CN1340718A - 用于检测电气装置中局部放电的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于检测电气装置中放电的方法和装置,包括提供一个具有底部下法兰和顶部上法兰的套管,在所述套管内部设置一个屏蔽罩从所述底部下法兰到至少位于所述顶部上法兰之下的一个位置延伸,并且在所述套管外部设置一个天线至少在上述位置之上,用于测量来自所述装置的输出信号以检测所述放电。

Description

用于检测电气装置中局部放电的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于检测局部放电的方法和装置，具体地说，涉及一种用于检测气体绝缘装置中局部放电的方法和装置。
背景技术
传统的绝缘装置包括气体绝缘开关、气体绝缘总线、气体绝缘变压器和油变压器，都用在电力变电站中。这些绝缘装置在密封金属容器或套管中采用绝缘体比如SF6对高压中央导体进行绝缘。例如套管中的一个松散连接或者套管中存在外部物质等缺陷，会造成电力装置(变电站)的电介质击穿。
电介质击穿事故，是电力装置的最严重事故之一，经常伴随有局部放电现象。因此，通过检测局部放电，可以在早期阶段或不致引起电介质击穿事故的非紧要状态检测出电力装置的绝缘异常。从而在电力装置中，预防性维护技术是重要的。
传统的检测局部放电的方法是在套管的套管下箱体上设置天线(传感器)，使得可以检测绝缘装置内部由局部放电产生的电磁波。换句话说，一般将天线设置在套管的基座部分。通常将一根缆线连接至该天线并进一步连接至用于测量放电的传统测量装置上。然而，这种检测局部放电的传统方法和装置由于受到绝缘装置中各种组成部件的干扰，对绝缘装置内部的电磁波的灵敏度较低。因此，传统方法和装置不能即时地或精确地检测出局部放电。
发明内容
本发明提供了一种以高灵敏度和精度检测绝缘装置中局部放电的方法和装置。
本发明的一个目的在于提供一种检测电气装置中放电的方法。该方法包括提供具有底部下法兰和顶部上法兰的套管的步骤。该方法进一步在套管内部设置一个屏蔽罩从底部下法兰到至少位于顶部上法兰之下的位置延伸，并且在套管外部设置一个天线至少在上述位置之上，用于测量来自所述装置的输出信号以检测放电。
本发明的另一个目的在于提供一种检测电气装置中放电的方法。该方法包括提供一个具有底部下法兰和顶部上法兰的套管，并且在所述套管外部一个位置处设置一个天线，用于测量来自所述装置的输出信号以检测所述放电。该方法还提供所述位置位于底部下法兰之上大约为底部下法兰与顶部上法兰之间距离的3-20％处。
本发明的再一个目的在于提供一种用于电气装置的放电检测器，包括一个具有底部下法兰和顶部上法兰的套管，和一个位于所述套管内部的屏蔽罩，从底部下法兰到至少位于顶部上法兰之下的一个位置延伸。该检测器还包括一个天线，位于所述套管外部至少上述位置之上，用于测量来自所述装置的输出信号以检测所述放电。
本发明的再一个目的在于提供一种用于电气装置的放电检测器，包括一个具有底部下法兰和顶部上法兰的套管，和一个天线，位于所述套管外部一个位置上，用于测量来自所述装置的输出信号以检测所述放电。所述位置位于底部下法兰之上大约为底部下法兰与顶部上法兰之间距离的3-20％处。
附图说明
本发明的上述优点和特色从下面结合附图提供的详细说明中将有更为清楚的理解。
图1(A)表示天线的各个位置，用于说明天线在检测局部放电时的灵敏度；
图1(B)以曲线图的形式表示天线位置对检测局部放电灵敏度的影响；
图2表示本发明的一个实施例；
图3(1)-3(4)表示用在本发明中的例示性天线；
图4表示本发明的另一个实施例；
图5表示本发明的再一个实施例；
图6表示本发明的另一个实施例；
图7表示用于检测局部放电的现有技术方法和装置。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的例示性实施例。在不偏离本发明的精神或范围的情况下可以采用其它实施例或者进行结构的或逻辑的改变。在整个附图中相同的部件以相同的数标表示。
