[实用新型]一种局部放电超高频信号检测传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种信号检测装置，尤其涉及一种局部放电信号的检测装置。

背景技术

气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear，GIS)设备在因绝缘缺陷发生绝缘击穿前，会产生局部放电。局部放电是GIS绝缘缺陷的征兆和表现形式。对GIS局部放电进行检测，能够较早发现其内部的绝缘缺陷，以便采取适当措施，从而防止其进一步发展造成事故。

GIS设备中的局部放电是由一系列具有极短上升时间的电流脉冲而造成的，并且其发生时会伴随着声、光、化学产物等多种物理化学现象。因此，通过探测这些物理化学现象便能够监测到GIS设备中的局部放电。目前常见的在线监测手段有光探测法、化学产物检测法、超声波检测法等。

光探测法是通过光电倍增管对局部放电产生的光信号进行探测。由于GIS设备中局部放电产生的光信号多集中在UV波段，故在传播过程中会被SF₆大量吸收，在很大程度上影响了局部放电检测的距离，不利于现场应用。

化学产物检测法是通过色谱仪对局部放电在SF₆中产生的化学附属物进行检测。局部放电的化学副产物主要包括SF₄，SOF₂，SO₂F₂等。由于局部放电产生的化学副产物量较少，并在SF₆中得到很大程度的稀释，所以从副产物出现到被检测出的耗时较久，不利于及时发现绝缘缺陷，从而影响了这种检测手段在实际中的推广应用。

超声检测法是通过超声波传感器对局部放电产生的超声波信号进行检测。由于超声波在气体中衰减严重，因此进行在线监测时需要安置的传感器数量较多；另外，某些类型的局部放电产生的超声波信号不够大，导致对这些类型的局部放电检测灵敏度不够高，所以在一定程度上限制了超声检测法的应用。

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。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多集中在150MHz以下频率，而GIS设备中局部放电产生的超高频信号可高达3000MHz，UHF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，从而采用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。

发明内容

本实用新型的发明目的是提供一种局部放电超高频信号检测传感器，该局部放电超高频信号检测传感器应当能够安装于GIS设备内，并且通过实时检测超高频信号来及时、准确地监测GIS设备内的局部放电现象。

为实现上述实用新型的发明目的，本实用新型提供了一种局部放电超高频信号检测传感器，其包括：

一感应电极，其具有一圆盘状的头部和一尾部，所述圆盘状头部的上表面为一平面；

一转接柱，其一端与所述感应电极的尾部连接；

一N型插座，其与所述转接柱的另一端连接，所述N型插座还与一外接的高频信号电缆连接；

一法兰盘，其上具有一凹槽，所述N型插座固定设于所述法兰盘的中心孔内；

一绝缘盘，其固定设于所述法兰盘的凹槽内，并设于所述感应电极尾部和转接柱的外围，所述感应电极的尾部与绝缘盘固定连接。