充气绝缘电气装置内的故障探测法和探测仪制造方法及图纸

一种探测充气绝缘电气装置内故障的探测方法和探测仪，用以从金属外壳的外面探出在金属外壳内出现的绝缘故障的位置。若干装在金属外壳内某些位置上的探头（Ｓ－［０］—Ｓｎ）发出探测信号，从中得出在５００ＭＨｚ或５００ＭＨｚ以上的高频带频谱强度（ＹＨ），从各探头的频谱强度和安装位置的关系中算出具有最大频谱强度的位置．此位置即为部分放电的位Ｏ＆置（Ｘ）。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及充气绝缘电气装置内的故障探测法和探测仪，用以从金属外壳外面探出在金属外壳内发生的绝缘故障的位置。当具有装在充有绝缘气体的金属外壳内、由绝缘支承构件支承的高压导线的充气绝缘电气装置发生绝缘故障而不立即排除时，会造成击穿绝缘的严重事故。因此，必须从金属外壳的外面在具有故障征兆的阶段，例如在出现部分放电的阶段，就从金属外壳的外面探测故障以便采取适当的对策。因此，现在已有探测充气绝缘电气装置内故障的各种探测法和探测仪。其中的一个例子是日本审查前的公开号为62-245976的专利申请所公开的方案，在此方案中，采用装在金属外壳内部的若干探头，根据探头探出的故障信号在传播时间上的差异来确定故障的位置。这种电气装置的故障探测仪具有若干探测器、一个测量器和一个定位器;各探测器由一电抗器构成，这些探测器装在一些串接而由绝缘隔片隔开的金属外壳中，每个金属外壳中装一个探测器，用以探测部分放电产生的电压;测量器跨接在电抗器上;定位器根据各探测器探测信号的定时关系确定部分放电的位置。与探测器联接的测量器测取由于部分放电而在各探测器电抗器两端所产生的电压，并向定位器发出不同定时关系的探测信号，定位器即根据探测信号的时间差异确定故障的位置。另一个例子是日本审查前公开号为59-136661的专利申请所公开的方案，这种探测仪通过探测由于部分放电产生的光辐射来确定故障的位置。这种探测仪具有若干光导体、一个透明保护构件、一个接收电极和一个信号输出器;光导体沿筒形密封外壳纵向敷设在其内表面上，外壳内装有充气绝缘导线，光导体各具有一接收光线的端面，各光导体的端面各位于其不同的部位;透明保护部件装在密封的外壳上，盖住光导体的外段;接收电极由多孔板料构成，盖住保护构件的外段;信号输出器将信号从电极引出并将信号从光导体引出密封外壳。这样就能以实际上不受部分放电压充气绝缘电气装置轴线上所处位置影响的恒定灵敏度来检测部分放电，从而确定放电的位置。另一个例子是由在1986年9月30日至10月1日举行的第19届电气绝缘材料交流会会议录中题为“采用AE传感器对充分电气传输线的绝缘诊断”一文提出的，这是通过探测异物碰撞声来确定故障的位置的。但是，由上述这些一般的探测充气绝缘电气装置内故障的探测法和探测仪所探得的故障位置，其准确度不能令人满意，因为根据部分放电的位置和其严重程度，往往要求迅速探出故障的位置，而且探出和修复故障的动作要尽可能迅速，尽可能减小对供电的影响。为此，必须准确确定故障位置，但这对于一般的故障探测法和探测仪是不能胜任的。此外，对于一般的探测法和探测仪来说，不可能探出很弱的部分放电的位置，这对于找出某些故障的原因和探出其位置来说更为不利。为此迫切要求一种更灵敏的故障探测法和探测仪。本专利技术的主要目的在于提供一种可以准确探出部分放电位置的故障探测法和探测仪。本专利技术的另一目的在于采用最少量的探头探测充气绝缘电气装置内的故障。本专利技术的另一目的在于探测与充气绝缘电气装置联接的装置内的故障。本专利技术的另一目的在于探出充气绝缘电气装置内的故障，并修复故障。为达到上述这些目的，本专利技术的方法特征在于将若干探头置于金属外壳内的某些部位以取得500MHz以上的高频带频谱强度，从而从各探头频谱强度和各探头位置之间的相互关系中探出具有最大频谱强度的部分放电的位置。为达到上述这些目的，本专利技术的探测仪具有若干置于金属外壳内某些位置上的探头、对由探头测取的信号分析其频谱以取得各频谱强度的频谱分析器和根据各探头位置和相应频谱强度探出具有最大频谱强度的部分放电位置的定位器。根据本专利技术的故障探测法，由部分放电压金属外壳的很宽范围内产生的电磁波可用探头探出，从而取得频谱强度。电磁波受金属外壳内壁体阻力等影响具有衰减的性质，从而形成由各探头探出的、由于部分放电位置与各探头之间的距离不同而造成的不同的频谱强度。