下面参照附图，图1(A)表示进行不同位置电磁波测量的各个位置，以“A”-“I”标记。并且，图1(A)为表示套管3的底部的分解剖面图。在中央导体6与套管3之间设有内屏蔽罩7。内屏蔽罩7用于增加电力装置的击穿电压。内屏蔽罩7从下法兰16的底部朝向上法兰18延伸(图2)。从图中可以看出，天线10的位置(图2)极大地影响电磁波检测的灵敏度。如所示，天线10与套管3的外表面越近，电磁波检测的灵敏度就越高。例如，在位置“A”，灵敏度仅在大约-43dB，而在位置“B”，灵敏度增大至大约-38dB。另外，当天线10的位置从下法兰16的底部移向上法兰18时，检测的灵敏度增高。例如，在位置“A”，灵敏度仅在大约-43dB，而在位置“C”，灵敏度增大至大约-28dB。但是，当天线10的位置移动至高于内屏蔽罩7末端的位置时，检测的灵敏度降低。例如，在位置“G”，灵敏度呈现大约-10dB的峰值但是当天线10位于位置“H”和“I”时灵敏度稳定下降。相应地，可以通过将局部放电检测装置的天线10设置在套管3外表面上对应于内屏蔽罩7上端的位置来实现非常高的检测灵敏度。换句话说，套管3具有下法兰16和上法兰18，在套管内部具有从下法兰16底部到至少位于上法兰18顶部之下位置延伸的屏蔽罩7。天线10设置在套管3外部至少位于内屏蔽罩7的上端之上的位置，用于测量来自所述电力装置的输出信号以检测放电。
图2表示本发明的一个实施例，其中天线10设置在气吹断路器(GCB)1的外屏蔽罩2的附近。由天线10检测到的输出信号通过缆线13传送，缆线13对信号提供一个小的衰减。放大器11提高信号的S/N比。然后，通过测量仪器12对输出信号加以测量。在检查GCB1时通过将天线10设置在内屏蔽罩7紧上方并且在套管3外部的位置，提供了一种精确并且有效率的检测局部放电的方法。注意，内屏蔽罩7从下法兰16底部朝向上法兰18顶部延伸至一个位置，其为整个长度20的某一部分。天线10设置在至少该位置之上，或者换句话说，内屏蔽罩7的端部之上。
下面参照图3(1)-3(4)，其中示出了用在本发明中的例示性天线。例如，对于天线10，可以采用偶极天线3(1)、折叠偶极天线3(2)、隙缝天线3(3)和环形天线3(4)。天线10在连接点17处连接至缆线13。此外，以金属材料涂覆天线10可以使天线10屏蔽免于其它的外界噪声，在S/N比方面实现更大的提高。
图4所示实施例中套管3没有外部下屏蔽罩2。如图所示，天线10设置在位于下法兰16之上大约为下法兰16底部至上法兰18顶部距离3-20％的位置。因此，在此实施例中，不管内屏蔽罩7存在与否或者其位置如何，天线10都设置在一个最佳位置，即位于从下法兰16底部至上法兰18顶部整个距离20的大约3-20％的距离，此处对电磁波的敏感度最大。并且，从电力装置的输出信号(电磁波)中选择出100MHz至1500MHz的频带。采用测量仪器12确定在GCB1内部是否存在局部放电。测量仪器12例如频谱分析仪中显示的曲线表示对所采用频带100MHz至1500MHz检测到的输出信号。
图5所示实施例中在靠近天线10处设有接地电极14。接地电极14防止在供电时由天线10感生电势。因此，无需使放大器11和测量仪器12保持离地。该方法提供了更简便和更安全的局部放电检测。另外，对测量仪器12所测量的特定频率提供周期性因素例如电源相位。以此方式，利用输出信号的周期性来检测GCB1内部局部放电的发生。测量仪器12中示出了一个利用该周期性测量的例子。
图6所示局部放电测量装置的实施例，该装置在一个绝缘杆15的上端具有天线10。用接地电极14围绕天线10可以进一步防止由天线10感生电势。这避免了使放大器11和测量仪器12绝缘及使之保持离地的需要，并且使得可以在不停止供电的情况下方便地测量GCB1内部的局部放电。另外，即使检测到异常情况，也可以向测量仪器12提供用于判断是否需要紧急措施的功能。但是如果GCB1内部只是存在正常情况，则可以立即进行下一次对另一个GCB1的测量。其结果是，测试时间比传统上花费的时间要短得多。
因此，本发明提供了一种用于检测电力装置中放电的方法和装置。本发明包括提供具有底部下法兰和顶部上法兰的套管。本发明进一步在套管内部设置一个屏蔽罩从底部下法兰到至少位于顶部上法兰之下的位置延伸，并且在套管外部设置一个天线至少在上述位置之上，用于测量来自所述装置的输出信号以检测放电。
尽管本发明上面是结合例示性实施例加以描述的，但是显然在不偏离本发明精神或范围的情况下可以作出多种变型和替换。因此，不应认为本发明限于前述的说明，而应认为只由所附的权利要求所限定。

Claims (38)

1.一种用于检测电气装置中放电的方法，包括如下步骤：
提供一个具有底部下法兰和顶部上法兰的套管；
在所述套管内部设置一个屏蔽罩，从所述底部下法兰到至少位于所述顶部上法兰之下的一个位置延伸；并且
在所述套管外部设置一个天线，至少在上述位置之上，用于测量来自所述装置的输出信号以检测所述放电。
