CN216622570U - 用于gis绝缘缺陷检测的内置式局放传感器 - Google Patents

Abstract

一种用于GIS绝缘缺陷检测的内置式局放传感器，其特点在于，该传感器由耦合天线面板、环氧树脂浇筑块、连接柱、N型接头和GIS盖板构成。实验表明，本实用新型是内置式复合传感器，直接安装在GIS法兰上，不改变GIS设备原有结构及内部电场分布，具有灵敏度高、可靠性好、结构一体化、体积小的特点。

Description

用于GIS绝缘缺陷检测的内置式局放传感器

技术领域

本实用新型涉及气体绝缘开关(以下简称为GIS)，特别是一种用于GIS绝缘缺陷检测的内置式局放传感器。

背景技术

气体绝缘开关设备因其可靠性高、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。

研究表明，GIS设备内部的局部放电会产生一系列理化现象，如脉冲电流、电磁辐射、超声波、光信号以及SF₆中气体组分的变化等。根据局部放电所表现的特征，人们研究出各种局部放电的检测方法，其中主要包括高频电流法、超声波法、气体分析法、特高频法等。其中，特高频(ultra high frequency，UHF)检测法覆盖范围广、灵敏度高、抗干扰能力强，是近二十年来国内外局部放电检测领域研究的重点和热点。特高频检测法的原理是：当GIS设备内部的绝缘缺陷发生局放现象时，会向外界辐射出特高频电磁脉冲，并经由非完全屏蔽部位向外传播。通过对特高频电磁脉冲以一定手段进行感应耦合，可检测局部放电，并对放电源进行定位。

特高频法的关键是特高频传感器，

发明内容

本实用新型提供了一种用于检测GIS设备局部放电的内置式特高频传感器。该特高频传感器是内置式复合传感器，直接安装在GIS法兰上，不改变GIS设备原有结构及内部电场分布，具有灵敏度高、可靠性好、结构一体化、体积小的特点。

本实用新型是采用如下技术方案来实现的。

一种用于GIS局放检测的内置式局放传感器，其特点在于，该传感器由耦合天线面板、环氧树脂浇筑块、连接柱、N型接头和GIS盖板构成：

所述的耦合天线面板包括天线贴片与介质基板，所述的介质基板是有一圈均匀分布6个通孔的圆形面板，所述的天线贴片是由第一螺旋线和第二螺旋线相互盘旋缠绕并附着在所述的介质基板的表面，第一螺旋线的起点是一位于并穿过所述的介质基板的中心的圆柱体，该圆柱体的中心是一螺纹孔，第二螺旋线的终点是一个圆环，该圆环的中心刚好位于所述的一个通孔；

所述的环氧树脂浇筑块上一面有一圈6个沉头螺孔，所述的耦合天线面板另一面有一圈密封槽，所述的6个沉头螺孔与所述的耦合天线面板的6个通孔一一对应，通过六个内六角螺栓穿过将所述的环氧树脂浇筑块安装在所述的GIS盖板上；

所述的连接柱为一个圆柱，该圆柱的一端为外螺纹，另一端是内螺纹孔；

所述的N型接头芯的顶端为一个外螺纹，N型接头中部是方形法兰上是四个埋头孔，另一端是外接螺纹；

所述的GIS盖板为一个金属圆盘，有一圈中心对称的6个螺纹孔，该6个螺纹孔与所述的环氧树脂浇筑块的6个沉头螺孔配合，用来安装固定所述的环氧树脂浇筑块，围绕所述的6个螺纹孔一圈是两个密封槽，用来安装密封圈以防止GIS设备内部SF6气体的漏气，最外圈也是一圈6个通孔，用来将该GIS盖板安装在GIS设备上，所述的GIS盖板的另一个端面的中心有一个沉头通孔，围绕该沉头通孔有一圈8个螺纹孔，所述的沉头通孔与所述的连接柱中的内螺纹孔配合连接在一起，所述的N型接头的芯穿过所述的GIS盖板中心的沉头通孔后，再利用螺钉和螺纹孔将所述的N型接头固定在GIS盖板的端面上；

所述的耦合天线面板与所述的连接柱连接在一起后浇筑在所述的环氧树脂浇筑块的内部进行固定，三者结合即为该装置的内置传感器部分，所述的环氧树脂浇筑块安装于所述的GIS盖板的一个面上，所述的N型接头安装于所述的GIS盖板的另一个面上，所述的N型接头的芯端的外螺纹与连接柱的内螺纹孔连接在一起进行信号传输，所述的GIS盖板安装在GIS上后，所述的传感器位于GIS的内部。

