一种传感器及监测气体绝缘金属封闭开关局部放电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种传感器及监测气体绝缘金属封闭开关局部放电装置。所述传感器包括感应电极、导电棒、监测接头和终端电阻；所述感应电极，用于感应气体绝缘金属封闭开关设备局部放电时产生的特高频电磁波；所述导电棒，用于将所述特高频电磁波发送至所述监测接头；所述监测接头的一端连接终端电阻，所述终端电阻接地；所述监测接头的另一端连接信号显示设备。由于ＧＩＳ自身的同轴结构，特高频电磁波可在ＧＩＳ内部有效地传播，而现场干扰信号的频率在空气中传播时衰减很快。因此，本发明专利技术基于特高频法监测ＧＩＳ局部放电的装置可以不受现场低频干扰信号的影响，可以准确监测ＧＩＳ内部是否产生局部放电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电气监测
，特别涉及一种传感器及监测气体绝缘金属 封闭开关局部放电装置。
技术介绍
由于气体绝缘金属封闭开关设备(GIS, Gas Insulated Switchgear)的制造 工艺以及运输、现场装配等原因，GIS不可避免的存在绝缘缺陷。这类缺陷在 电压作用下会产生局部放电，从而诱发绝缘故障。从运行实践来看，绝缘故障 始终是GIS故障中不可忽视的因素，而且，随着电压等级的提高绝缘故障率随 之上升。因此，特高压现场GIS的绝缘诊断技术愈来愈被制造厂家和用户重视， 其中最主要的是进行GIS局部放电的监测。目前，监测局部放电的一般方法为超声监测法。超声监测法的原理为当 发生局部放电时，GIS会发射声音信号。通过分析采集的声音信号的有效性， 峰值的大小，有效值与峰值的比例关系，可以判断GIS存在的局部放电及其位 置。由于常规测量GIS局部放电的方法是依据超声原理，而超声检测法使用的 传感器的灵敏范围为20-100KHz。电力系统中的电暈放电等主要电磁干扰信号 的频率一般在150MHz以下。因此，超声检测法利用的传感器的灵敏范围容易 受电力系统中电磁干扰信号的干扰，从而造成监测GIS局部放电不准确。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是一种传感器及监测气体绝缘金属封闭开关局部;故电装置，能够不受现场环境的干扰，监测准确。本专利技术提供一种传感器，包括感应电极、导电棒、监测接头和终端电阻； 所述感应电极，用于感应气体绝缘金属封闭开关设备局部放电时产生的特高频电磁波；所述导电棒，用于将所述特高频电磁波发送至所述监测接头； 所述监测才妻头的一端连4姿终端电阻，所述终端电阻接地； 所述监测接头的另 一端连接信号显示设备。优选地，所述感应电极为圆盘形状，材料为铝。优选地，所述特高频传感器的外部设有端子箱，所述端子箱接地。 优选地，所述监测接头为N型同轴电缆接头。 优选地，所述信号显示设备为示波器。本专利技术还提供一种监测气体绝缘金属封闭开关局部放电装置，包括放大 器、示波器和所述传感器。所述传感器安装在气体绝缘金属封闭开关设备的内部，用于监测气体绝缘 金属封闭开关设备局部放电时产生的特高频电磁波，将监测到的特高频电磁波 转换为电压信号，发送所述电压信号至所述放大器；所述放大器，用于放大所述电压信号，将放大后的电压信号发送至所述示 波器；所述示波器，用于显示所述放大后的电压信号，所述示波器上的电压刻度 预先经过脉冲电流法标定对应的电荷量。优选地，所述示波器上的电压刻度预先经过脉沖电流法标定对应的电荷量 具体为在实验室内，利用所述传感器和脉冲电流法同时监测气体绝缘金属封闭开 关局部放电，用所述脉冲电流法监测的电荷值对应标定传感器监测到的电压信与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术提供的传感器和监测GIS局部放电装置，利用特高频(UHF, Ultra High Frenqency )法监测GIS局部放电，将监测到的电磁波信号转换为电压信 号，电压信号经过放大器放大，显示在示波器上。本专利技术预先在实验室内通过 脉沖电流法和特高频法同时测量GIS局部放电，利用脉冲电流法对特高频法测 量的电压值进行电荷量的标定。实际监测时通过观察示波器上的电压读数通过 查表得到对应的电荷量，判断GIS内部是否发生局部放电。GIS局部放电产生 的电磁波包括大于lGHz的频率成分。由于GIS自身的同轴结构，特高频电磁 波可在GIS内部有效地传播，而现场干扰信号的频率在空气中传播时衰减很 快。