[發(fā)明專利]GIS局部放電在線檢測(cè)外置多頻帶特高頻傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410249474.X
• 申請(qǐng)日: 2014-06-06
• 公開（公告）號(hào): CN104133163B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐炬;譚巧;曾福平;張曉星;王邸博;凌超;肖松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/12
• 分類號(hào): G01R31/12
• 代理公司: 重慶大學(xué)專利中心50201
• 代理人: 王翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電氣設(shè)備內(nèi)部局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于氣體絕緣組合電器內(nèi)部局部放電在線檢測(cè)的外置超高頻傳感器。

背景技術(shù)

氣體絕緣組合電器(簡(jiǎn)稱GIS)具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、運(yùn)行安全可靠、維護(hù)工作量小、檢修周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)的發(fā)電廠及變電站中得到了廣泛應(yīng)用。但是，在GIS中因各種原因所產(chǎn)生的絕緣缺陷在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下將引發(fā)局部放電(簡(jiǎn)稱PD)，PD的持續(xù)發(fā)展會(huì)造成絕緣劣化甚至絕緣擊穿，導(dǎo)致停電事故，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重?fù)p失。當(dāng)GIS發(fā)生PD時(shí)，將伴隨產(chǎn)生豐富電磁波信號(hào)，因?yàn)镚IS是良好的波導(dǎo)體，故電磁波能夠沿著GIS的同軸波導(dǎo)結(jié)構(gòu)軸向傳播。實(shí)際運(yùn)行的GIS是由許多間隔組成，每個(gè)間隔直接用盆式絕緣子封閉并實(shí)現(xiàn)間隔的連接，這樣產(chǎn)生的電磁波信號(hào)還會(huì)從盆式絕緣子處向外泄露。

目前，按照PD檢測(cè)傳感器安裝位置中，傳感器安裝在GIS設(shè)備內(nèi)部，在設(shè)計(jì)建造時(shí)就必須進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝，其優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，抗電磁干擾能力強(qiáng)，檢測(cè)效果好。

但是，目前的PD檢測(cè)傳感器需要提前安裝，對(duì)于大量已經(jīng)投運(yùn)的GIS來說，對(duì)其進(jìn)行拆卸、改裝、重新安裝內(nèi)置式傳感器幾乎不可能。一是因?yàn)榇罅扛难b運(yùn)行中的GIS，會(huì)造成不必要的停電，增加經(jīng)濟(jì)成本；二是改裝GIS并安裝內(nèi)置式傳感器會(huì)破壞最初GIS設(shè)計(jì)的局部結(jié)構(gòu)，改變局部電場(chǎng)分布。另外，GIS在拆卸安裝過程中不可避免的會(huì)帶來一些絕緣缺陷，破壞GIS內(nèi)部的電氣絕緣效果。

因此，現(xiàn)有的傳感器需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決PD檢測(cè)傳感器需要提前安裝或是抗干擾能力低的問題。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，GIS局部放電在線檢測(cè)外置多頻帶特高頻傳感器，包括貼片、饋線、介質(zhì)基板、接地層、SMA型接口、封裝盒、同軸射頻電纜和高速數(shù)字采集器。

所述介質(zhì)基板的一側(cè)板面上覆蓋貼片、另一側(cè)覆蓋金屬接地層。所述貼片與饋線連接。

所述介質(zhì)基板被封裝在封裝盒中，所述SMA型接口安裝在所述封裝盒上。所述饋線與SMA型接口連接。所述SMA型接口通過同軸射頻電纜與高速數(shù)字采集器連接。

所述貼片包括第一段金屬貼片、第二段金屬貼片和第三段金屬貼片。

所述第一段金屬貼片是矩形天線，所述矩形的長(zhǎng)×寬為43mm×37mm。

所述第二段金屬貼片是一段長(zhǎng)度為546mm的回形天線。所述回形天線的一端懸空另一端與饋線相連。

所述矩形天線嵌套在回形天線上，二者共有11個(gè)交點(diǎn)和兩段重合線。所述矩形天線與回形天線的第一段重合線的長(zhǎng)度為40mm、寬度為1mm，經(jīng)過了回形天線的四個(gè)1mm的間隙。所述矩形天線與回形天線的第二段重合線的長(zhǎng)度總計(jì)為42mm，這一段中，長(zhǎng)度為5mm的一段的寬度為1mm，其余部分寬度為1.5mm。

所述第三段金屬貼片是一段長(zhǎng)度為103mm、寬度為1mm的框形天線。所述框形天線的兩端均連接在矩形天線上。所述框形天線中，長(zhǎng)度為50mm的一段與回形天線相連，這一段中，長(zhǎng)度為40mm的一段的兩側(cè)與回形天線相連、其余部分只有一側(cè)與回形天線相連。

本發(fā)明的技術(shù)效果是毋庸置疑的，具體地：

1.在40MHz到2GHz范圍內(nèi)具有多個(gè)檢測(cè)頻帶，部分檢測(cè)頻帶較寬，檢測(cè)頻帶內(nèi)駐波比小于2，能夠記錄PD的大部分信息，具有實(shí)際意義；

2.通過獨(dú)特的貼片結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，有效地縮小了天線的尺寸；

3.輸出阻抗為50Ω，易于與信號(hào)傳輸線路形成阻抗匹配；

4.具有良好的方向性，對(duì)從盆式絕緣子法向方向傳出的UHF信號(hào)具有較高增益，有利于屏蔽周圍其他方向的干擾信號(hào)。

故本發(fā)明可以廣泛的應(yīng)用于電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣PD的在線檢測(cè)，特別適用于GIS內(nèi)部局部放電在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，能有效的對(duì)GIS內(nèi)部的PD進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部的絕緣缺陷，并為GIS絕緣狀態(tài)的在線評(píng)估提供基礎(chǔ)，以避免停電事故的發(fā)生，保障電力系統(tǒng)供電的安全可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的外部結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明的使用狀態(tài)圖；

圖3為本發(fā)明的內(nèi)部剖視圖；

圖4為本發(fā)明的金屬貼片的形狀結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明的微帶天線在0.04G～2G范圍內(nèi)的實(shí)測(cè)駐波比曲線圖；

圖6為本發(fā)明的金屬貼片。