CN207780166U - 用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器，包括：金属壳体，其内设有隔板以将金属壳体内部分为第一空间和第二空间，隔板上设有线缆孔，第一空间的壁上设有接头；金属盖板，其盖设于所述金属壳体上；天线，其设于第二空间内，天线包括绝缘介质基板和贴附于绝缘介质基板上的金属天线贴片，金属天线贴片包括相互对称设置的两个椭圆形金属贴片；线缆，其第一端与椭圆形金属贴片连接，其第二端穿过隔板上的线缆孔与所述接头连接；金属线缆压座，其设于隔板上位于第一空间的一侧。本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器信号接收面积大，屏蔽效果好。

Description

用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，尤其涉及一种用于绝缘缺陷检测的传感器。

背景技术

随着国民经济的不断发展和我国电力系统规模的不断增加，对电网运行的安全性和可靠性要求日益提高。气体绝缘全封闭组合电器(GIS)是特高压/超高压变电站的核心设备，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力系统中得到了广泛的应用。由于GIS设备的工作场强很高，绝缘裕度相对较小，导致一旦设备内部出现某种绝缘缺陷，极易发生设备击穿故障。为了保障电网的安全稳定运行，需要及时发现GIS设备的绝缘缺陷，消除事故隐患。

现有技术中，GIS设备制造过程中的偶然因素会造成一些先天性局部缺陷，如气泡、裂缝、悬浮导电质点和电极毛刺等。正是这些缺陷会造成绝缘体内部或表面出现某些区域电场强度高于平均电场强度，当这些区域的击穿场强低于平均击穿场强时，将会首先发生放电而其他区域仍保持绝缘特性。

这种放电是非贯性穿放电，反映了设备绝缘内部存在的弱点或生产过程中造成的缺陷，这种放电有一个逐步发展的过程，在一定条件下会导致绝缘状况严重劣化直至击穿。因此这种放电既是表征绝缘状况的特征量，又是引起绝缘劣化的主要原因。通过这种放电的检测，可及时发现设备内部绝缘存在的潜伏性缺陷，判断设备内部绝缘劣化的程度，避免设备发生突发性绝缘故障，这对保证电力设备安全运行具有十分重要的意义。

为了检测这种绝缘缺陷导致的放电，可以采用多种方法：脉冲电流法、超声波法、化学检测法、光学检测法或特高频(UHF)法。特高频(UHF)法以其灵敏度高，抗干扰能力强、能够识别并定位放电源等优点，近年来已成为电力设备放电检测的主要手段。UHF传感器利用天线耦合电磁波的原理，是UHF法实施的关键，其性能好坏直接影响着检测信号的灵敏度和波形，间接影响着放电类型的模式识别及放电源定位的准确度，是UHF检测法的核心技术之一。

随着UHF检测技术的发展，目前有多种UHF传感器被应用于GIS设备的放电检测和定位。根据传感器的安装位置大致可将其分为内置传感器和外置传感器。内置传感器可以安装在新建的变电站设备上，但是对于目前较多运行中的变电站，由于设备本身的结构问题或经济安全等方面的问题，不适宜安装内置传感器。基于此，需要考虑在GIS设备的外部安装外置式传感器，通过检测GIS设备绝缘连接件泄漏出来的电磁波来检测设备内部可能存在的绝缘缺陷。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器。该传感器通过优化结构设计，信号接收面积大，检测灵敏度高，屏蔽效果好。

基于上述目的，本实用新型提供了一种用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器，包括：

金属壳体，其内设有隔板以将金属壳体内部分为第一空间和第二空间，所述隔板上设有线缆孔，所述第一空间的壁上设有接头；

金属盖板，其盖设于所述金属壳体上，以将第一空间形成为封闭空间；

天线，其设于所述第二空间内，所述天线包括绝缘介质基板和贴附于绝缘介质基板上的金属天线贴片，所述金属天线贴片包括相互对称设置的两个椭圆形金属贴片；

线缆，其第一端与椭圆形金属贴片连接，其第二端穿过隔板上的线缆孔与所述接头连接；

金属线缆压座，其设于隔板上位于第一空间的一侧，所述金属线缆压座与线缆的金属芯接触连接。

上述方案中，本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器采用双层腔体一体化结构设计，其中，金属壳体可以有效地屏蔽外部的电磁信号，尽可能地排除信号干扰，保障检测质量。

