[发明专利]高压开关柜箱壁一体式电磁超声复合传感器及安装方法

说明书

本发明涉及一种高压开关柜箱壁一体式电磁超声复合传感器及安装方法，传感器包括与开关柜箱壁组成的互补偶极子双贴片型天线、暂态对地电压探头和超声探头，所述互补偶极子双贴片型天线包括绝缘罩，以及绝缘板和金属贴片组件，所述暂态对地电压探头包括两个绝缘片和两个暂态对地电压金属贴片，所述超声探头包括与开关柜箱壁的外壁连接的PZT传感器。与现有技术相比，设计简单，方便加工，实现了高压开关柜内部组件绝缘缺陷放电产生电磁波信号和超声信号的特高频、暂态对地电压和超声波同步联合测量，实现带电检测/巡检，也可以给在线监测装置或重症监护系统提供信号。

技术领域

本发明涉及高压开关柜局部放电检测领域，尤其是涉及一种高压开关柜箱壁一体式电磁超声复合传感器及安装方法。

背景技术

高压开关柜是面向用户供电的配电网直接设备，其故障将会造成用户停电从而给电网带来巨大经济损失、并造成一定社会影响；此外，目前要求打造良好营商环境的政策下，确保高质量可靠供电是电网运维保障的必由之路。由于高压开关柜内部结构复杂、绝缘间距小，导致其比电网中其他电气设备更加容易出现绝缘缺陷，在受潮凝露条件下发生设备绝缘表面爬电等局部放电(Partial discharge，PD)现象。PD的长期存在最终会导致设备的绝缘老化或劣化甚至损坏，最终发展成高压开关柜绝缘击穿事故。因此，通过高压开关柜的PD在线监测、带电检测以判断其绝缘状况便显得至关重要。

目前应用于检测高压开关柜PD信号的方法主要有超声波(AE)检测法、暂态对地电压(TEV)检测法以及特高频(UHF)检测法等。超声波检测法经过多年应用，已形成了电力行业标准2015DL/T 1416《超声波法局部放电测试仪通用技术条件》1项。暂态对地电压检测法经过多年应用，已形成了2016DL/T 846.10《高电压测试设备通用技术条件第10部分：暂态地电压局部放电检测》、2018DL/T195《基于暂态地电压法局部放电检测仪校准规范》两项电力行业标准。开关柜内部PD会产生电磁波，在金属壁形成趋肤效应并且沿着金属表面进行传播，同时在金属表面产生暂态对地电压，现有技术利用专用的暂态对地电压传感器即可实现信号检测或监测。特高频是近年来发展起来的一项新技术，它通过测量高压设备绝缘隐患在运行电压下辐射的电磁波来判断设备是否发生PD，该方法可以非接触测量，被广泛地应用于电气设备的在线检测；针对高压开关柜设备的自身特点，如图7(a)-(d)所示，目前有金属辐射贴片、可重构天线(正方形环形微带贴片)、微带缝隙天线和雪花型微带天线的特高频检测传感器。

上述超声波和暂态对地电压检测，由于是外置式的，容易受外部电磁干扰，使得检测人员经常怀疑检测获取的结果，无法判断超声信号和电磁信号是否来自高压开关柜内部还是干扰源产生的，从而错失内部放电信号导致绝缘击穿发生严重短路故障。而上述已有的特高频技术，传感器加工较为复杂，不方便在设备厂家推广使用，且安装也需要一定特殊条件，这大大限制了该特高频检测法在高压开关柜设备绝缘缺陷PD的在线监测、带电检测使用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高压开关柜箱壁一体式电磁超声复合传感器及安装方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：