[实用新型]局部放电超高频检测传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及GIS局部放电在线监测领域，具体涉及一种应用于GIS的局部放电超高频检测传感器。

背景技术

随着气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear，GIS)设备的广泛应用，其运行的可靠性越来越受到人们的关注。然而在制造和装配的过程中，不可避免地会存在一些绝缘缺陷，如自由金属微粒、固定突起、悬浮电位和绝缘气隙等。这些缺陷具有微小隐蔽的特点，在常规实验中难以发现。但是一旦GIS投入运行，就可能会引发局部放电，最终在长期运行的过程中会导致绝缘事故。因此，GIS内部局部放电的在线监测对于预防事故的发生，发现早期潜在危险有着重要的意义。

局部放电的检测都是以局放所产生的各种现象为依据，通过能表述该现象的物理量来表征局放的状态。通常在绝缘内部发生局部放电时，会伴随着出现许多现象：电脉冲、电磁波、超声波、光热等，以及伴随生成的一些新的生成物或气体压力和化学变化等现象。

根据上述的物理表象特征，目前常用的局放检测手段有以下几种：脉冲电流法(CT)、超声波法(AE，或称作声发射法)、超高频法(UHF)、光测法、测温法等多种方式。

GIS运行时在内部充高压SF6气体作为绝缘介质，其绝缘强度和击穿场强都很高。当设备内部某处由于绝缘缺陷使得局部场强畸变而在很小的范围内产生局部放电时，气体击穿过程很快，局部放电信号产生的电流脉冲具有非常短的上升时间，研究表明，就单个局部放电脉冲而言，其上升时间可短至1ns以下，并在GIS设备的腔体内激发频率高达数GHz的电磁波，这种脉冲包括了超高频段(UHF)内的频率成分。

局部放电检测超高频(Ultra-High-Frequency，UHF)法于20世纪80年代初期由英国中央电力局(CEGB)实验室提出。其基本原理是通过对GIS设备中局部放电时产生的超高频电磁波信号进行检测，从而获得局部放电的相关信息。UHF法和其他局部放电检测手段相比，主要包括以下优点：

(1)灵敏度高。局部放电产生的超高频信号在SF₆中传播的衰减非常小，若不计盆式绝缘子、开关、直角弯等不连续处的影响，1GHz的超高频信号在GIS构成的同轴波导中的衰减仅为3-5dB/km。另外，由于在GIS设备中不连续处反射的原因，超高频信号还会在GIS设备的腔体中引起谐振，使原本纳秒级的局部放电信号在时间上延展至微秒级。因此，UHF法能检测到放电量很小的局部放电，并且具有很高的灵敏度。

(2)抗干扰能力强。GIS设备运行现场存在着大量的电气干扰，给局部放电检测带来了一定的难度。其中，尤其以空气中的电晕放电干扰最为严重。空气中的电晕放电能量法的检测频段通常为300-1500MHz。因此，电晕放电干扰不会影响到UHF法的检测，采用UHF法检测局部放电能够有效的避开噪声频段，获得很高的信噪比。

尽管UHF法具有上述优点，但是其仍然存在许多问题有待进一步解决。其中超高频传感器的使用形式和安装方式尤其需要重点关注，并有待深入研究的关键技术，其灵敏度和抗干扰能力都还有提高的空间。

实用新型内容

本实用新型主要解决现有局部放电超高频检测传感器结构复杂、安装和使用不便、灵敏度受限制等技术问题，提供了一种结构简单、安装方便、灵敏度高的局部放电超高频检测传感器。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

一种局部放电超高频检测传感器，包括端子箱和底座，所述底座紧密连接在端子箱下部；所述端子箱内设有传感器筒体；所述传感器筒体内设有导体；导体连接终端电阻；所述底座内设置有感应电极。

端子箱作为局部放电超高频检测传感器的箱体起到基础的保护和隔绝的作用；局部放电超高频检测传感器通过底座外置于GIS设备外部，安装和使用更为便利；导体连接终端电阻，传输感应信息；感应电极设置在底座中，即为端子箱的下部，与GIS设备接触距离近，检测灵敏度更高。

作为本实用新型的进一步改进，所述导体上连接有检测接头。

作为本实用新型的进一步改进，所述导体上连接有同轴电缆连接头。通过同轴电缆接头连接一根同轴电缆，即可将检测信息传输给数据处理机，进而传送到后台工控机。

作为本实用新型的进一步改进，所述导体与感应电极相连。感应电极将其感应到的GIS设备局部放电情况传递给导体。

作为本实用新型的进一步改进，所述的传感器筒体外部设有外壳体。外壳体起到保护的作用。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：