[發明專利]測量氣體絕緣組合電器局部放電特高頻信號的電介質窗口

無效

• 申請號: 200910080765.X
• 申請日: 2009-03-27
• 公開（公告）號: CN101526554A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 李成榕;齊波;王偉
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01R1/02
• 分類號: G01R1/02;G01R31/08
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 史雙元

技術領域

本發明屬于電氣設備絕緣檢測技術領域，尤其涉及一種測量氣體絕緣組合電器局部放電特高頻信號的電介質窗口。

背景技術

氣體絕緣組合電器(GIS)具有占地面積小，運行可靠性高等優點，但因其內部由于生產制造或者長期運行過程中出現的潛伏性絕緣缺陷仍會引發故障并逐步擴大，常常導致重大事故的發生。GIS最通常的電氣故障特征是在絕緣完全擊穿或閃絡前發生局部放電。通過對GIS局部放電進行檢測，可以反映GIS的絕緣狀況，預先發現GIS內存在的絕緣缺陷，甚至確定缺陷的位置，對實時掌握絕緣狀況，提高GIS運行安全的可靠性，具有重要意義。

用特高頻法(UHF)實現GIS局部放電的檢測是近幾年才發展起來的方法，該方法的最大優點是對頻率為100MHz及以下的干擾信號(如現場空氣中電暈放電干擾等)的抗干擾能力強，可以有效去除常規的局部放電電氣測量方法中難以避開的干擾信號，并可區別不同故障的性質和對故障點進行定位，特別適用于現場檢測。

國內外現有的GIS局部放電特高頻傳感方法主要有兩種，其一是體內傳感方法，該方法是將傳感器安放在GIS殼體內部，因此不易受外界電磁干擾的影響，抗干擾能力較強，靈敏度較高，但需要在GIS體內安裝，傳感器與GIS內氣體直接接觸，可能影響GIS運行的可靠性，安全可靠性較差，并且傳感器只能在GIS制造或者檢修時置入，安裝不方便，使得該方法的應用受到限制；其二是體外傳感方法，該方法是將傳感器安放在GIS殼體外部，通常安裝于絕緣子外緣，從而可接收到局部放電所產生的電磁波信號，這種方法安裝簡便，檢測靈活，安全可靠性高，可以對局部放電源進行快速定位，但由于傳感器安裝在GIS殼體外部，易受外界特高頻干擾信號的影響，抗干擾能力相對較弱，，并且從GIS絕緣子輻射出的電磁波能量較小，加之在空間衰減較大，靈敏度大大降低，應用也受到一定限制。

發明內容

本發明的目的是提供對300MHz～3GHz的電磁波信號具有放大作用，抗干擾能力強，靈敏度高，同時在檢測過程中不影響GIS內部絕緣與密封特性，安全可靠性高的一種測量氣體絕緣組合電器局部放電特高頻信號的電介質窗口，其特征在于，所述測量氣體絕緣組合電器局部放電特高頻信號的電介質窗口由絕緣電介質板、天線陣列、螺栓和將絕緣電介質板固定于金屬連接腔體上構成；在金屬連接腔體前端，以焊接方式與氣體絕緣組合電器殼體上的開孔固定連接，金屬連接腔體后端接有用于固定絕緣電介質板的金屬法蘭盤；天線陣列由按照規律排布的天線群構成，內嵌于絕緣電介質板中，金屬保護蓋通過螺栓將絕緣電介質板固定于金屬連接腔體上。

所述金屬保護蓋中間開有與金屬連接腔體內徑相同的圓孔。

本發明的有益效果為：本發明綜合體內傳感器法和體外傳感器法的優點，對300MHz～3GHz的電磁波信號具有放大作用，抗干擾能力強，靈敏度高，同時在檢測過程中不影響GIS內部絕緣與密封特性，安全可靠性高。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明是由金屬連接腔體1、絕緣電介質板2、天線陣列3、螺栓4和金屬保護蓋5五部分構成。絕緣電介質板2固定于金屬連接腔體1上。金屬連接腔體1前端與氣體絕緣組合電器(GIS)殼體6以焊接方式連接。金屬連接腔體1后端接有用于固定絕緣電介質板2的金屬法蘭盤12。天線陣列3由按照一定規律排布的天線群31構成，內嵌于絕緣電介質板2中；金屬保護蓋5通過螺栓4將絕緣電介質板2固定于金屬連接腔體1上，金屬保護蓋5中間開有與金屬連接腔體1內徑相同的圓孔51。

從電磁波傳播的角度，氣體絕緣組合電器殼體的金屬同軸結構是一個良好的波導，若氣體絕緣組合電器殼體的一側接有金屬連接腔體，其結構相當于在同軸波導一側上聯結有一段較短的波導管，若氣體絕緣組合電器中發生局部放電，放電源會在氣體絕緣組合電器殼體內部產生電磁波，該電磁波可以經過此較短的波導管，即金屬連接腔體向外傳播。金屬連接腔體的后端接有內置金屬導體的絕緣電介質板，此時位于絕緣電介質板中的金屬導體成為準天線，不僅接收、傳導從氣體絕緣組合電器殼體經金屬連接腔體傳播過來的電磁波，而且作為發射天線向外部發射電磁波，各個導體形成天線陣列，所發射的電磁波相互疊加，相互增強，通過氣體絕緣組合電器殼體、金屬連接腔體以及天線陣列的配合，可以對300Mhz～3GHz的電磁波起到放大作用，并且該放大作用我們通過仿真和試驗驗證過，效果非常明顯。