2.如权利要求1所述的方法，还包括在所述输出信号中采用大约100MHz至大约1500MHz的频率用于所述检测的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，还包括采用所述输出信号的周期性变化用于所述检测的步骤。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述位置位于所述下法兰之上所述底部下法兰与所述顶部上法兰之间距离的大约3-20％处。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述天线为偶极天线。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述天线为折叠偶极天线。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述天线为隙缝天线。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述天线为环形天线。
9.如权利要求1所述的方法，还包括提供接地电极靠近所述天线用于防止感生电势的步骤。
10.如权利要求1所述的方法，还包括提供接地电极围绕所述天线用于防止感生电势的步骤。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述电气装置为气体绝缘装置。
12.一种用于检测电气装置中放电的方法，包括如下步骤：
提供一个具有底部下法兰和顶部上法兰的套管；
在所述套管外部一个位置处设置一个天线，用于测量来自所述装置的输出信号以检测所述放电；并且
所述位置位于所述底部下法兰之上大约为所述底部下法兰与所述顶部上法兰之间距离的3-20％处。
13.如权利要求12所述的方法，还包括在所述输出信号中采用大约100MHz至大约1500MHz的频率用于所述检测的步骤。
14.如权利要求12所述的方法，还包括采用所述输出信号的周期性变化用于所述检测的步骤。
15.如权利要求12所述的方法，其中所述天线为偶极天线。
16.如权利要求12所述的方法，其中所述天线为折叠偶极天线。
17.如权利要求12所述的方法，其中所述天线为隙缝天线。
18.如权利要求12所述的方法，其中所述天线为环形天线。
19.如权利要求12所述的方法，还包括提供接地电极靠近所述天线用于防止感生电势的步骤。
20.如权利要求12所述的方法，还包括提供接地电极围绕所述天线用于防止感生电势的步骤。
21.如权利要求12所述的方法，其中所述电气装置为气体绝缘装置。
22.一种用于电气装置的放电检测器，包括：
一个套管，具有底部下法兰和顶部上法兰；
一个屏蔽罩，位于所述套管内部，从所述底部下法兰到至少位于所述顶部上法兰之下的一个位置延伸；和
一个天线，位于所述套管外部至少上述位置之上，用于测量来自所述装置的输出信号以检测所述放电。
23.如权利要求22所述的检测器，其中所述位置位于所述底部下法兰之上大约为所述底部下法兰与所述顶部上法兰之间距离的3-20％处。
24.如权利要求22所述的检测器，其中所述天线为偶极天线。
25.如权利要求22所述的检测器，其中所述天线为折叠偶极天线。
26.如权利要求22所述的检测器，其中所述天线为隙缝天线。
27.如权利要求22所述的检测器，其中所述天线为环形天线。
28.如权利要求22所述的检测器，还包括一个接地电极，靠近所述天线用于防止感生电势。
29.如权利要求22所述的检测器，还包括一个接地电极，围绕所述天线用于防止感生电势。
30.如权利要求22所述的检测器，其中所述电气装置为气体绝缘装置。
31.一种用于电气装置的放电检测器，包括：
一个套管，具有底部下法兰和顶部上法兰；
一个天线，位于所述套管外部一个位置上，用于测量来自所述装置的输出信号以检测所述放电；并且
所述位置位于所述底部下法兰之上大约为所述底部下法兰与所述顶部上法兰之间距离的3-20％处。
32.如权利要求31所述的检测器，其中所述天线为偶极天线。
33.如权利要求31所述的检测器，其中所述天线为折叠偶极天线。
34.如权利要求31所述的检测器，其中所述天线为隙缝天线。
35.如权利要求31所述的检测器，其中所述天线为环形天线。
36.如权利要求31所述的检测器，还包括一个接地电极，靠近所述天线用于防止感生电势。
37.如权利要求31所述的检测器，还包括一个接地电极，围绕所述天线用于防止感生电势。
38.如权利要求31所述的检测器，其中所述电气装置为气体绝缘装置。
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