因此，本专利技术基于特高频法监测GIS局部放电的装置可以不受现场低频干 扰信号的影响，可以准确监测GIS内部是否产生局部放电。附图说明图l是基于本专利技术装置结构示意图； 图2是基于本专利技术特高频传感器示意图； 图3是基于本专利技术监测GIS局部放电的电路原理图； 图4是基于本专利技术1100kV变电站中GIS的一次主接线； 图5是基于图4的监测GIS局部放电装置的布局示意图。 具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对 本专利技术的具体实施方式做详细的说明。为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术，下面简单介绍一下特高频法测 量GIS局部;^文电的原理。GIS局部放电的现场试验和在线^r测均可采用UHF ;险测法，其原理是 GIS内局部放电时产生的电流脉冲激发出电磁波，包括中低频和UHF段(0.3 3GHz)电磁波，其中超高频成分可在GIS内部有效地传播，然后根据传感器接 收的信号来分析局部放电的严重程度及其位置。由于使用UHF段信号检测， 可避开常规的电气干扰(主要是< 150MHz的电暈干扰)。本专利技术是基于特高频法的原理在线监测GIS局部放电。下面结合附图详细说明所述特高频传感器的组成。参见图1，该图为基于本专利技术特高频传感器示意图。本实施例提供的传感器包括感应电才及103、终端电阻105、监测接头106、 同轴电缆107和导电棒108。所述感应电极103设置在GIS壳体102的内部，用于感应GIS内部放电 产生的特高频电磁波。GIS壳体102的中心位置为GIS导体101 。需要说明的是，本实施例优选感应电极103为圆盘形状，材料为铝。 感应电极103通过导电棒108与监测接头106连接。 所述导电铜棒108材质为铜，可以根据需要选用其他导体。 所述监测接头106的一端连接终端电阻105,另一端通过同轴电缆107连 接放大器。所述终端电阻105"l妻地。所述终端电阻105有两个作用l)作为匹配电阻，使传输信号最大化； 优选标准值可以是50Q左右；2)防止过电压，保证作业人员安全。所述特高频传感器的外部设有端子箱104,所述端子箱104接地。端子箱 104可以起到固定和保护特高频传感器的作用。所述监测接头106为N型同轴电缆接头。本实施例提供的传感器的感应电极设置在GIS壳体的内部。由于GIS内部 填充高压SF6气体，局部放电总是在很小范围内发生，因此具有极快的击穿时 间。这种具有快速上升时沿的局部放电脉冲包含有从直流到超过lGHz的频率 成分。超高频(300 3OOOMHz)电磁波可以在GIS的同轴结构中有效地传播， 因此选择超高频段的电磁波作为监测信号可以避开低频率的环境干扰信号，从 而提高信噪比，保证监测局部放电的准确性。参见图2，该图为基于本专利技术装置结构示意图。本实施例提供的监测GIS局部放电的装置包括传感器201、放大器202和 示波器203。所述传感器201安装在气体绝缘金属封闭开关设备的内部，用于监测气体 绝缘金属封闭开关设备局部放电时产生的特高频电磁波，将监测到的特高频电 磁波转换为电压信号，发送所述电压信号至所述放大器202。所述传感器的具体结构前文已经做了详细介绍，在此不再赘述。 所述放大器202,用于放大所述电压信号，将放大后的电压信号发送至所 述示波器203。由于特高频段的信号较弱，因此需要釆用精密的放大器对监测的信号进行 放大。本实施例优选的放大器的频率范围为2 ~ 2600MHz，增益为+ 40dB。 所述示波器203，用于显示所述;^文大后的电压信号，所述示波器203上电压刻度预先经过脉冲电流法标定对应的电荷量。本实施例优选的示波器采用最大采样率为40GS/s,模拟带宽为2.5GHz。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器，其特征在于，包括感应电极、导电棒、监测接头和终端电阻；　所述感应电极，用于感应气体绝缘金属封闭开关设备局部放电时产生的特高频电磁波；　所述导电棒，用于将所述特高频电磁波发送至所述监测接头；　所述监测接头的一端连 接终端电阻，所述终端电阻接地；　所述监测接头的另一端连接信号显示设备。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈维江，王晓宁，韩书谟，赵文强，方煜瑛，杨葆鑫，王延豪，
申请(专利权)人：河南平高电气股份有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]