[发明专利]一种高频电磁波谐振腔传感器

说明书

本发明公开了一种高频电磁波谐振腔传感器，包括：谐振腔外壳、设于谐振腔外壳底部的底座保护套、贯穿谐振腔外壳底部中心和底座保护套中心的同轴电缆接头和设在谐振腔外壳内与同轴电缆接头连接的探头；探头包括探测板和与探测板连接的支撑座，支撑座设在探测板的中心位置，以及，支撑座与同轴电缆接头连接；谐振腔外壳嵌于底座保护套内，以及，谐振腔外壳远离底座保护套的顶部中心设有圆孔。本发明的技术方案中谐振腔的工作频带较宽，通过谐振使高频信号获得增强，然后聚集在传感器探头上，从而提高传感器的测量精度，并且避免了对已投运的GIS设备进行改造，安装方便，减少了运行和检修造成的不便。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种高频电磁波谐振腔传感器。

背景技术

气体绝缘全封闭组合电器(Gas Insulated Metal-enclosed Switchgear，GIS)，因其结构紧凑、占地面积小、噪音低、检修周期长甚至不需要检修以及运行安全可靠性高等优点，以及随着电网建设的发展，变电站建设中由于场地条件、地址状况和环境条件的限制，使用的情况越来越多。但是随着运行年限的增长，GIS设备运行故障出现的几率越来越高。由于GIS设备完全封闭，一旦发生故障，其检修处理难度大，恢复供电慢，并且所造成的影响比敞开式的电力设备要严重的多并且更加难以处理。

一直以来，普遍认为GIS设备结构紧凑、检修周期长甚至无需检修，然而，随着GIS设备运行年限的增长，内部绝缘故障成为影响其安全可靠运行的重要因素。GIS设备内部产生绝缘缺陷的原因很多，其种类主要有：金属突起类缺陷、异物及自由微粒缺陷、悬浮电位缺陷、绝缘子类缺陷、SF₆气体混有水蒸气等。

特高频检测法(Ultra-High-Frequency，UHF)是目前局部放电检测的主流方法之一。GIS设备内充有一定压力、绝缘性能和灭弧能力良好的SF₆气体，因而发生在GIS内部的局部放电与空气中的电晕放电有所不同。空气中的电晕放电，频率一般在200MHz以下，而发生在GIS设备内的放电脉冲信号上升时间和持续时间都极短，仅几个纳秒，相对应的频域十分宽广。一般采用频率范围300MHz-3GHz的特高频传感器来接收该局放信号，这样就避免了空气中电晕放电的干扰。该方法的原理是根据局部放电所激发的电磁波的上述特性，使用特高频传感器来接收特高频信号，同时对接收到的信号进行分析以确定绝缘缺陷类型。该检测方法的优点是抗电磁干扰能力强，灵敏度高。虽然对其的研究和应用已经取得一定的成果，但仍存在许多问题要解决，其中UHF传感器的安装方式是特别需要注意的。UHF传感器是特高频检测系统的关键部分，可根据安装方式分为内置式和外置式两种，内置式传感器安装在GIS罐体内，虽然灵敏度较高，但是对于已经安装的GIS设备，需要对GIS罐体进行改造，其成本过高。而外置式传感器通常安装在GIS盆式绝缘子上，虽然具有安装使用方便的特点，但是其检测灵敏度不如内置传感器。

发明内容

本发明提供了一种高频电磁波谐振腔传感器，以解决已有的UHF传感器安装不便和灵敏度不高的问题。

本发明提供一种高频电磁波谐振腔传感器，包括：谐振腔外壳、设于所述谐振腔外壳底部的底座保护套、贯穿所述谐振腔外壳底部中心和所述底座保护套中心的同轴电缆接头和设在所述谐振腔外壳内与所述同轴电缆接头连接的探头；

所述探头包括探测板和与所述探测板连接的支撑座，所述支撑座设在所述探测板的中心位置，以及，所述支撑座与所述同轴电缆接头连接；

所述谐振腔外壳嵌于所述底座保护套内，以及，所述谐振腔外壳远离所述底座保护套的顶部中心设有圆孔。

在本发明的一种可实现方式中，所述谐振腔外壳为圆柱形结构，其半径为100mm，长度为315mm，壁厚为2mm，所述探测板的板面为圆形结构，其半径为95mm。