一种UHF局部放电检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种UHF局部放电检测装置及检测方法，具有高灵敏度，高环境适应性。优选地，本发明专利技术的UHF局部放电检测装置包括金属屏蔽环，检测窗口，金属壳体。金属壳体为杯状的开口腔体，其开口端的周缘与金属屏蔽环的表面共形。根据本发明专利技术UHF局部放电检测装置实施的检测方法包括利用外置式UHF传感器检测从盆式绝缘子辐射出来的UHF信号实现局部放电检测，通过双端口从不同方向上检测信号，具有较高的灵敏度。

A UHF partial discharge detection device and its detection method

The invention proposes a UHF partial discharge detection device and a detection method, which has high sensitivity and high environmental adaptability. Preferably, the UHF partial discharge detection device of the invention comprises a metal shielding ring, a detection window and a metal shell. The metal shell is a cup shaped open cavity, and the periphery of the open end is conformal with the surface of the metal shielding ring. The detection method implemented by the UHF partial discharge detection device according to the invention includes detecting the partial discharge detection by using an external UHF sensor to detect the UHF signal radiated from the basin insulator, and detecting the signal from different directions through the dual port, and has high sensitivity.

【技术实现步骤摘要】
一种UHF局部放电检测装置及其检测方法
本专利技术涉及一种应用于GIS设备的检测装置及检测方法，具体涉及一种UHF局部放电检测装置及检测方法。
技术介绍
气体绝缘组合电器（GasInsulatedSwitchgear，简称GIS）是20世纪60年代中期出现的一种新型输变电设备，它把变电站里除变压器以外的各种电气设备全部或部分组合在一个封闭的金属外壳里，并充以0.4~0.5MPa具有优良绝缘性能的SF6气体，以实现导体对断口、相间及断口间的绝缘。具有占地面积少，受外界环境干扰小，检修周期长，现场安装工作量小和工程建设周期短等优点。尽管GIS设备运行的可靠性非常高，因其内部不可避免的缺陷仍会引发故障并逐步扩大，常常导致重大事故的发生，已成为电力部门极为关注的问题和本学科领域研究的热点。根据CIGRE23.10工作组国际调查报告的统计数据，1985年以前日本投运的GIS发生过562次故障，其中绝缘故障占60％左右，1985年以后投入的GIS的247次故障中绝缘故障占50％左右，而且绝缘故障又较多发生在较高电压等级的设备中。GIS电压等级越高，停电造成的损失越大，维修成本也越高。GIS最通常的电气故障特征是在绝缘完全击穿或闪络前发生局部放电。通过对GIS局部放电在线监测，可以监测GIS的绝缘状况，预先发现GIS内存在的绝缘缺陷，避免绝缘事故的发生。现有技术中用于接收UHF的传感器安装于GIS设备内部或安装于盆式绝缘子外表面（参见图1）。UHF传感器在GIS设备内部或盆式绝缘子外表面时，其接收到的电磁波信号频率非常宽。从信号频谱上看，在300MHz～1.5GHz频率范围内都有能量分布。外置式天线UHF局部放电检测法其基本使用方式为将天线放置在GIS盆式绝缘子环上，检测GIS内部局部放电发出的并通过内部传导经盆式绝缘子缝隙向外部泄漏的UHF信号，通过其泄漏的信号频谱特征来判断GIS内部可能出现的局部放电故障。如图1所示的一种使用外置式检测局部放电的检测方法，外置式UHF局部放电检测装置设置在盆式绝缘子2的信号泄漏口4处，用于检测从信号泄漏口4泄露的频率范围为1GHz≤F≤1.5GHz的局部放电信号。当GIS设备内部出现局部放电点3时，由于GIS设备的外壳1一般为金属，局部放电信号难以辐射到壳体1外部，盆式绝缘子2为绝缘体，其在壳体1上具有信号泄漏口4，局部放电信号从信号泄漏口4辐射到外部，将传感器设置在此，传感器内部的检查装置20即可以检测到局部放电信号，金属屏蔽罩30有效地屏蔽外部信号，防止干扰。上述技术中存在以下缺点：内置式的传感器需要对GIS设备进行改装，安装完毕后每一次进行维护都需要专人拆卸GIS设备，对于没有检测装置的老旧设备不方便升级。外置式检测装置虽然方便检测，然而由于绝缘子是一种透波材料，在GIS设备内部产生局部放电信号时，局部放电信号容易扩散到没有检测传感器的区域，或者在某一个方向上信号强在另一个方向上信号弱，这样有可能造成传送到外置式UHF局部放电检测装置的信号微弱而导致检测失败。而且GIS设备在应用于户外环境时，无任何遮挡、开放的绝缘子容易由于雨雪，UV照射等原因而老化造成裂缝，产生安全隐患。
技术实现思路
本专利技术提出一种UHF局部放电检测装置及检测方法，以解决现有技术存在的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种UHF局部放电检测装置，包括：金属屏蔽环、检测窗口和金属壳体；其中所述金属壳体为杯状的开口腔体，其开口一端具有与金属屏蔽环的表面共形的圆周面。进一步，在所述金属壳体的内部包括一个圆形金属片，圆形金属片通过两个探针与所述金属壳体外部的同轴连接器的内导体相连。进一步，所述检测窗口为正交的十字缝隙。进一步，所述检测窗口为十字缝隙或矩形缝隙或正方形缝隙。进一步，在安装时，所述金属壳体与所述检测窗口的几何中心对准，局部放电信号通过所述检测窗口耦合到所述圆形金属片。进一步，所述金属壳体与所述金属屏蔽环可以采用焊接或粘贴或机械固定的方式连接在一起。进一步，所述金属壳体内填充高介电常数的介质。又一方面，本专利技术还提供了一种局部放电检测装置的局部放电检测方法，包括以下步骤：S1：定时采集局部放电信号：采集时间到时，计算机首先通过总线控制SPDT开关轮流选通两个射频端口，信号通过放大器、滤波器后传送到输出电路处理，同时启动高速数字采集器的一个通道，依次将各个射频端口的信号转换为数字信号，再通过总线传送至计算机内进行数据处理；S2：局部放电判断：根据滤波器输出的信号幅值，以预先测定的检测现场的无局部放电的噪声信号幅值为判断依据，判断是否发生局部放电，当有局部放电发生时，进行下一步信号幅值比较，否则回到步骤S1等待下一次定时采集局部放电信号；S3：信号幅值比较：当有局部放电存在时，由于UHF电磁波在传播过程中有衰减，测量中比较不同端口检测到的放电信号的幅值大小，选取放电信号幅值最大的传感器；S4：显示：当发生局部放电时，将判断结果显示在计算机屏幕；当没有发生局部放电时，回到S1等待下一次定时采集局部放电信号。本专利技术利用UHF局部放电检测装置检测从盆式绝缘子辐射出来的UHF信号实现局部放电检测，通过双端口从不同方向上检测信号，且具有较高的灵敏度。检测窗口远小于天线的口径面，由此保证了金属屏蔽环的机械强度。金属屏蔽环提高了接地可靠性、防止恶劣环境对绝缘子的腐蚀。金属屏蔽环将整个绝缘子包裹起来。当GIS设备内部出现局部放电点时，由于GIS设备的外壳一般为金属，局部放电信号难以辐射到壳体外部，盆式绝缘子为绝缘体，在盆式绝缘子外部设置金属屏蔽环，金属屏蔽环上设有检测窗口，局部放电信号从检测窗口辐射到外部，金属壳体及其内部的圆形金属片通过耦合即可以检测到局部放电信号。本专利技术的UHF局部放电检测装置为全封闭结构，能有效地屏蔽外部信号，防止干扰。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为现有技术中外置式UHF局部放电检测装置的结构示意图；图2为本专利技术的UHF局部放电检测装置的金属屏蔽环的结构示意图；图3为本专利技术的UHF局部放电检测装置的金属壳体的侧视图；图4为本专利技术的UHF局部放电检测装置的金属壳体安装在金属屏蔽环上时的透视图；图5为本专利技术的UHF局部放电检测装置的输出信号的电路框图。其中：外壳1、盆式绝缘子2、检查装置20、局部放电点3、金属屏蔽罩30、信号泄漏口4；金属屏蔽环5、检测窗口6、圆形金属片7、金属壳体8、同轴连接器9。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。实施例1图2为本专利技术的UHF局部放电检测装置的金属屏蔽环的结构示意图。如图2所示，本实施例1提供了一种UHF局部放电检测装置，包括设置在GIS绝缘子环外的金属屏蔽环5，金属屏蔽环5上设有检测窗口6。该检测窗口6可以为十字缝隙、矩形缝隙、正方形缝隙或者多边形缝隙，本实施例以正交的十字缝隙为例。所述检测窗口6的数量可以不止一个，且多个检测窗口可以组成阵列。图3为本专利技术的UHF局部放电检测装置的金属壳体的侧视图。图4为本专利技术的UHF局部放电检测装置的金属壳体安装在金属屏蔽环上时的透视图。如图3、图4所示，本实施例1的UHF局部放电检测装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种UHF局部放电检测装置，其特征在于，包括：金属屏蔽环、检测窗口和金属壳体；其中所述金属壳体为杯状的开口腔体，其开口一端具有与金属屏蔽环的表面共形的圆周面。