所述的介质基板的材料为环氧树脂板，所述的天线贴片的材质为铜。

所述的6个螺纹孔、6个通孔、6个沉头螺孔都是一圈均匀分布的。

本实用新型有以下优点：

实验表明，本实用新型是内置式复合传感器，直接安装在GIS法兰上，不改变GIS设备原有结构及内部电场分布，具有灵敏度高、可靠性好、结构一体化、体积小的特点。

附图说明

图1是内置式传感器整体结构示意图及其内部结构剖视图；

图2是耦合天线面板示意图；

图3是耦合天线面板、连接柱安装完成后包裹环氧树脂浇注块后的整体示意图，剖视图显示其安装关系；

图4是连接柱结构示意图。

图5是N型接头示意图。

图6是GIS盖板结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步说明本实用新型。

实施例如图1所示，一种用于GIS局放检测的内置式局放传感器，其特征在于，该传感器主要由以下几部分构成：耦合天线面板1，环氧树脂浇筑块2，连接柱3，N型接头4，GIS盖板5，其中，耦合天线面板1与连接柱3连接在一起后浇筑在环氧树脂筑块2的内部进行固定，三者结合即为该装置的内置传感器部分，环氧树脂浇筑块3安装于GIS盖板5的一个面上，N型接头4安装于GIS盖板5的另一个面上，其芯与连接柱3连接在一起进行信号传输，GIS盖板5安装在GIS上后，传感器位于GIS的内部，需要对GIS内部进行局部放电检测时，用线缆把N型接头4与终端设备进行连接即可进行测试。

如图2所示，所述的耦合天线面板1由天线贴片与介质基板组成，天线贴片的材质为铜，其形状为两段盘旋的第一螺旋线Ⅰ和第二螺旋线Ⅱ，两者相互盘旋缠绕附着于所述的介质基板表面，介质基板的材料为环氧树脂板，第一螺旋线Ⅰ的起点是一个圆柱体Ⅰ-1，穿过介质基板的中心部位，圆柱体Ⅰ-1中心是一个螺纹通孔1.1，螺纹孔1.1与连接柱3连接在一起，第二螺旋线Ⅱ的终点是一个圆环形状Ⅱ-1，介质基板上有一圈6个通孔，其中一个通孔刚好位于圆环Ⅱ-1的中心，该孔的编号为1.2，耦合天线面板1的作用为接收信号，当GIS内部有局部放电时，其产生的特高频信号即可被耦合天线面板1接收到。

如图3及图4所示，连接柱3整体为一个圆柱形，圆柱的一端为一段外螺纹3.1，与耦合天线面板1中心的螺纹孔1.1连接在一起，另一端是一个内螺纹孔3.2，与N型接头4的芯连接在一起，连接柱3与耦合天线面板1连接在一起后整体包裹于环氧树脂浇筑块2中，三者固定成一个整体，环氧树脂浇筑块2上有一圈6个沉头通孔2.1，6个沉头孔2.1与耦合天线面板1中6个孔一一对应，通过六个内六角螺栓可以把环氧树脂浇筑块2安装在GIS盖板5上，因此其中一个螺栓刚好穿过耦合天线面板1中圆环Ⅱ-1的中心孔1.2，该螺栓把圆环Ⅱ-1和GIS盖板5连接在一起，起到接地的作用，环氧树脂浇筑块2与GIS盖板5贴合的一面上有一圈密封槽2.2，安装密封圈后可以防止GIS内部SF6气体的泄漏。

如图6所示，所述的GIS盖板5为一个金属圆盘，尺寸与GIS设备配合，安装在环氧树脂浇筑块2的端面上，有一圈共6个螺纹孔5.1，与环氧树脂浇筑块3中沉头螺孔2.1配合，用来安装固定环氧树脂浇筑块2，围绕螺纹孔5.1，是两个密封槽5.2，用来安装密封圈以防止GIS设备内部SF6气体的漏气，最外圈上，是一圈共8个通孔5.3，用来把GIS盖板5安装在GIS设备上，GIS盖板5的另一个端面中心有一个沉头通孔5.4，围绕沉头通孔5.4有一圈8个螺纹孔5.5，N型接头4的芯穿过沉孔5.4后，利用螺纹孔5.5固定在GIS盖板5的端面上。

如图5所示，所述的N型接头4为特制的N型接头，其芯的顶部为一个外螺纹4.1，与连接柱3中的内螺纹孔3.2配合连接在一起，N型接头4中方形法兰上是四个埋头孔4.2，与GIS盖板5中螺纹孔5.5配合，可以把N型接头4固定在GIS盖板5上，N型接头4的作用为输出信号，需要对GIS内部进行局部放电检测时，用线缆连接N型接头4即可把耦合天线面板1接收到的信号传输到测试终端。

