CN207074247U - 一种用于gis内部缺陷检测的光学探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于GIS内部缺陷检测的光学探头，该光学探头一端固定在GIS设备的法兰盖板上，另一端伸入到GIS设备腔体内部，该光学探头包括圆形法兰盘、导光棒和盖板，所述的导光棒的一端插入圆形法兰盘中心处，且与外接光纤连接，另一端伸入到GIS设备腔体内部，所述的圆形法兰盘的内端面与法兰盖板紧贴，外端面与盖板的内端面压紧。与现有技术相比，本实用新型具有灵敏度高、抗干扰能力强、导光效果好、检测角度广、多重密封效果好等优点。

Description

一种用于GIS内部缺陷检测的光学探头

技术领域

本实用新型涉及GIS的光学检测领域，尤其是涉及一种用于GIS内部缺陷检测的光学探头。

背景技术

气体绝缘开关设备(GIS)因其可靠性高，占地面积小、维护简单、检修周期长等优点而在电网中得到了广泛的应用。研究表明，GIS设备设计、制造、运输、安装过程中的一些偶然因素会造成一些先天性局部缺陷，如气泡、裂缝、悬浮导电质点和毛刺等。这些缺陷会造成GIS设备某些区域电场强度过高，当高于绝缘介质的击穿场强时就会发生局部放电。局部放电既是表征GIS设备绝缘状况的特征量，又是引起绝缘劣化的主要原因。通过局部放电检测，可及时发现GIS设备内部存在的绝缘缺陷，避免设备发生突发性绝缘击穿事故，这对保证GIS设备及电网的安全稳定运行具有十分重要的意义。

局部放电检测方法大致可分为脉冲电流法、超声波法、化学检测法、特高频法和光学检测法五种。光学检测法是通过检测电力设备内部的发光现象来判断设备是否发生了局部放电。GIS设备发生局部放电时，各种电离、激发和复合均伴随有光的辐射，发光也是局部放电的一个特征。相对目前常用的特高频和超声波检测方法，光学检测法用于检测GIS设备内部局放时有一些明显的优势：1)由于检测的是发光现象，不受电磁环境干扰、设备振动类干扰的影响，具有优良的抗干扰性能；2)由于GIS设备是全封闭的结构，在GIS设备内部不存在外部干扰光源，能进一步提高光学检测结果的有效性。此外，从检测原理来看，光学检测法本身具有优于特高频等其它方法的检测灵敏度，因而，随着光学传感技术的快速发展，基于光学的GIS局放检测技术具有良好的发展及应用前景，是未来局放检测领域一个重要的研究方向。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种灵敏度高、抗干扰能力强、导光效果好、检测角度广、多重密封效果好的用于GIS内部缺陷检测的光学探头。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于GIS内部缺陷检测的光学探头，该光学探头一端固定在GIS设备的法兰盖板上，另一端伸入到GIS设备腔体内部，该光学探头包括圆形法兰盘、导光棒和盖板，所述的导光棒的一端插入圆形法兰盘中心处，且与外接光纤连接，另一端伸入到GIS设备腔体内部，所述的圆形法兰盘的内端面与法兰盖板紧贴，外端面与盖板的内端面压紧。

所述的导光棒为石英导光棒，其一端为平面结构，另一端呈球面结构。

所述的圆形法兰盘在内端面中心处开设有一用以插入导光棒一端的中心通孔，在外端面中心处开设有一用以与法兰盖板扣合的圆孔结构，所述的圆孔结构与中心通孔连通，且圆孔结构孔径大于通孔孔径。

所述的法兰盖板呈凸台型，包括一体成型的外盖板和中空的圆柱体结构，所述的圆柱体结构与圆孔结构相互扣合。

所述的圆形法兰盘的外端面上，在以圆形法兰盘中心为圆心的圆上，依次交叉设有多个螺纹孔和沉头孔，所述的沉头孔内设有与法兰盖板紧固的内六角螺栓，所述的螺纹孔与设置在盖板上的通孔位置相对，并通过内六角螺栓固定。

