CN210222180U - 内置式放电传感器的气密性结构及罐式断路器和含有sf6气体的高压电气设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供的内置式放电传感器的气密性结构及罐式断路器和含有SF6气体的高压电气设备，涉及电力检测设备领域。技术方案为：GIS罐体的传感器安装口上设有法兰，法兰上设有凹槽，凹槽内涂抹宽温润滑脂层，密封圈安装在宽温润滑脂层上；其中，凹槽的侧壁和竖直方向之间的角度α与温度T满足如下函数关系：当T＜‑40℃时，α≤‑2.5°；当T＞60℃时，α≥3.5°；当‑40℃≤T≤60℃时，α＝1.5+0.012T。本公开通过在GIS罐体上的传感器安装口的法兰上设置凹槽，并先在凹槽内涂抹宽温润滑脂层，然后将密封圈放入凹槽内，该宽温润滑油能够在极冷和极热的工况下使用，其作用是密封，而非润滑；通过对凹槽的侧壁和竖直方向之间的角度α进行设计，以使本公开在极冷、极热和普通工况均能使用。

Description

内置式放电传感器的气密性结构及罐式断路器和含有SF6气 体的高压电气设备

技术领域

本公开涉及电力检测设备领域，具体涉及内置式放电传感器的气密性结构及罐式断路器和含有SF6气体的高压电气设备。

背景技术

超高频法(UHF法)是通过超高频信号传感器接收局部放电过程辐射的超高频电磁波，实现局部放电的检测。研究认为：每一次局部放电都发生正负电荷中和，伴随有一个陡的电流脉冲，并向周围辐射电磁波。试验结果表明：局部放电所辐射的电磁波的频谱特性与局放源的几何形状以及放电间隙的绝缘强度有关。当放电间隙比较小时，放电过程的时间比较短，电流脉冲的陡度比较大，辐射高频电磁波的能力比较强；而放电间隙的绝缘强度比较高时，击穿过程比较快，此时电流脉冲的陡度比较，辐射高频电磁波的能力比较强。变压器油－隔板结构的绝缘强度比较高，因此变压器中的局部放电能够辐射很高频率的电磁波，最高频率能够达到数GHz。荷兰KEMA实验室的Rutgers等人和英国Strathclyde大学的Judd等人的研究表明：油中放电上升沿很陡，脉冲宽度多为纳秒级，能激励起1GHz以上的超高频电磁信号。它可以通过超高频传感器加以耦合接收，这就为进一步研究超高频检测技术在电力变压器中的应用提供了依据。在超高频范围内(300MHz～3000MHz)提取局部放电产生的电磁波信号，外界干扰信号几乎不存在，因而检测系统受外界干扰影响小，可以极大地提高变压器局部放电检测(特别是在线检测)的可靠性和灵敏度。

UHF检测系统由特高频天线、50Q射频同轴电缆、数字式示波器、计算机，以及分析软件等组成。从结构上，UHF传感器分为内置式和外置式两种。对于内置式UHF传感器，因为内置式UHF传感器要与GIS内部高压SF6气体接触，因此，必须满足GIS整体设计时的气密性要求：在0.4Mpa下不漏气。

因此，本公开研制一种在极冷、极热、以及普通工况下均能满足在0.4Mpa 不漏气的的内置式放电传感器的气密性结构要求十分必要。

发明内容

本公开的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在极寒、极热的工况下均能满足密封性要求的内置式放电传感器的气密性结构。

本公开提供的内置式放电传感器的气密性结构，其技术方案为：

内置式放电传感器的气密性结构，其特征在于，GIS罐体上设置有传感器安装口，所述传感器安装口上设置有法兰，所述法兰上设置有凹槽，所述凹槽内涂抹有用于起密封作用的宽温润滑脂层，密封圈安装在所述宽温润滑脂层上；其中，所述凹槽的侧壁和竖直方向之间的角度为α，角度α与温度T满足如下函数关系：

