国家电网公司 基于柔性压电薄膜材料监测gis局部放电位置的系统
KR101486994B1 (ko) * 2013-09-27 2015-01-29 한국전력공사 초고주파 및 음파의 융합 측정이 가능한 초고압 변압기용 포터블 부분방전 측정장치
CN204666773U (zh) * 2015-05-25 2015-09-23 国家电网公司 一种便携式局部放电特高频及超声波信号检测装置
CN204964691U (zh) * 2015-10-09 2016-01-13 四川菲博斯科技有限责任公司 Gis局部放电监测装置
CN105301466A (zh) * 2015-12-07 2016-02-03 国网甘肃省电力公司检修公司 一种可实现变压器综合局部放电检测的传感器
CN105527014A (zh) * 2016-01-12 2016-04-27 湖北大学 基于pvdf纳米纤维的柔性振动传感器制作方法
US20160161543A1 (en) * 2014-12-09 2016-06-09 Rosemount Inc. Partial discharge detection system
CN105911437A (zh) * 2016-04-11 2016-08-31 国网天津市电力公司 一种精确定位gis局部放电的方法
CN106771931A (zh) * 2017-01-22 2017-05-31 国网河南省电力公司检修公司 一种用于gis金属盆浇注孔处的特高频传感器
CN106841939A (zh) * 2016-12-23 2017-06-13 西安交通大学 便携式gis局部放电声电联合检测装置及其检测方法
CN107677939A (zh) * 2017-08-08 2018-02-09 国网浙江省电力公司嘉兴供电公司 一种电力gis局部放电源的定位方法
CN110350079A (zh) * 2019-07-15 2019-10-18 京东方科技集团股份有限公司 一种压电元件及其制备方法和超声传感器
US10529987B1 (en) * 2019-05-21 2020-01-07 Natron Energy, Inc. Transition metal cyanide coordination compounds having enhanced reaction potential
CN111830381A (zh) * 2020-08-28 2020-10-27 重庆大学 一种表带可调式全贴合电缆局放超声传感器及在线监测方法
CN211826176U (zh) * 2020-03-11 2020-10-30 上海格鲁布科技有限公司 一种用于外置式特高频局放传感器的固定装置
CN112130047A (zh) * 2019-10-31 2020-12-25 三江学院 用于gis局部放电检测的外置式特高频传感器
CN212905251U (zh) * 2020-09-30 2021-04-06 郑州精铖电力设备有限公司 Gis声电联合局放检测仪
CN214410042U (zh) * 2020-11-26 2021-10-15 泰芯智能科技(昆山)有限公司 一种一体注塑抗金属标签
CN215067059U (zh) * 2021-01-22 2021-12-07 四方特变电工智能电气有限公司 一种基于超声波传感器的变压器局部放电位置检测装置