在本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器中，线缆孔的直径最好略大于线缆的直径，以便线缆可以穿过该线缆孔。

此外，在一些实施方式中，金属盖板上可以设置多个安装孔，以使金属盖板安装到金属壳体上后更牢固更可靠。

此外，在本实用新型所述的技术方案中，天线包括绝缘介质基板和贴附于绝缘介质基板上的金属天线贴片，用于传感器接收信号，采用两个相互对称设置的椭圆形金属贴片作为金属天线贴片，可以使信号接收面积更大。此外，在一些实施方式中，两个椭圆形金属贴片上还可以设置焊点，以便线缆通过焊接方式与该椭圆形金属贴片进行连接。此外，绝缘介质基板上可以设置多个固定孔，以便通过螺钉穿过该固定孔将绝缘介质基板安装到金属壳体上，从而使得天线固定安装在金属壳体的第二空间内。

需要说明的是，在本实用新型所述的技术方案中，金属线缆压座与线缆的金属芯接触连接，以使线缆在该金属线缆压座处起到良好的接地作用。为了使线缆与金属线缆压座接触更可靠，在一些实施方式中，可以在此处用焊锡焊接一下。

进一步地，在本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器中，所述椭圆形金属贴片为椭圆形铜贴片。

进一步地，在本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器中，所述接头为N型接头。

更进一步地，在本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器中，所述金属线缆压座包括固定设于隔板上的凸台以及与凸台可拆卸连接的金属压块，所述金属压块和凸台之间形成有容置线缆的压紧孔。

在本实用新型所述的技术方案中，金属压块上设置连接孔，凸台上也相应地设置连接孔，以便通过钉子将金属压块与凸台进行连接。

进一步地，在本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器中，所述压紧孔的孔径略小于线缆的金属芯的直径。

在本实用新型所述的技术方案中，压紧孔的孔径略小于线缆的金属芯的直径，以便金属线缆压座可以将穿过的线缆压紧。

进一步地，在本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器中，所述金属压块为铜制金属压块。

更进一步地，在本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器中，所述接头与所述第一空间的壁之间设有第一密封圈。

在本实用新型所述的技术方案中，接头与第一空间的壁之间设有第一密封圈，以保证传感器在潮湿的环境下也可以长时间使用。此外，第一空间的壁的外表面应尽量平整，以使密封圈能更好地起到保护作用。

进一步地，在本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器中，所述金属壳体和金属盖板之间设有第二密封圈。

在本实用新型所述的技术方案中，金属壳体和金属盖板之间设有第二密封圈，以保证传感器在潮湿的环境下也可以长时间使用。此外，金属壳体与金属盖板的接触面应尽量平整，以使密封圈能更好地起到保护作用。

进一步地，在本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器中，所述金属壳体位于第二空间这一侧的端面被设置为弧形端面。

在本实用新型所述的技术方案中，由于气体绝缘全封闭组合电器的盆式绝缘子的外形通常为圆筒状，因此，金属壳体位于第二空间这一侧的端面被设置为弧形端面，以便本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器更好地贴附于气体绝缘全封闭组合电器的盆式绝缘子上。

进一步地，在本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器中，所述金属壳体位于第二空间这一侧的端面具有向外侧伸出的耳部，所述耳部上开设有容置紧固带的槽，并且/或者所述耳部上设有紧固螺栓。

在本实用新型所述的技术方案中，当需要用本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器进行短期的在线监测时，可以用一根紧固带(在一些实施方式中，可以是布带)穿过耳部上开设的容置紧固带的槽，然后绕在气体绝缘全封闭组合电器的盆式绝缘子上进行固定，即可实现将本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器固定在气体绝缘全封闭组合电器的盆式绝缘子上。如果需要进行长期的在线监测，可以用金属带来固定，金属带的两端开孔，用螺母固定在紧固螺栓上即可。

