[发明专利]气体绝缘组合电器中电磁波传播特性试验装置及试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及电气设备局部放电试验技术领域，具体是一种气体绝缘组合电器(gas insulated substation，GIS)中电磁波传播特性试验装置及试验方法。

背景技术

封闭式气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear，GIS)因其具有占地面积小、良好的绝缘性能而在电网中得到了广泛的应用。但是由于其全封闭结构特点，一旦出现事故，造成的后果比分离敞开式设备严重得多，其故障修复尤为复杂。

局部放电通常被认为是绝缘事故的前兆，局部放电的出现往往说明GIS存在安装、制造、甚至设计方面的缺陷。GIS内部局部放电持续发展容易引发绝缘击穿故障，因而出现停电事故，给国民经济造成损失，所以对GIS的局部放电进行带电就显得尤为重要。因此局部放电检测对于GIS绝缘事故的及早发现及处理具有重要意义。

目前局部放电特高频检测方法在GIS局部放电带电检测中得到了大规模应用，其对保证设备安全，发现缺陷起到了关键作用。局部放电特高频电磁波信号在GIS中传播时，经过盆式绝缘子时会产生衰减，掌握特高频电磁波信号在GIS中的衰减特性，是进行现场检测和分析的重要基础。由于特高频电磁波信号传播时存在模式转变等现象，之前对其传播特性的研究主要是采用仿真的方法，通过构建GIS不同结构的模型，采用有限时域差分法进行计算，从而得到其传播特性。但实际上GIS中的盆式绝缘子不同的厂家使用的材料各异，同一电压等级的尺寸也不尽相同，仿真计算不能完全囊括所有的类型，因此在实验室中通过试验的方法进行GIS局部放电电磁波信号传播特性的测试，掌握盆式绝缘子对电磁波传播特性的影响，是现场进行准确检测的基础。

发明内容

本发明提供一种气体绝缘组合电器中电磁波传播特性试验装置及试验方法，可通过更换盆式绝缘子在实验室进行电磁波传播特性的试验。

一种气体绝缘组合电器中电磁波传播特性试验装置，包括特高频信号发生器、GIS试验腔体、置于GIS试验腔体内部的发射天线、接收天线，发射天线与接收天线之间设置可拆卸的盆式绝缘子，GIS的两端使用聚氨酯吸波海绵密封，特高频信号发生器与发射天线连接，接收天线与示波器连接，GIS试验腔体内设还设有通过盆式绝缘子进行固定的导杆。

如上所述的试验装置，GIS试验腔体由两段腔体组成，两段腔体通过中间的盆式绝缘子连接成一段腔体。

如上所述的试验装置，两段腔体之间通过盆式绝缘子，利用法兰和固定螺栓及固定螺母进行连接，盆式绝缘子和法兰之间通过密封圈进行密封。

如上所述的试验装置，每段腔体的外端部采用金属盖板进行密封，金属盖板内部粘贴所述聚氨酯吸波海绵。

如上所述的试验装置，每段腔体分别设有阀门和压力表，SF6气体通过阀门充入每段腔体，气体压力通过压力表进行测量。

如上所述的试验装置，特高频信号发生器采用皮秒脉冲发生器。

如上所述的试验装置，发射天线和接收天线均采用小型化双螺旋阿基米德天线。

一种气体绝缘组合电器中电磁波传播特性试验方法，其采用上述的试验装置，包括如下步骤：

步骤一：将两段腔体中间的盆式绝缘子采用中空的金属圆筒代替，保持腔体长度不变但电磁波不通过盆式绝缘子传播，此时利用发射天线和特高频信号发生器发射出特高频电磁波信号，通过接收天线和示波器进行信号的接收，获得电磁波信号没有经过盆式绝缘子的信号；

步骤二：将盆式绝缘子装上，重复以上过程，通过接收天线和示波器进行信号的接收，获得经过了盆式绝缘子的电磁波信号；

步骤三：将步骤一和步骤二中获得的电磁波信号在时域和频域上进行比较，时域信号主要比较信号的最大幅值、平均幅值及信号能量三个特征参数，频域信号主要比较信号的频率分布特征，通过时域对比和频域对比获得绝缘子对电磁波信号传播特性的影响，进而获得电磁波信号在GIS中的传播特性。

本发明可通过内置在GIS试验腔体内部、位于盆式绝缘子一侧的发射天线将特高频电磁波信号注入GIS试验腔体中，通过内置在盆式绝缘子另一侧的接收天线接收特高频信号，这样可通过接收天线获得经过盆式绝缘子之后的电磁波信号，从而可实现在实验室中对气体绝缘组合电器中局部放电特高频电磁波信号的传播特性进行测试，掌握局部放电特高频电磁波信号在气体绝缘组合电器中传播时的衰减特征，为现场使用特高频方法进行气体绝缘组合电器局部放电的准确检测奠定实验室基础。

附图说明