当T＜-40℃时，α≤-2.5°；

当T＞60℃时，α≥3.5°；

当-40℃＜T＜60℃时，α＝1.5+0.012T。

本公开通过在GIS罐体上的传感器安装口的法兰上设置凹槽，并先在凹槽内涂抹宽温润滑脂层，然后将密封圈放入凹槽内，该宽温润滑脂层的主要作用是密封，而非传统意义上的润滑作用；通过在极冷工况下——温度T小于40℃时：将凹槽的侧壁和竖直方向之间的角度α设置成小于-2.5°，以使本公开的内置式放电传感器的气密性结构在极冷的工况下仍能满足在0.4Mpa下不漏气的要求；通过在极热工况下——温度T高于60℃时：将凹槽的侧壁和竖直方向之间的角度α设置成大于3.5°，以使本公开的内置式放电传感器的气密性结构在极热的工况下仍能满足在0.4Mpa下不漏气的要求；通过在普通工况下——-40℃＜T＜60℃时，本公开的申请人经过大量的试验、分析得知：凹槽的侧壁和竖直方向之间的角度α与温度T满足函数关系：α＝1.5+0.012T，通过这一函数关系，即可得到在某一工况下的凹槽的侧壁和竖直方向之间的角度α的具体数值，当需要将包含本公开的置式放电传感器的气密性结构放在某一环境中，仅需测量该环境中的温度T，即可得知该环境下的凹槽的侧壁和竖直方向之间的最佳角度值进而根据该最佳角度值对该凹槽进行加工，以实现在0.4Mpa下完全不漏气。

本公开还提供了罐式断路器，所述罐式断路器包括上述所述的内置式放电传感器的气密性结构。

本公开还提供了含有SF6气体的高压电气设备，所述含有SF6气体的高压电气设备包括上述所述的内置式放电传感器的气密性结构。

附图说明

图1为本公开的内置式放电传感器的气密性结构示意图。

图2为本公开内置式放电传感器的气密性结构中的凹槽结构示意图。

图中，1-GIS罐体，2-传感器安装口，3-法兰，4-凹槽。

具体实施方式

这里将详细地对示例性公开进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性公开中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

GIS内部发生局部放电时，由于放电点处电荷的迅速转移，形成持续时间很短的电流脉冲(ns级)，并产生频率分量极其丰富的电磁信号(高达GHz)，通过传感局部放电所产生的电信号进行局部放电检测，有可能实现较高的灵敏度，并能够及时发现早期的局部放电。

局部放电电信号传感面临的关键困难是电磁干扰问题。GIS局部放电在线检测要求在GIS运行的现场条件下进行检测，由于电晕放电等原因，现场条件下存在大量的电磁干扰信号。尤其常规局部放电检测所使用的频段(几十kHz～几百kHz)，干扰信号的强度有可能远远大于所要检测的局部放电信号，使得局部放电检测的电信号传感器无法实现。GIS局部放电检测的UHF传感方法正是针对抗电磁干扰问题提出的，并在UHF频段内选择合适的频段进行局部放电的电信号传感。

GIS运行现场的干扰源主要有：架空线和变电站母线上的电晕放电，导体接触不良产生的电弧放电，站内可控硅产生的强点脉冲，其他设备内部的放电，无线电波，载波通讯，系统内开关动作等。

将导体放置在磁场变化的空间，导体有可能产生谐振而将空间的自由波动转换成传输结构的导波，从而实现电磁波的接收。实际中常常称导体为接收天线(天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒体中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或者接收电磁波的部件)，其结构往往决定了接收电磁波信号的能力，设计合理，天线可以接收到局部放电所产生的超高频信号。与接收天线对应的是发射天线，工作时是接收天线的逆过程——把传输结构上的导波转换成空间的电磁波，这两种工作在不同状态的天线是互易的，即天线用于发射和接收时性能参数相同。