Patent Citations (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0643995A (ja) * 1992-07-24 1994-02-18 Koji Toda 超音波タッチパネル
US6255808B1 (en) * 1997-07-31 2001-07-03 Siemens Aktiengesellschaft Device for measuring partial discharge in gas-insulated high voltage facilities, the device having a HF sensor and UHF sensor
US20100079148A1 (en) * 2008-09-30 2010-04-01 Korea Electric Power Corporation Uhf partial discharge and its location measuring device for high-voltage power devices
CN201540349U (zh) * 2009-09-01 2010-08-04 江苏省电力公司常州供电公司 一种局部放电检测用超高频信号传感器
KR20130028545A (ko) * 2011-09-09 2013-03-19 한국남부발전 주식회사 전력설비의 부분방전신호 검출장치
KR101303082B1 (ko) * 2012-03-15 2013-09-03 오피전력기술 주식회사 휴대형 부분방전 검출 장치
JP2013239636A (ja) * 2012-05-16 2013-11-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 超音波厚みセンサの製造方法
CN102820806A (zh) * 2012-08-27 2012-12-12 杭州电子科技大学 双叉指电极式压电微能源发生器
CN203249992U (zh) * 2013-05-08 2013-10-23 西安电子科技大学 声电一体局部放电检测传感器
KR101486994B1 (ko) * 2013-09-27 2015-01-29 한국전력공사 초고주파 및 음파의 융합 측정이 가능한 초고압 변압기용 포터블 부분방전 측정장치
CN203965572U (zh) * 2014-06-24 2014-11-26 国家电网公司 基于柔性压电薄膜材料监测gis局部放电位置的系统
US20160161543A1 (en) * 2014-12-09 2016-06-09 Rosemount Inc. Partial discharge detection system
CN204666773U (zh) * 2015-05-25 2015-09-23 国家电网公司 一种便携式局部放电特高频及超声波信号检测装置
CN204964691U (zh) * 2015-10-09 2016-01-13 四川菲博斯科技有限责任公司 Gis局部放电监测装置
CN105301466A (zh) * 2015-12-07 2016-02-03 国网甘肃省电力公司检修公司 一种可实现变压器综合局部放电检测的传感器
CN105527014A (zh) * 2016-01-12 2016-04-27 湖北大学 基于pvdf纳米纤维的柔性振动传感器制作方法
CN105911437A (zh) * 2016-04-11 2016-08-31 国网天津市电力公司 一种精确定位gis局部放电的方法
CN106841939A (zh) * 2016-12-23 2017-06-13 西安交通大学 便携式gis局部放电声电联合检测装置及其检测方法
CN106771931A (zh) * 2017-01-22 2017-05-31 国网河南省电力公司检修公司 一种用于gis金属盆浇注孔处的特高频传感器
CN107677939A (zh) * 2017-08-08 2018-02-09 国网浙江省电力公司嘉兴供电公司 一种电力gis局部放电源的定位方法
US10529987B1 (en) * 2019-05-21 2020-01-07 Natron Energy, Inc. Transition metal cyanide coordination compounds having enhanced reaction potential
CN110350079A (zh) * 2019-07-15 2019-10-18 京东方科技集团股份有限公司 一种压电元件及其制备方法和超声传感器
CN112130047A (zh) * 2019-10-31 2020-12-25 三江学院 用于gis局部放电检测的外置式特高频传感器
CN211826176U (zh) * 2020-03-11 2020-10-30 上海格鲁布科技有限公司 一种用于外置式特高频局放传感器的固定装置
CN111830381A (zh) * 2020-08-28 2020-10-27 重庆大学 一种表带可调式全贴合电缆局放超声传感器及在线监测方法
CN212905251U (zh) * 2020-09-30 2021-04-06 郑州精铖电力设备有限公司 Gis声电联合局放检测仪
CN214410042U (zh) * 2020-11-26 2021-10-15 泰芯智能科技(昆山)有限公司 一种一体注塑抗金属标签
CN215067059U (zh) * 2021-01-22 2021-12-07 四方特变电工智能电气有限公司 一种基于超声波传感器的变压器局部放电位置检测装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIAYI WANG等: "The Research and Application on Partial Discharge Intensive Care System in GIS Based on Detection Technology Combined Ultrasonic and Electrical", 《 2020 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON HIGH VOLTAGE ENGINEERING AND APPLICATION (ICHVE)》 *
刘君华等: "采用声电联合法的GIS局部放电定位试验研究", 《高电压技术》 *
顾工川等: "GIS设备局部放电超声波/特高频联合检测的应用", 《江西电力》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117092471A (zh) * 2023-01-12 2023-11-21 特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司 一种局部放电传感装置以及电力故障检测系统
CN117092456A (zh) * 2023-01-12 2023-11-21 特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司 一种电力电缆局部放电检测装置以及电力故障检测系统
CN116381430A (zh) * 2023-04-06 2023-07-04 北京西能电子科技发展有限公司 一种新型特高频-压电超声一体化传感装置及其应用
CN116448179A (zh) * 2023-04-19 2023-07-18 湖北工业大学 一种三信号同时感知无源柔性传感系统及其应用
CN116184140A (zh) * 2023-04-21 2023-05-30 北京西能电子科技发展有限公司 一种适用于gis设备缺陷检测用多功能单体传感器

Also Published As

Publication number Publication date
CN114509651B (zh) 2022-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114509651B (zh) Gis局部放电外置式超声、特高频一体化传感器和检测方法
KR100658820B1 (ko) 가스절연기기의 부분방전 검출장치
CN1673761A (zh) 气体绝缘组合电器局部放电超高频检测装置及方法
CN1834669A (zh) 气体绝缘组合电器局部放电在线检测定位装置及定位方法
Hai‐feng et al. Development of multi‐band ultra‐high‐frequency sensor for partial discharge monitoring based on the meandering technique
KR100864066B1 (ko) 가스절연 변압기의 부분방전 검출장치
CN115586404A (zh) 用于多种电力设备局放检测的一体化传感器及检测方法
SikorSki et al. Hilbert curve fractal antenna for detection and on-line monitoring of partial discharges in power transformers
CN206147041U (zh) 柔性pcb板差分感应线圈
CN107907800A (zh) 一种变压器缝隙泄露电磁波的局放检测系统及方法
KR100942566B1 (ko) 링패치와 원형패치가 구비된 가스절연개폐장치의 부분방전검출장치
CN111103515A (zh) 一种内置式电缆局部放电检测装置及方法
Wu et al. The study of Archimedean spiral antenna for partial discharge measurement
CN102520322B (zh) 一种gis局部放电外置式传感器
Cheng et al. Study on Flexible Built-in Miniature Archimedes Spiral Antenna Sensor for High-voltage electrical equipment PD Detection
Ogundiran et al. A novel embedded sensor for partial discharge detection in inverter-fed machines
CN104133163A (zh) Gis局部放电在线检测外置多频带特高频传感器
CN211043557U (zh) 用于特高频局部放电传感器的信号耦合天线及传感器
CN202421426U (zh) 一种gis局部放电外置式传感器
Shixiu et al. Characteristics of electromagnetic wave radiated from corona discharge
JP2738507B2 (ja) 微小電磁波測定および強電磁波発生用セル
Lozano-Claros et al. Two planar antennas for detection of partial discharge in gas-insulated switchgear (GIS)
Uwiringiyimana et al. Application of a Novel Type of UHF Antenna for Partial Discharge Detection in Power Transformers Oil Insulation
Jin et al. Two types of compact UHF antennas for partial discharge measurement
CN102721910A (zh) 一种开关柜内置超高频天线传感器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant