TW533640B - A method and device for detecting a partial discharge in an electrical device - Google Patents

Description

533640 A7 B7 五、發明説明（彳）， 發明背景 本發明是關於偵測部份放電之方法及裝置，特別是， 偵測氣體絕緣裝置之部份放電之方法及裝置。 習知的絕緣裝置包括氣體絕緣開關，氣體絕緣匯流排 ’氣體絕緣變壓器以及油變壓器，其全被使用於電源分站 °這些絕緣裝置由使用在經密封金屬容器或絕緣套內側之 絕緣體，如SF6，隔離高壓中心導體。如絕緣套之鬆散連接 或絕緣套之外部材質的存在之缺點可能造成電源裝置（分 站）的電介質崩潰。 電介質崩潰意外，其爲電源裝置最嚴重的意外之一， 經常伴隨著部份放電作預示（forerun )現象。所以，由偵 測部份放電，電源裝置的絕緣之不正常可能在早先的階段 或在電介質崩潰意外將不被造成之無關緊要的狀態中被偵 測。因此，在電源裝置中，避免維護技術是重要的。 一偵測部份放電之習知方法提供天線（感應器）於絕 緣套的絕緣套較低箱以致於由絕緣裝置內側之部份放電造 成之電磁波可以被偵測。換句話說，該天線被典型地提供 在絕緣套的基部。纜線典型地連接至該天線且係進一步連 接至測量放電之習知的測量裝置。不幸地，由於自各種存 在絕緣裝置之元件零件之干涉，偵測部份放電之習知的方 法與裝置對絕緣裝置內側之電磁波感度低。因此’部份放 電在習知的方法或裝置中不能適時地或正確地被偵測。 發明的節要 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) % 訂 經濟部智慧財產-¾員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4- 經濟部智慧財產.¾員工消費合作社印製 533640 A7 _ B7 __ 五、發明説明（2 ) 本發明以高感度與正確度提供偵測絕緣裝置內側之部 份放電之方法以及裝置。 本發明的一目的中偵測電裝置之放電被提供。該方法 包含提供具底下部凸緣與頂上部凸緣的絕緣套的動作。進 一步該方法提供護罩於自底下部凸緣延伸至至少頂上部凸 緣下之位置之絕緣套內側且提供天線於至少測量自偵測放 電之裝置之輸出訊號之經參考位置上之絕緣套外側。 在本發明的另一目的中提供偵測電裝置之放電之方法 。該方法包含提供具底下部凸緣與頂上部凸緣之絕緣套且 提供天線於測量自偵測放電之裝置之輸出訊號之位置之絕 緣套外側。該方法進一步提供位於底下部凸緣上大約底下 部凸緣與頂上部凸緣間之距離的3-20%之位置。 尙在本發明的另一目的中提供電裝置之放電偵測器包 含具底下部凸緣與頂上部凸緣的絕緣套以及於自底下部凸 緣延伸至至少頂上部凸緣下之位置之絕緣套內側之護罩。 偵測器進一步包括位於至少測量自偵測放電之裝置之輸出 訊號之經參考位置上之絕緣套外側之天線。 尙在本發明的另一目的中提供電裝置之放電偵測器包 含具底下部凸緣與頂上部凸緣的絕緣套以及於至少測量自 偵測放電之裝置之輸出訊號之位置之絕緣套外側之天線。 該位置位於底下部凸緣上大約底下部凸緣與頂上部凸緣間 之距離的3-20%。 圖形的簡要說明 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） -5- 533640 A7 _— _B7 五、發明説明（3 ) 上述發明的優點與特性自下列附圖有關所提供之詳細 說明將更清楚地了解。 圖1 ( A)舉例說明各種示範偵測部份放電上之天線的 靈敏度之天線的位置； 圖1 ( B)舉例說明在圖形格式中偵測部份放電的靈敏 度上之天線的位置的影嚮； 圖2舉例說明本發明的實施例； 圖3 (1) -3 ( 4)舉例說明本發明利用之示範的天線； 圖4舉例說明本發明的另一實施例； 圖5仍舉例說明本發明的另一實施例； 圖6舉例說明本發明的另一實施例； 圖7舉例說明偵測部份放電之先前技藝方法與裝置。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財4^7員工消費合作社印製 主要元件對照 3 絕緣套 6 中心導體 7 內護罩 16 .下部凸緣 18 上部凸緣 10 天線 1 氣爆電路斷路器 2 外側護罩 11 放大器 12 測量儀器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6- 533640 經濟部智慧財產^g〔工消費合作钍印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 13 纜 線 17 連 接 20 距 離 14 接 地電 15 絕 緣桿 較佳實施例的詳細說明 本發明的示範實施例將連接圖形說明如下。其它實施 例也許被利用且也許不違背本發明的精神與範圍做了結構 化或邏輯的改變。整個圖形類似項目由類似數字參考。 現在參考圖形，圖1 ( A )舉例說明各種標記爲”Α”-“Γ 之位置，在此做了電磁波之不同的位置測量。而且，圖1 ( Α)是舉例說明絕緣套3的底部之曝露截面圖。內護罩7被提 供於中心導體6與絕緣套3之間。內護罩7被用以增加電源裝 置的崩潰電壓。內護罩7自下部凸緣16的底延伸向上部凸緣 18 (圖2 )。如可自圖形看到，天線10的位置（圖2 )大大 地影嚮偵測電磁波的靈敏度。如所示，天線10越靠近至絕 緣套3的外側表面，偵測電磁波的靈敏度變越高。例如，在 位置” Α，”靈敏度僅大約-43db，而在位置”Β，”靈敏度增加至大 約-38db。此外，當天線10的位置被自下部凸緣16的底移至 上部凸緣18時，偵測的靈敏度變較高。例如，在位置”A，”靈 敏度僅大約-43db，而在位置”C，”靈敏度增加至大約-28db。 但，當天線10的位置被移至較內護罩7的終端高之位置時， 偵測的靈敏度變較低。例如，在位置”G，”靈敏度顯示大約_ 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

533640 經濟部智慧財產^員工消費合作社印製 A7 ___ B7 _五、發明説明（5 ) 10db的峰値，但當天線10位於” H”與”1”時穩定地減少。因此 ，由放置部份放電偵測裝置的天線10在對應於內護罩7的上 部終端之絕緣套3的外側表面達成非常高偵測的靈敏度是可 能的。換句話說，絕緣套3有下部凸緣16及上部凸緣18與於 自下部凸緣16延伸至至少上部凸緣18的頂端上之位置之絕 緣套內側之護罩7。天線10被提供於絕緣套3外側在至少作 爲測量自偵測放電之電源裝置之輸出訊號之內護罩7的上部 終端上。 圖2顯示本發明的實施例，其中天線10被置於氣爆電路 斷路器（GCB) 1的外側護罩2的附近。由天線10偵測之輸出 訊號透過提供訊號的小衰減之纜線而發送。放大器Π改進 訊號的S/N比。然後，輸出訊號由測量儀器12測量。由提供 天線10於剛好內護罩7上與絕緣套7外側之位置當檢閱GCB 1 時，一偵測部份放電之正確且有效的方法被提供。要注意 的是，內護罩7自下部凸緣16向上部凸緣18的頂部延伸至整 個長度20的某一部份之位置。天線10被提供於至少此位置 之上，換句話說，內護罩7的終端部份。 現在參考圖3 ( 1 ) -3 ( 4 )，顯示本發明中利用之示範 的天線。例如，如雙極天線3 ( 1 )，經折疊的雙極天線3 ( 2)，裂縫天線3 ( 3 )以及迴圈天線3 ( 4 )之天線可以被使 用作天線10。天線10係在連接17連接至纜線13。而且，以金 屬材料覆蓋天線10可以保護天線10免於進一步外面的雜訊 且在S/N比方面達成更大的改進。 圖4是絕緣套3沒有外側下部護罩2之實施例。如所示， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

訂

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8- 533640 A7 B7 __ 五、發明説明（6 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 天線10被設在位於下部凸緣16之上大約下部凸緣16的底端 至上部凸緣18的頂端間之距離的3-20%之位置。因此，在此 實施例中，與內護罩7的位置或存在無關，天線10被設在最 佳的位置，即，在下部凸緣16的底端至上部凸緣1 8的頂端 間之整個距離20的大約3-20%的距離，在此對電磁波之靈敏 度最大。而且，自lOOmhz至1 500mhz之頻帶係自電源裝置的 輸出訊號（電磁波）選擇。測量儀器12被使用以決定GCB 1 內側之部份放電是否存在。測量儀器1 2中所示之之圖，例 如，光譜分析儀，舉例說明利用lOOmhz至1 500mhz的頻帶之 經偵測的輸出訊號。 經濟部智慧財產苟員工消費合作T1印製 圖5顯示一實施例，其中接地電極14被置於鄰近天線10 。接地電極14避免由天線10感應之電位同時電力正被提供 。因此，不需保持放大器11與測量儀器12遠離地面。此方 法提供更簡單且安全的部份放電偵測。此外，周期因素’ 例如，功率相被給予由測量儀器12測量之特定的頻率。以 此方式，輸出訊號的周期性被用以偵測GCB 1內側之部份放 電的發生。一利用周期性之測量的範例被顯示於測量儀器 12中。 圖6是在絕緣桿15的上部末端包含天線10之部份放電測 量裝置的實施例。以接地電極14環繞天線10可以進一步避 免由天線10感應之電位。此消除絕緣放大器11與測量儀器 1 2且保持它們遠離地面之需要且致使GCB 1內側之部份放電 的測量容易不需停止電源供應。此外，即使偵測到不正常 的條件，設有判斷是否需要緊急測量的功能之測量儀器1 2 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 533640 A7 B7_ 五、發明説明（7 ) '， 是可能的。但，如果正常的條件存在於GCB 1內側，立即進 行另一 GCB 1的下一個測量是可能的.。結果，測試時間變得 較習知地所花費之時間短。 因咕，本發明提供偵測電裝置之部份放電之方法以及 裝置。發明包含提供具底下部凸緣與頂上部凸緣之絕緣套 。進一步發明提供護罩於自底下部凸緣延伸至至少頂上部 凸緣下之位置之絕緣套內側且提供天線於至少測量自偵測 放電之裝置之輸出訊號之經參考位置之上之絕緣套外側。 雖然發明已經以有關之示範實施例說明於上，明顯地 可以做許多修改與代替而不違背發明的精神與範圍。因此 ，本發明不限於前述的說明，但僅限於附加申請專利範圍 的範圍。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10-

Claims (1)

1. 533640 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範園 1. 一種偵測電裝置之放電之方法，包含動作： 提供具底下部凸緣與頂上部凸緣之絕緣套； 提供護罩於自該底下部凸緣延伸至至少該頂上部凸緣 之下之位置之該絕緣套內側；以及 提供天線於至少測量自偵測放電之裝置之輸出訊號之 該位置之上之該絕緣套外側。 2. 根據申請專利範圍第1項之方法，進一步包含供用該 偵測之輸出訊號之大約lOOmhz至大約1500mhz的頻率的動作 〇 3. 根據申請專利範圍第1項之方法，進一步包含供用該 偵測之輸出訊號的周期之改變的動作。 4. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該位置位於底 下部凸緣之上大約底下部凸緣與頂上部凸緣間之距離的3-20%。 5. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該天線是雙極 天線。 6. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該天線是經折 疊的雙極天線。 7. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該天線是裂縫 天線。 8. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該天線是迴圈 天線。 9. 根據申請專利範圍第1項之方法，進一步包含提供鄰 接於避免經感應的電位之該天線之接地電極的動作。 本紙張尺度適用中國國家#準（CNS ) A4規格（210X297公釐） "" -11 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

   經濟部智慧財產笱3(工消費合作社印製 533640 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 10·根據申請專利範圍第1項之方法，進一步包含提供環 繞避免經感應的電位之該天線之接地電極的動作。 11. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該電裝置是氣 體絕緣裝置。 12. —種偵測電裝置之放電之方法，包含動作： 提供具底下部凸緣與頂上部凸緣之絕緣套； 提供天線於測量自偵測該放電之該裝置之輸出訊號之 位置之該絕緣套外側；以及 該位置位於該底下部凸緣之上大約該底下部凸緣與該 頂上部凸緣間之距離的3-20%。 13. 根據申請專利範圍第12項之方法，進一步包含供用 該偵測之輸出訊號之大約lOOmhz至大約1 500mhz的頻率的動 作。 14. 根據申請專利範圍第12項之方法，進一步包含供用 該偵測之輸出訊號的周期之改變的動作。 15. 根據申請專利範圍第12項之方法，其中該天線是雙 極天線。 16. 根據申請專利範圍第12項之方法，其中該天線是經 折疊的雙極天線。 17. 根據申請專利範圍第12項之方法，其中該天線是裂 縫天線。 18. 根據申請專利範圍第12項之方法’其中該天線是迴 圈天線。 19. 根據申請專利範圍第12項之方法’進一步包含提供 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

   -12 - 533640 A8 B8 C8 •_________ D8 六、申請專利範圍 鄰接於避免經感應的電位之該天線之接地電極的動作。 20. 根據申請專利範圍第12項之方法，進一步包含提供 環繞避免經感應的電位之該天線之接地電極的動作。 21. 根據申請專利範圍第1·2項之方法，其中該電裝置是 氣體絕緣裝置。 22·—種電裝置之放電偵測器，包含： 具底下部凸緣與頂上部凸緣之絕緣套； 於自該底下部凸緣延伸至至少該頂上部凸緣之下之位 置之該絕緣套內側之護罩；以及 位於至少測量自偵測該放電之裝置之輸出訊號之該位 置之上之該絕緣套外側之天線。 23.根據申請專利範圍第22項的偵測器，其中該位置位 於該底下部凸緣之上大約底下部凸緣與頂上部凸緣間之距 離的3-20% 〇 24·根據申請專利範圍第22項的偵測器，其中該天線是 雙極天線。 25·根據申請專利範圍第22項的偵測器，其中該天線是 經折疊的雙極天線。 26.根據申請專利範圍第22項的偵測器，其中該天線是 裂縫天線。 27·根據申請專利範圍第22項的偵測器，其中該天線是 迴圈天線。 28.根據申請專利範圍第22項的偵測器，進一步包含鄰 接於避免經感應的電位之該天線之接地電極。 ^紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 一 -13 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .磨. 、π

   經濟部智慧时4苟，J(工消費合阼钍印製 533640 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 29.根據申請專利範圍第22項的偵測器，進一步包含環 繞避免經感應的電位之該天線之接地電極。 30·根據申請專利範圍第22項的偵測器，其中該電裝置 是氣體絕緣裝置。 31.—種電裝置之放電偵測器，包含： 具底下部凸緣與頂上部凸緣之絕緣套； 於測量自偵測該放電之該裝置之輸出訊號之位置之該 絕緣套外側之天線；以及 該位置位於該底下部凸緣之上大約該底下部凸緣與該 頂上部凸緣間之距離的3-20%。 3 2.根據申請專利範圍第3 1項的偵測器，其中該天線是 雙極天線。 3 3.根據申請專利範圍第3 1項的偵測器，其中該天線是 經折疊的雙極天線。 34.根據申請專利範圍第31項的偵測器，其中該天線是 裂縫天線。 3 5.根據申請專利範圍第31項的偵測器，其中該天線是 迴圈天線。 36. 根據申請專利範圍第31項的偵測器，進一步包含鄰 接於避免經感應的電位之該天線之接地電極。 37. 根據申請專利範圍第31項的偵測器，進一步包含環 繞避免經感應的電位之該天線之接地電極。 3 8.根據申請專利範圍第31項的偵測器，其中該電裝置 是氣體絕緣裝置。 本紙張尺度適用中國國家揉率（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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