UHF法是目前局部放电检测的一种有效方法，该方法通过天线传感器接收局部放电过程辐射的UHF电磁波，实现局部放电的检测。

任何利用无线电波传递信息的系统，都包括“发射端-无线电波传播-接收端”三个环节。为此，就必须有能够辐射和接收电磁波的设备，这个设备就是天线。所以说，天线的重要作用就是辐射或接收电磁波。放电传感器的设计主要是接收天线的设计，表征天线性能的参数主要有：方向图、方向性、增益、极化特性、天线效率、带宽以及输入阻抗等。

该技术的特点在于：检测频段较高，可以有效地避开常规局部放电测量中的电晕、开关操作等多种电气干扰；检测频带宽，所以其检测灵敏度很高；而且可识别故障类型和进行定位。UHF检测的特点使其在局部放电检测领域具有其他方法无法比拟的优点，因而在近年来得到了迅速的发展和广泛的应用。但它对传感器的采集精度和宽带要求很高，因此造价较高。

本公开提供的内置式放电传感器的气密性结构，如图1-2所示，GIS罐体1 的传感器安装口2上设置有法兰3，所述法兰3上设置有凹槽4，所述凹槽4 内涂抹有用于起密封作用的宽温润滑脂层，密封圈安装在所述宽温润滑脂层上；其中，所述凹槽4的侧壁和竖直方向之间的角度为α，角度α与温度T满足如下函数关系：

当T＜-40℃时，α≤-2.5°；

当T＞60℃时，α≥3.5°；

当-40℃≤T≤60℃时，α＝1.5+0.012T。

现有技术中均是通过在法兰上的凹槽内设置润滑油，该润滑油仅能起到润滑作用，本公开通过在GIS罐体1上的传感器安装口2的法兰3上设置凹槽4，并先在凹槽4内涂抹宽温润滑脂层，然后将密封圈放入凹槽内，该宽温润滑脂层的主要作用是密封，而非传统意义上的润滑作用，该宽温润滑油能够满足在极冷和极热的工况下使用；并进一步根据环境的温度值，对凹槽4的侧壁和竖直方向之间的角度α进行设计，以使本公开在极冷、极热和普通工况下均能够使用。具体地：在极冷工况下——温度T小于40℃：将凹槽的侧壁和竖直方向之间的角度α设置成小于-2.5°；在极热工况下——温度T高于60℃时：将凹槽的侧壁和竖直方向之间的角度α设置成大于3.5°；在普通工况下——-40℃≤温度T≤60℃时，将凹槽的侧壁和竖直方向之间的角度α与温度T进行满足如下函数关系：α＝1.5+0.012T，该函数是本公开的申请人经过大量的温度T与凹槽的侧壁和竖直方向之间的角度α的试验测量数据，采用数据拟合的方法得到。当需要将包含本公开的置式放电传感器的气密性结构放在某一环境中，仅需测量该环境中的温度T，即可得知该环境下的凹槽的侧壁和竖直方向之间的角度α的最佳角度数值，进而根据该最佳角度数值对该凹槽进行加工，以满足在0.4Mpa下不漏气的要求。

本公开还提供了罐式断路器，所述罐式断路器包括上述所述的内置式放电传感器的气密性结构。

本公开还提供了含有SF6气体的高压电气设备，所述含有SF6气体的高压电气设备包括权利要求1所述的内置式放电传感器的气密性结构。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和公开仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (3)

1.内置式放电传感器的气密性结构，其特征在于，GIS罐体的传感器安装口上设置有法兰，所述法兰上设置有凹槽，所述凹槽内涂抹用于密封的宽温润滑脂层，密封圈安装在所述宽温润滑脂层上；其中，所述凹槽的侧壁和竖直方向之间的角度为α，角度α与温度T满足如下函数关系：

当T＜-40℃时，α≤-2.5°；

当T＞60℃时，α≥3.5°；

当-40℃＜T＜60℃时，α＝1.5+0.012T。

2.罐式断路器，其特征在于，所述罐式断路器包括权利要求1所述的内置式放电传感器的气密性结构。

3.含有SF6气体的高压电气设备，其特征在于，所述含有SF6气体的高压电气设备包括权利要求1所述的内置式放电传感器的气密性结构。

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