所述的圆柱体结构底部中心处开设有一圆孔，该圆孔的一端与中心通孔连通，另一端伸出圆柱体结构形成外螺纹结构，所述的外螺纹结构作为与外接光纤连接的连接端。

所述的圆孔孔径小于中心通孔孔径。

所述的中心通孔的内侧壁上设有两道用于轴密封的密封槽，并安装轴密封圈。

所述的圆形法兰盘的内端面上设有一平面密封槽，内部设置平面密封圈。

所述的圆孔结构在与圆柱体结构压紧接触的面上设有一道密封槽，并安装密封圈。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型通过内置导光棒的形式检测GIS设备内部局部放电产生的光信号，具有灵敏度高、抗干扰能力强的优点；

2、导光棒由石英材料制成，导光效果好，端部采用球面结构，大幅提高光信号检测的角度范围；

3、设计新颖，采用多重密封结构，密封效果好。

附图说明

图1是内置式光学探头整体结构示意图及剖面示意图，其中，图(1a)为整体结构示意图，图(1b)为剖面示意图。

图2是导光棒结构示意图。

图3是法兰盘结构示意图，其中，图(3a)为主视方向示意图，图(3b)为俯视方向示意图。

图4为盖板结构示意图，其中，图(4a)为主视方向示意图，图(4b)为俯视方向示意图。

图中标记说明：

1、法兰盘，2、导光棒，3、盖板，1.1、法兰盘的内端面，1.2、法兰盘的外端面，1.3、圆孔结构，2.1、导光棒的一端，2.2、导光棒的另一端，3.1、盖板的内端面，3.2、盖板的外端面，3.3、圆柱体结构，3.4、通孔，3.5、圆孔，3.6、外螺纹结构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

如图1所示，本实用新型提供一种用于GIS内部缺陷检测的内置式光学探头，由3个主要部分构成，圆形法兰盘1，一个圆柱形的导光棒2和盖板3。法兰盘1的中心处为一个通孔，该孔的直径与导光棒2的直径相同，导光棒2的一端插入法兰盘1的中心圆孔，另一端则伸入GIS设备腔体内部，插入法兰盘1的一端为导光棒的一端2.1，位于GIS设备腔体内部的一端为导光棒的另一端2.2，法兰盘1固定于GIS上，与GIS紧贴的一面为法兰盘的内端面1.1，另一端面为法兰盘的外端面1.2，盖板3固定在法兰盘的外端面1.2上，紧贴法兰盘的外端面1.2的一个面为盖板的内端面3.1，另一端面编号为盖板的外端面3.2。

如图1b和图2所示，本实用新型中，导光棒2由石英材料制成，导光棒的一端2.1，穿过法兰盘1的中心圆孔，另外法兰盘1中心处的通孔内壁上有两道用于轴密封的密封槽，安装轴密封圈，起密封作用，防止GIS内部气体通过该圆孔泄漏，导光棒的另一端2.2在实际应用时位于GIS设备腔体的内部，起感光作用，顶部是一个球面结构，采用该结构能扩大感光角度，大幅增强感光效果。

如图3所示，本实用新型中，法兰盘1由较轻的金属材料铝制成，围绕中心圆孔开有一圈共8个孔，其中有四个为螺纹孔，另外四个为沉头孔，二者交叉分布，四个螺纹孔用来安装盖板3，通过另外四个沉头孔，用四根较长的内六角螺栓可以把该内置式光学探头整体固定在GIS设备的法兰盖板上，法兰盘的内端面1.1紧贴GIS设备的法兰盖板，在该端面上有一道平面密封槽，安装平面密封圈，起密封作用，法兰盘的外端面1.2上的中心部位有一个圆孔结构1.3，导光棒2穿过法兰盘1的中心孔后，导光棒的一端2.1端面刚好与圆孔1.3的底部平齐，圆孔1.3的底部有一道密封槽，安装密封圈，防止GIS内部气体通过法兰盘1的中心孔泄漏。

如图4所示，本实用新型中，盖板3由较轻的金属材料铝制成，其中，盖板的内端面3.1上有一个圆柱体结构3.3，该结构与法兰盘1中的圆孔结构1.3相对应，盖板3上有四个通孔3.4，四个内六角螺栓穿过该通孔将盖板3固定于法兰盘1上，通过圆柱体结构3.3的中心部位有一个直径小于导光棒2直径的圆孔3.5，并且圆柱体结构3.3的高度与圆孔结构1.3的深度保持一致，在安装好盖板3的同时，可以保证圆柱体结构3.3的顶端可以压紧圆孔结构1.3底部的密封圈，起到密封作用，另外孔3.5刚好对准并且紧贴导光棒的一端2.1，这样导光棒的另一端2.2感应到的光能通过孔3.5导出，盖板3中，盖板的外端面3.2上的中心部位开设有一个圆孔，圆孔的底部有一个较小的外螺纹结构3.6，该结构中空，中心的圆孔与孔3.5连接且直径相同，外螺纹结构3.6的作用是外接光纤，接收通过孔3.5导出的光，从而进行局放光信号检测。