本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器具有以下优点：

1)采用椭圆偶极子天线结构，信号接收面积大，检测灵敏度高；

2)采用双层腔体一体化结构设计，可以单独作为传感器使用，也可以集成后续信号处理电路板，改造为智能传感器；

3)屏蔽效果好，防水性强，在潮湿的环境中也可以持续使用；

4)本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器为便携式传感器，安装及拆解方便，既可用于现场带电检测，也可用于短期及长期的在线监测。

附图说明

图1为一种视角下的本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器在一种实施方式下的整体结构示意图。

图2为另一种视角下的本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器在一种实施方式下的整体结构示意图。

图3为一种视角下的本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器在一种实施方式下的未安装金属盖板的结构示意图。

图4为另一种视角下的本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器在一种实施方式下的未安装金属盖板的结构示意图。

图5为本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器在一种实施方式下的金属壳体的结构示意图。

图6为本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器在一种实施方式下的天线的结构示意图。

图7为本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器在一种实施方式下的金属压块的结构示意图。

图8为本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器在一种实施方式下的接头的结构示意图。

图9为本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器在一种实施方式下的金属盖板的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施例对本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本实用新型的技术方案构成不当限定。

图1为一种视角下的本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器在一种实施方式下的整体结构示意图。图2为另一种视角下的本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器在一种实施方式下的整体结构示意图。图3为一种视角下的本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器在一种实施方式下的未安装金属盖板的结构示意图。图4为另一种视角下的本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器在一种实施方式下的未安装金属盖板的结构示意图。图5为本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器在一种实施方式下的金属壳体的结构示意图。图6为本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器在一种实施方式下的天线的结构示意图。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器包括：金属壳体1，其内设有隔板5以将金属壳体1的内部分为第一空间6和第二空间7，隔板5上设有线缆孔8，第一空间6的壁B上设有接头9；金属盖板2，其盖设于金属壳体1上，以将第一空间6形成为封闭空间；天线3，其设于第二空间7内，其中，天线3包括绝缘介质基板31和贴附于绝缘介质基板31上的金属天线贴片32，其中，金属天线贴片32包括相互对称设置的两个椭圆形金属贴片321；线缆(图中未示出)，其第一端与椭圆形金属贴片321连接，其第二端穿过隔板5上的线缆孔8与接头9连接；金属线缆压座4，其设于隔板5上位于第一空间6的一侧，金属线缆压座4与线缆的金属芯(图中未示出)接触连接。

需要说明的是，在本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器中，线缆孔8的直径略大于线缆的直径，以便线缆可以穿过该线缆孔8。此外，椭圆形金属贴片321采用金属制成，尤其是，可以采用铜片制成。此外，为了保证本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器在潮湿的环境下也可以长时间使用，接头9与第一空间6的壁B之间设有第一密封圈(图中未示出)，金属壳体1和金属盖板2之间设有第二密封圈11。

此外，在本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器中，金属壳体1位于第二空间7这一侧的端面A被设置为弧形端面，以便本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器更好地贴附于气体绝缘全封闭组合电器的盆式绝缘子上。此外，端面A具有向外侧伸出的耳部12，耳部12上具有容置紧固带的槽13和紧固螺栓14，当需要用本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器进行短期的在线监测时，可以用一根紧固带(图中未示出，可以是布带)穿过耳部12上的容置紧固带的槽13，然后绕在气体绝缘全封闭组合电器的盆式绝缘子上进行固定，即可实现将本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器固定在气体绝缘全封闭组合电器的盆式绝缘子上。如果需要进行长期的在线监测，可以用金属带(图中未示出)来固定，金属带的两端开孔，用螺母(图中未示出)将金属带固定在紧固螺栓14上即可。

进一步参考图3可以看出，金属线缆压座4包括固定设于隔板5上的凸台41以及与凸台41可拆卸连接的金属压块42，其中，金属压块42和凸台41之间形成有容置线缆的压紧孔43。其中，压紧孔43的孔径略小于线缆的金属芯的直径，以便金属线缆压座4可以将穿过的线缆压紧。

