CN202421427U - 用于gis局部放电检测的偶极天线传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器，其包括：一对偶极天线，包括感应极和接地极；一极筒，其上端与偶极天线的接地极连接；一极棒，穿设于所述极筒内，极棒的上端与偶极天线的感应极连接；一绝缘筒，套于所述极筒和极棒外侧，其上端与偶极天线固定连接；一固定盘，与所述极筒和绝缘筒的下端固定连接，固定盘上设有一孔，所述极棒的下端从该孔中穿出；信号连接和插头组件，设于所述极棒的下端部；密封件，设于固定盘和极棒之间。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种信号检测装置，具体涉及一种适用于GIS局部放电检测的检测装置。
背景技术
气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear，GIS)设备在因绝缘缺陷发生绝缘击穿前，会产生局部放电。局部放电是GIS绝缘缺陷的征兆和表现形式。对GIS局部放电进行检测，能够较早发现其内部的绝缘缺陷，以便采取适当措施，从而防止其进一步发展造成事故。
GIS设备中的局部放电是由一系列具有极短上升时间的电流脉冲而造成的，并且其发生时会伴随着声、光、化学产物等多种物理化学现象。因此，通过探测这些物理化学现象便能够监测到GIS设备中的局部放电。
研究表明，就单个局部放电脉冲而言，其上升时间可短至1ns以下，并在GIS设备的腔体内激发频率高达数GHz的电磁波。局部放电检测超高频(Ultra-High-Frequency，UHF)法于20世纪80年代初期由英国中央电力局(CEGB)实验室提出。其基本原理是通过对GIS设备中局部放电时产生的超高频电磁波信号进行检测，从而获得局部放电的相关信息。UHF法和其他局部放电检测手段相比，主要包括以下优点：
(1)灵敏度高。局部放电产生的超高频信号在SF6中传播的衰减非常小，若不计盆式绝缘子、开关、直角弯等不连续处的影响，1GHz的超高频信号在GIS构成的同轴波导中的衰减仅为3～5dB/km。另外，由于在GIS设备中不连续处反射的原因，超高频信号还会在GIS设备的腔体中引起谐振，使原本纳秒级的局部放电信号在时间上延展至微秒级。因此，UHF法能检测到放电量很小的局部放电，并且具有很高的灵敏度。
(2)抗干扰能力强。GIS设备运行现场存在着大量的电气干扰，给局部放电检测带来了一定的难度。其中，尤其以空气中的电晕放电干扰最为严重。空气中的电晕放电能量多集中在150MHz以下频率，而GIS设备中局部放电产生的超高频信号可高达3000MHz，UHF法的检测频段通常为300～1500MHz。因此，电晕放电干扰不会影响到UHF法的检测，从而采用UHF法检测局部放电能够有效的避开噪声频段，获得很高的信噪比。
尽管UHF法具有上述优点，但是其仍然存在许多问题有待进一步解决。其中超高频传感器的形式和安装方式尤其需要重点关注，并有待深入研究的关键技术，其灵敏度和抗干扰能力都还有提高的空间。
发明内容
本实用新型的发明目的是提供一种用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器，该局部放电检测的偶极天线传感器安装于GIS设备内，通过实时检测超高频信号来及时、准确地监测GIS设备内的局部放电现象。
为实现上述实用新型的发明目的，本实用新型提供了一种适用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器，其包括：
一对偶极天线，包括感应极和接地极；
一极筒，其上端与偶极天线的接地极连接；
一极棒，穿设于所述极筒内，极棒的上端与偶极天线的感应极连接；
一绝缘筒，套于所述极筒和极棒外侧，其上端与偶极天线固定连接；
一固定盘，与所述极筒和绝缘筒的下端固定连接，固定盘上设有一孔，所述极棒的下端从该孔中穿出；
信号连接和插头组件，设于所述极棒的下端部；
密封件，设于固定盘和极棒之间，用于固定盘与信号连接和插头组件之间的密封，以防止GIS设备内部的SF6气体从连接面溢出。
在本实用新型所述的技术方案中，当GIS设备内部发生局部放电时，感应极和级棒、接地级和极筒以及信号连接和插头组件构成的电磁波信号接收装置接收到电磁波信号，再通过高频信号电缆将信号传输至检测装置，通过检测信号的大小来判断局部放电信号的强弱。
优选地，在上述的适用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器中，所述偶极天线的感应极和接地极分别是一半圆形盘。
优选地，在上述的适用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器中，还包括一固定件，所述信号连接和插头组件通过该固定件与所述固定盘连接。
优选地，在上述的适用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器中，还包括一定位套，设于偶极天线的感应极和接地极之间，用于使两者之间保持一定距离。
本实用新型所述的适用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器具有以下优点：
(1)本实用新型所述的适用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器具有较高的灵敏度，从而能够及时地监测到GIS设备内的局部放电现象；
(2)本实用新型所述的适用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器具有较强的抗干扰能力，从而能够准确地监测到GIS设备内的局部放电现象；
(3)本实用新型所述的适用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器结构简单，能够安装在GIS设备内，并且不会影响到GIS设备的正常使用。
附图说明
