[發明專利]一種用于GIS局部放電檢測的外置式傳感器

在審

• 申請號: 201610260320.X
• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN105676094A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 邵先軍;何文林;周華;張弛;徐華
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R1/04;H01Q1/38
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

技術領域

本發明涉及電力設備絕緣狀態診斷技術領域，特別是涉及一種用 于GIS局部放電檢測的外置式傳感器。

背景技術

氣體絕緣組合電器(GasInsulatedSwitchgear，GIS)具有占地空間 小、運行可靠性高等優點，在變電站內逐漸獲得廣泛應用。GIS在裝 配及運行過程中可能會產生影響絕緣性能的缺陷，如在中心導桿上產 生劃痕、斷路器開斷過程中產生金屬微粒等。GIS采用高氣壓SF₆氣 體絕緣，且內部電場為稍不均勻場，內部存在的缺陷會引起局部電場 增強，引發局部放電甚至絕緣擊穿。

其中，局部放電表現為上升沿極陡、脈寬極窄的電流脈沖，會激 發出特高頻段(300MHz～3GHz)的電磁波。GIS的同軸結構為一個良好 的波導，可以有效地傳播局部放電產生的電磁波信號，因此可利用天 線接收電磁波信號進而檢測局部放電。現場變電站的GIS有許多間隔 組成，各個間隔之間采用盆式絕緣子分割，盆式絕緣子起到機械支撐 與氣體隔離兩方面的作用。局部放電產生的電磁波信號可由敞開式盆 式絕緣子或封閉盆式絕緣子的澆鑄孔泄露出來，因此可以將傳感器安 裝在盆式絕緣子上以檢測泄露的電磁波信號，這種傳感器稱為外置式 傳感器。外置式傳感器具有不侵入GIS腔體且安裝方便等多方面的優 點，在GIS局部放電耐壓試驗及帶電檢測中均獲得廣泛應用。

目前已有GIS外置式傳感器包括矩形貼片天線、喇叭天線、雙極 子天線等。但是，矩形貼片天線接收頻段一般較窄，檢測靈敏度低； 喇叭天線體積過大，不便于攜帶；雙極子天線雖然結構簡單，但安裝 時需要合理選擇位置，要求現場人員具有一定的天線基礎知識。另外， 目前許多天線有效檢測帶寬未經過合理設計，不能與盆式絕緣子泄露 電磁波的主要頻帶對應起來(600MHz～2GHz)，因此檢測靈敏度不高。

因此，如何提供一種檢測靈敏度高、便于攜帶且適用于現場應用 的GIS外置式局部放電檢測傳感器是本領域技術人員目前需要解決的 技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于GIS局部放電檢測的外置式傳感 器，具有較高的檢測林敏度，且便于攜帶，適用于現場應用。

為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案：

一種用于GIS局部放電檢測的外置式傳感器，包括：

用于接收GIS局部放電所產生的電磁波信號的翼型貼片天線；

所述翼型貼片天線的外部包覆有用于固定在所述GIS的盆式絕緣 子上的傳感器外殼，所述傳感器外殼還用于封裝所述翼型貼片天線， 以及屏蔽外部干擾信號；

所述傳感器外殼上設有用于連接外接饋電同軸電纜的饋電N型同 軸接頭；

所述傳感器外殼內還設有用于連接所述翼型貼片天線和所述饋 電N型同軸接頭的第一同軸電纜。

優選地，所述翼型貼片天線包括：

介質基片和兩片翼型金屬貼片，所述兩片翼型金屬貼片對稱設置 在所述介質基片上，且所述兩片翼型金屬貼片上各設置一個用于與所 述第一同軸電纜及屏蔽層連接的過孔焊盤。

優選地，所述翼型金屬貼片為梯形金屬貼片，所述梯形金屬貼片 的高度范圍為20mm～40mm，包括端點值；所述梯形金屬貼片的兩腰 之間的張角范圍為90°～120°，包括端點值。

優選地，所述傳感器外殼為金屬外殼，所述金屬外殼的底部包括 一用于容所述GIS局部放電所產生的電磁波信號進入的敞口，所述金 屬外殼的底面和所述翼型貼片天線所在平面平行，所述翼型貼片天線 所在平面和所述金屬外殼的底面的距離范圍為20mm～40mm，包括端 點值。

優選地，所述金屬外殼的側壁為與所述GIS的盆式絕緣子相貼合 的一邊為弧形的金屬側壁。

優選地，所述翼型貼片天線通過灌封膠澆鑄于所述傳感器外殼 內。

優選地，所述傳感器外殼內設有用于支撐和固定所述翼型貼片天 線的開口圓筒形支撐件。

優選地，所述介質基片為FR-4環氧玻璃布層壓板。

與現有技術相比，上述技術方案具有以下優點：