本发明所有部分的详细安装情况如下：

所述的耦合天线面板1的中心部位与连接柱3连接在一起后整体包裹在所述的环氧树脂浇筑块2中；所述的环氧树脂浇筑块2安装在GIS盖板5的其中一个端面上；N型接头4安装在GIS盖板另一个端面上；所述的N型接头4的芯穿过GIS盖板5与连接柱3连接在一起；耦合天线面板1用来接收局放信号，N型接头4则用来传输信号。

实验表明，本实用新型是内置式复合传感器，直接安装在GIS法兰上，不改变GIS设备原有结构及内部电场分布，具有灵敏度高、可靠性好、结构一体化、体积小的特点。

Claims (3)

1.一种用于GIS绝缘缺陷检测的内置式局放传感器，其特征在于，该传感器由耦合天线面板(1)、环氧树脂浇筑块(2)、连接柱(3)、N型接头(4)和GIS盖板(5)构成：

所述的耦合天线面板(1)包括天线贴片与介质基板，所述的介质基板是有一圈均匀分布6个通孔(1.2)的圆形面板，所述的天线贴片是由第一螺旋线(I)和第二螺旋线(II)相互盘旋缠绕并附着在所述的介质基板的表面，第一螺旋线(I)的起点是一位于并穿过所述的介质基板的中心的圆柱体(I-1)，该圆柱体(I-1)的中心是一螺纹孔(1.1)，第二螺旋线(II)的终点是一个圆环(II-1)，该圆环(II-1)的中心刚好位于所述的一个通孔(1.2)；

所述的环氧树脂浇筑块(2)上一面有一圈6个沉头螺孔(2.1)，所述的耦合天线面板(1)另一面有一圈密封槽(2.2)，所述的6个沉头螺孔(2.1)与所述的耦合天线面板(1)的6个通孔(1.2)一一对应，通过六个内六角螺栓穿过将所述的环氧树脂浇筑块(2)安装在所述的GIS盖板(5)上；

所述的连接柱(3)为一个圆柱，该圆柱的一端为外螺纹(3.1)，另一端是内螺纹孔(3.2)；

所述的N型接头(4)芯的顶端为一个外螺纹(4.1)，N型接头(4)中部是方形法兰上是四个埋头孔(4.2)，另一端是外接螺纹；

所述的GIS盖板(5)为一个金属圆盘，有一圈中心对称的6个螺纹孔(5.1)，该6个螺纹孔(5.1)与所述的环氧树脂浇筑块(2)的6个沉头螺孔(2.1)配合，用来安装固定所述的环氧树脂浇筑块(2)，围绕所述的6个螺纹孔(5.1)一圈是两个密封槽(5.2)，用来安装密封圈以防止GIS设备内部SF6气体的漏气，最外圈也是一圈6个通孔(5.3)，用来将该GIS盖板(5)安装在GIS设备上，所述的GIS盖板(5)的另一个端面的中心有一个沉头通孔(5.4)，围绕该沉头通孔(5.4)有一圈8个螺纹孔(5.5)，所述的沉头通孔(5.4)与所述的连接柱(3)中的内螺纹孔(3.2)配合连接在一起，所述的N型接头(4)的芯穿过所述的GIS盖板(5)中心的沉头通孔(5.4)后，再利用螺钉和螺纹孔(5.5)将所述的N型接头(4)固定在GIS盖板(5)的端面上；

所述的耦合天线面板(1)与所述的连接柱(3)连接在一起后浇筑在所述的环氧树脂浇筑块(2)的内部进行固定，三者结合即为该传感器的内置传感器部分，所述的环氧树脂浇筑块(2)安装于所述的GIS盖板(5)的一个面上，所述的N型接头(4)安装于所述的GIS盖板(5)的另一个面上，所述的N型接头(4)的芯端的外螺纹(4.1)与连接柱(3)的内螺纹孔(3.2)连接在一起进行信号传输，所述的GIS盖板(5)安装在GIS上后，所述的传感器位于GIS的内部。

2.根据权利要求1所述的用于GIS绝缘缺陷检测的内置式局放传感器，其特征在于，所述的介质基板的材料为环氧树脂板，所述的天线贴片的材质为铜。

3.根据权利要求1所述的用于GIS绝缘缺陷检测的内置式局放传感器，其特征在于，所述的6个螺纹孔(5.1)、6个通孔(5.3)、6个沉头螺孔(2.1)都是一圈均匀分布的。

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