因此，就可从各探头频谱强度和各探头位置之间的关系中容易地算出最大频谱强度，从而可容易地探出部分放电的位置。本专利技术故障探测仪具有上述根据频谱强度探出部分放电位置的手段，因而可通过对近处所发出的噪音进行鉴别以精确地探出故障的位置。附图说明图1为探测充气绝缘电气装置内故障所用本专利技术探测仪的第一实施例的方框图;图2为图1基本部分的放大器;图3为用于说明本专利技术的频谱特性曲线图;图4为用许多探头探测故障的本专利技术方法的曲线图;图5为用四个探头探测故障的本专利技术方法的曲线图;图6为用三个探头探测故障的本专利技术方法的曲线图;图7为用两个探头探测故障的本专利技术方法的曲线图;图8为表示探测电平下降的特性曲线图;图9和图10为确定探头安装位置的特性曲线图;图11至图14为充气绝缘电气装置内母线分支上各探头的布置示意图;图15为根据本专利技术第二实施例采用故障探测仪的充气绝缘电气装置的截面图;图16为根据本专利技术第三实施例采用故障探测仪的充气绝缘电气装置的前视图;图17为图16所示探测仪的频谱曲线图;图18为本专利技术故障探测法的曲线图;图19为采用本专利技术故障探测仪的充气绝缘电气装置的前视图;图20为图19所示探测仪的频谱曲线图;图21为图19所示探测仪的故障探测法曲线图;图22为配有本专利技术故障探测仪的变电所内充气绝缘开关装置的布线图;图23为综合以上各实施例中本专利技术故障探测法的流程图;图24和图25为用以测定频谱强度的本专利技术另一实施例的频谱特征曲线图。本专利技术的各实施例将参照各附图予以阐述。图1所示为充气绝缘电气装置的故障探测仪，图中本专利技术用于作为充气绝缘电气装置的单相充气绝缘母线上。图2为图1中A部分的放大图。在图1中，管状金属外壳3内充有SF6或类似的绝缘气体，并装有一高压导线2，此导线用一绝缘隔片一类绝缘支承构件支承。在金属外壳3内装有若干位于100a-100n的探头So-Sn，各相邻探头的间距依次为11-1n图2所示为探头S的详图，金属外壳3具有一操作腔5，该腔用端板7封闭，端板7以其内侧通过一绝缘体8支承在一探测电极9上。探测电极9用一绝缘端子10与端板7绝缘，绝缘端子10将电极信号引至金属外壳3的外部，用以和故障探测器20连接。探测电极9面对高压导线2设置，该导线用一设于金属外壳3内部的绝缘支承件1支承。除图1所示探头So-Sn外，故障探测器20具有频谱强度检测器21、根据各探头频谱强度和各探头位置之间的关系确定具有最大频谱强度的位置的定位器22和显示故障位置的显示器30。频谱强度检测器21用放大器24放大探头So-Sn的信号，这可在接收由探头选择器23输出的信号时将所有信号同时放大，也可以周期地一次放大一个;用频率分析器25分析探测信号的频率分量;用频谱鉴别器26判断频谱中有无位于高频带内的故障信号;用频谱强度测定计27测定故障信号的频谱强度。故障定位器22通过频谱强度比较器28对各探头故障信号的频谱强度进行比较以确定最大频谱强度;通过故障定位计29测出具有最大频谱强度的探头位置以确定故障的位置。定位操作结果可用各种方法表示，在本实施例中采用显示器30显示。在上述故障探测器20中，部分放电信号根据图3所示频谱的图象进行鉴别。出现在充气绝缘电气装置金属外壳3中的部分放电产生如图3实线所示从低频到高频很宽的频率分量。频谱包括如300B所示500MHz以上的大部分高频分量，而在充气绝缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在充气绝缘电气装置内探测故障的方法，其中，一高压导线由一绝缘支承构件支承在充有绝缘气体的金属外壳内，此方法可通过若干用以探测部分放电的探头（ｓｏ－ｓｎ）探出在金属外壳内出现的部分放电的位置，其特征是：探头探测由部分放电造成的电磁波，对电磁波的频谱进行分析以得出频谱强度（ＹＨ），从各探头频谱强度和探头安装位置之间的相互关系中确定具有最大频谱强度的位置（Ｘ），此位置（Ｘ）即为部分放电的位置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石川敏雄，岩浅修藏，内海知明，远藤奎将，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]