本实用新型三个主要部分的详细安装情况如下：

导光棒2从法兰盘1中间穿过；

法兰盘1的一端面安装在GIS设备法兰盖板上，在GIS设备法兰盖板上开设与导光棒2对应的通孔，以便让导光棒2伸入GIS设备腔体内部进行光信号感应及传导，同时在法兰盖板上开设有4个螺孔，位置与法兰盘1上的沉头孔对应，用于将内置式光学探头固定在GIS设备的法兰盖板上；

盖板3安装于法兰盘的外端面，中心部位与导光棒2接触，盖板3内部的结构3.6为光信号输出接口，用于外接光纤进行局放光信号检测。

Claims (10)

1.一种用于GIS内部缺陷检测的光学探头，该光学探头一端固定在GIS设备的法兰盖板上，另一端伸入到GIS设备腔体内部，其特征在于，该光学探头包括圆形法兰盘(1)、导光棒(2)和盖板(3)，所述的导光棒(2)的一端插入圆形法兰盘(1)中心处，且与外接光纤连接，另一端伸入到GIS设备腔体内部，所述的圆形法兰盘(1)的内端面与法兰盖板紧贴，外端面与盖板(3)的内端面(3.1)压紧。

2.根据权利要求1所述的一种用于GIS内部缺陷检测的光学探头，其特征在于，所述的导光棒(2)为石英导光棒，其一端为平面结构，另一端呈球面结构。

3.根据权利要求1所述的一种用于GIS内部缺陷检测的光学探头，其特征在于，所述的圆形法兰盘(1)在内端面中心处开设有一用以插入导光棒一端的中心通孔，在外端面中心处开设有一用以与法兰盖板扣合的圆孔结构(1.3)，所述的圆孔结构(1.3)与中心通孔连通，且圆孔结构(1.3)孔径大于通孔孔径。

4.根据权利要求3所述的一种用于GIS内部缺陷检测的光学探头，其特征在于，所述的法兰盖板呈凸台型，包括一体成型的外盖板和中空的圆柱体结构(3.3)，所述的圆柱体结构(3.3)与圆孔结构(1.3)相互扣合。

5.根据权利要求4所述的一种用于GIS内部缺陷检测的光学探头，其特征在于，所述的圆形法兰盘(1)的外端面上，在以圆形法兰盘(1)中心为圆心的圆上，依次交叉设有多个螺纹孔和沉头孔，所述的沉头孔内设有与法兰盖板紧固的内六角螺栓，所述的螺纹孔与设置在盖板(3)上的通孔(3.4)位置相对，并通过内六角螺栓固定。

6.根据权利要求5所述的一种用于GIS内部缺陷检测的光学探头，其特征在于，所述的圆柱体结构(3.3)底部中心处开设有一圆孔(3.5)，该圆孔(3.5)的一端与中心通孔连通，另一端伸出圆柱体结构(3.3)形成外螺纹结构(3.6)，所述的外螺纹结构(3.6)作为与外接光纤连接的连接端。

7.根据权利要求6所述的一种用于GIS内部缺陷检测的光学探头，其特征在于，所述的圆孔(3.5)孔径小于中心通孔孔径。

8.根据权利要求3所述的一种用于GIS内部缺陷检测的光学探头，其特征在 于，所述的中心通孔的内侧壁上设有两道用于轴密封的密封槽，并安装轴密封圈。

9.根据权利要求1所述的一种用于GIS内部缺陷检测的光学探头，其特征在于，所述的圆形法兰盘(1)的内端面上设有一平面密封槽，内部设置平面密封圈。

10.根据权利要求4所述的一种用于GIS内部缺陷检测的光学探头，其特征在于，所述的圆孔结构(1.3)在与圆柱体结构(3.3)压紧接触的面上设有一道密封槽，并安装密封圈。