【技术特征摘要】
1.一种UHF局部放电检测装置，其特征在于，包括：金属屏蔽环、检测窗口和金属壳体；其中所述金属壳体为杯状的开口腔体，其开口一端具有与金属屏蔽环的表面共形的圆周面。2.根据权利要求1所述的UHF局部放电检测装置，其特征在于，在所述金属壳体的内部包括一个圆形金属片，圆形金属片通过两个探针与所述金属壳体外部的同轴连接器的内导体相连。3.根据权利要求1所述的UHF局部放电检测装置，其特征在于，所述检测窗口为正交的十字缝隙。4.根据权利要求1所述的UHF局部放电检测装置，其特征在于，所述检测窗口为十字缝隙或矩形缝隙或正方形缝隙。5.根据权利要求2所述的UHF局部放电检测装置，其特征在于，在安装时，所述金属壳体与所述检测窗口的几何中心对准，局部放电信号通过所述检测窗口耦合到所述圆形金属片。6.根据权利要求1所述的UHF局部放电检测装置，其特征在于，所述金属壳体与所述金属屏蔽环可以采用焊接或粘贴或机械固定的方式连接在一起。7.根据权利要求1所述的UHF局部放电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小绪，赵轩，王力，董豪，
申请(专利权)人：南京中高知识产权股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32