还需要说明的是，在本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器中，线缆的第二端穿过隔板5上的线缆孔8后，再穿过压紧孔43时，剥去线缆的一段保护套，让其金属芯被压紧在压紧孔43内，之后再与接头9连接，以便线缆在金属线缆压座4处起到良好的接地作用。

进一步参考图6可以看出，两个椭圆形金属贴片321上各有一个焊点21，以便线缆的一端通过焊接方式与椭圆形金属贴片321进行连接。此外，绝缘介质基板31上设置了4个固定孔16(在其他实施方式中，固定孔16的数量可以更多)，以便使螺钉22穿过固定孔16以及金属壳体1上相应的固定孔23将绝缘介质基板31安装到金属壳体1上，从而使得天线3固定在金属壳体1的第二空间7内。

图7为本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器在一种实施方式下的金属压块的结构示意图。

如图7所示，并在必要时结合图1至图6，在本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器中，金属压块42的材质可以是铜，其上开设有两个连接孔24，以便通过固定钉18穿过连接孔24以及凸台41上相应的连接孔17将金属压块42与凸台41进行连接。此外，金属压块42上还开设有一个半圆形的凹槽25，以便与凸台41上相应的凹槽(图中未示出)形成压紧孔43。

图8为本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器在一种实施方式下的接头的结构示意图。

如图8所示，并在必要时结合图1至图6，在本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器中，接头9为N型接头，包括接头芯28、螺母27。其中，接头芯28上有外螺纹26，以便与第一空间6的壁B上开设的螺纹孔10相适配，从而将接头9安装到第一空间6的壁B上。

图9为本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器在一种实施方式下的金属盖板的结构示意图。

如图9所示，并在必要时结合图1至图6，在本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器中，金属盖板2上设置了多个安装孔15，以便通过固定钉19穿过安装孔15以及金属壳体1上相应的安装孔20将金属盖板2安装到金属壳体1上。需要说明的是，在其他的实施方式中，金属盖板2上的安装孔15以及金属壳体1上相应的安装孔20的数量可以更多，以便金属盖板2安装得更牢固更可靠。

由此可见，本实用新型所述的用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器信号接收面积大，检测灵敏度高，屏蔽效果好，防水性强，安装及拆解方便，广泛适用于气体绝缘全封闭组合电器的绝缘缺陷检测。

需要说明的是，本实用新型的保护范围中现有技术部分并不局限于本申请文件所给出的实施例，所有不与本实用新型的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本实用新型的保护范围。

此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本实用新型的具体实施例。显然本实用新型不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本实用新型公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于气体绝缘全封闭组合电器绝缘缺陷检测的传感器，其特征在于，包括：

金属壳体，其内设有隔板以将金属壳体内部分为第一空间和第二空间，所述隔板上设有线缆孔，所述第一空间的壁上设有接头；

金属盖板，其盖设于所述金属壳体上，以将第一空间形成为封闭空间；

天线，其设于所述第二空间内，所述天线包括绝缘介质基板和贴附于绝缘介质基板上的金属天线贴片，所述金属天线贴片包括相互对称设置的两个椭圆形金属贴片；

线缆，其第一端与椭圆形金属贴片连接，其第二端穿过隔板上的线缆孔与所述接头连接；

金属线缆压座，其设于隔板上位于第一空间的一侧，所述金属线缆压座与线缆的金属芯接触连接。

2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述椭圆形金属贴片为椭圆形铜贴片。

3.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述接头为N型接头。

4.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述金属线缆压座包括固定设于隔板上的凸台以及与凸台可拆卸连接的金属压块，所述金属压块和凸台之间形成有容置线缆的压紧孔。

5.如权利要求4所述的传感器，其特征在于，所述压紧孔的孔径略小于线缆的金属芯的直径。

6.如权利要求4所述的传感器，其特征在于，所述金属压块为铜制金属压块。

7.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述接头与所述第一空间的壁之间设有第一密封圈。

8.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述金属壳体和金属盖板之间设有第二密封圈。

9.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述金属壳体位于第二空间这一侧的端面被设置为弧形端面。

10.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述金属壳体位于第二空间这一侧的端面具有向外侧伸出的耳部，所述耳部上开设有容置紧固带的槽，并且/或者所述耳部上设有紧固螺栓。