图1是本实用新型所述的用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器在一种实施方式中的立体图。
图2是本实用新型所述的用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器在一种实施方式下的结构剖视图。
图3是本实用新型所述的用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器的安装示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例来对本实用新型所述的用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器做进一步的解释说明。
图1是本实用新型所述的用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器在本实施例中的立体视图。图2是该用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器的结构剖视图。如图1和图2所示，本实施例中的用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器包括：偶极天线，该偶极天线包括感应极1和接地极3，在感应极1和接地极3之间设有定位套2，从而使感应极1和接地极3之间具有一定的间距，在本实施例中偶极天线的感应极1和接地极3分别是一铝制的半圆形盘；极筒4的上端与接地极3连接；极棒5穿设于极筒4内，极棒5的上端与感应极1连接，极棒5的下端与信号连接和插头组件10连接；铝合金制成的固定盘7设于极筒4的下方，其中心处设有一孔，极棒5的下端从该孔中穿出后与信号连接和插头组件10连接；绝缘筒6，其由环氧树脂制成，套于极筒4的外围，并设于偶极天线与固定盘7之间，用以实现固定盘7与偶极天线之间的绝缘；密封套8设于固定盘7和极棒5之间，密封套8的内圆周面和外圆周面上各设有一环形槽，两个密封圈11、12分别对应设于两个环形槽内，用于实现极棒5与固定盘7之间的密封，从而防止GIS设备内部的SF6气体从连接面溢出；铝合金制成的法兰(即固定件)9与固定盘7的下表面固定连接，用于固定设置设于其中心孔处的信号连接和插头组件10。
图3显示了该用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器的使用状态。如图3所示，用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器21安装于GIS外壳23上的操作手孔24内，感应极与接地极的上表面与GIS外壳23的内表面平齐。当GIS内导体22某处发生局部放电时，该用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器21接收到由局部放电所产生的超高频信号，并通过高频信号电缆将超高频信号传输到检测仪器或者示波器等仪器进行检测，从而通过检测信号的大小来推断局部放电信号的强弱。
在本实施例中，感应极1和接地极3各接收波长为1/4波长，即偶极天线的波长接收总长度为半波长。所以本技术方案中偶极天线也叫半波振子，馈电点在半波振子的中心，馈电点的阻抗为纯电阻，近似75Ω，其结构可看做是一段开路传输线张开而成。根据微波传输线的知识，终端开路的平行传输线，其上电流呈驻波分布，如果两线末端张开，辐射将逐渐增强。当两线完全张开时，张开的两臂上电流方向相同，辐射明显增强，后面未张开的部分就作为天线的馈电传输线。馈电时，在对称振子两臂产生高频电流，此电流将产生辐射场。由于对称振子的长度与波长比拟，因而振子上电流幅度和相位已不能看作处处相等，所以对称振子的辐射场显然不同于电基本振子。但是可以将对称振子分成无数小段，每一小段都可以看成电基本振子，则对称振子辐射场就是这些无数小段电基本振子辐射场的总和。
当GIS内部发生局部放电时，偶极天线的感应极1和极棒5、偶极天线的接地极3和极筒4以及信号连接和插头组件10构成的电磁波信号接收装置接收到高频电磁波信号，通过外接的高频信号电缆连接检测装置，通过检测信号的大小推断局放信号的强弱。
要注意的是，以上列举的仅为本实用新型的具体实施例，显然本实用新型不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器，其特征在于包括：
一对偶极天线，包括感应极和接地极；
一极筒，其上端与偶极天线的接地极连接；
一极棒，穿设于所述极筒内，极棒的上端与偶极天线的感应极连接；
一绝缘筒，套于所述极筒和极棒外侧，其上端与偶极天线固定连接；
一固定盘，与所述极筒和绝缘筒的下端固定连接，固定盘上设有一孔，所述极棒的下端从该孔中穿出；
信号连接和插头组件，设于所述极棒的下端部；
密封件，设于固定盘和极棒之间。
2.如权利要求1所述的用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器，其特征在于：所述偶极天线的感应极和接地极分别是一半圆形盘。
3.如权利要求1或2所述的用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器，其特征在于：还包括一固定件，所述信号连接和插头组件通过该固定件与所述固定盘连接。
4.如权利要求3所述的用于GIS局部放电检测的偶极天线传感器，其特征在于：还包括一定位套，设于偶极天线的感应极和接地极之间，用于将其保持一定距离。
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| CN105676087A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-06-15 | 国家电网公司 | 一种检测gis注浇孔特高频局放的传感系统 |
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