专利名称：一种超宽频带局部放电检测传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电气技术领域，涉及气体绝缘变电站(GIS)高压设备局部放电在线监测装置，特别涉及一种超宽频带局部放电检测传感器。
二背景技术：
气体绝缘变电站(GIS)各种缺陷引发各种形式的局部放电，如电晕、杂质的放电、环氧支撑绝缘子内部气隙放电等。局部放电脉冲信号在GIS中是以TEM波的形式进行传输，该电磁波信号可以由安装在GIS设备内部或外部的局部放电监测传感器检测到，进而进行GIS绝缘结构局部放电状态的在线监测。
目前常见的GIS局部放电超高频检测有两种方法内电极法和外电极法。
一种内电极法是在GIS开口盖板的干燥剂的凹槽上覆盖电极和盖板组成，电极与盖板由聚四氟乙烯套管绝缘，用一个50Ω的电阻进行阻抗匹配，从理论上讲用该方法的灵敏度能达到1pC；另外一种内电极测量实现的方法采用内置UHF天线传感器来耦合由局部放电产生的电磁波信号，设计的传感器测量频带为300MHz～3000MHz，目的是尽量避开低频段的干扰而在高频段寻求各种缺陷的放电特征。
外电极法是在GIS体外并对应于盘式绝缘子外缘安装局部放电检测传感器。由于GIS中的盘式绝缘子与GIS的金属外壳连接存在绝缘缝隙，当电磁波沿着金属筒传播时，可以该缝隙处泄漏到GIS体外，置于外侧的局部放电检测传感器就可以耦合该电磁波信号。
毛刺引起的气体放电波形较窄，频率较高，可以达到1000MHz以上，而盘式绝缘子的内部缺陷和表面污秽放电频率则没有那么高，实验证明，盘式绝缘子表面绝大多数缺陷类型所引发的局部放电特征峰大多集中在300MHz以下的频段内。因此进行盘式绝缘子的局部放电在线监测并准确实时的反映其表面绝缘状况，对提高GIS设备的运行可靠性，进一步避免由于GIS故障造成重大经济损失及变电站安全运行有着重大意义。
如中国发明专利，申请号94113338，提出了一种检测气体绝缘组合电器局部放电的传感方法及传感器，在GIS的盘式绝缘子外缘设置电磁波传感器接收GIS内部局部放电所产生的电磁波，实现GIS内部放电的体外传感测量，所说的电磁波传感器为一金属屏蔽盒，一面敞开，在盒内安装可接收特高频电磁波的天线。该专利所提到的是一种外电极法测量GIS局部放电的方法，它存在一定的缺陷，如采用的金属屏蔽盒结构容易使泄漏出的电磁波信号的发生反射，一面完全敞开不利于天线的防护，采用超高频天线遗漏了GIS典型缺陷的放电特征峰等。
三
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷或不足，开发高频宽带的检测装置来较为全面地反映局部放电的本质特性尤为必要。本实用新型的目的是提供一种更加新型的GIS高压设备局部放电宽频带检测传感器，采用外电极法实现超宽频带局部放电检测。
实现上述目的的技术解决方案是，检测传感器安置于盘式绝缘子外缘，实现了GIS局部放电的外置电极法测量。检测传感器主体为一宽频带检测天线，频带范围10MHz～3000MHz，天线一端有50欧的匹配阻抗，一侧有用于馈电的SMA高频同轴连接器。该天线安放于由环氧板制作的封装盒内，封装盒的一面开有长为400mm，宽为10mm的缝隙，使用时该面朝向盘式绝缘子与金属壳体的缝隙处。
本实用新型的超宽频带局部放电检测传感器，它具有测量频带宽、频率高、信息量大等优点。
四

图1(a)是本实用新型的局部放电检测传感器的整体装配四分之一剖视图，图1(b)是图1(a)中的局部放大图。
图2是本实用新型的传感器的俯视图。
图3是本实用新型的传感器的底视图。
图4(a)是本实用新型的传感器的微带天线组件图，图4(b)是微带线。
图5是传感器盒体底面与盘式绝缘子外环面相切的一种安装方法示意图。
图6是传感器盒体底面与高压导体延伸方向平行且与盘式绝缘子面相垂直安装方法示意图。
五具体实施方式
以下结合附图和发明人完成的实施例，对本实用新型作进一步详细说明。
图1中宽频带天线2是该传感器的核心组件，它由两个高频同轴连接器5同封装盒的上盖板1连接固定在一起，环氧封装主壳体3同上盖板1共同组成了封装盒。在一个同轴连接器上安装有一50欧匹配阻抗4，另一个同轴连接器接高频传输电缆进入检测回路。
图2中在环氧封装主壳体的底侧有一宽为10mm，长为400mm的缝隙6。
图4中在聚四氟乙烯纤维板8的一侧有一宽为5mm，长为400mm的微带线9，用来接收局部放电产生的电磁波信号。
图5和图6为现场应用的两种安装方法。图5是传感器盒体底面与盘式绝缘子外环面相切。图6是传感器盒体底面与高压导体延伸方向平行且与盘式绝缘子面相垂直。两者均要使开有缝隙的底面朝向盘式绝缘子。
本实用新型的超宽频带局部放电检测传感器，进行运行中的或出厂试验中的GIS高压设备宽频带局部放电在线检测，不遗漏放电特征峰，不产生电磁波的反射，不产生自激，可以更加全面和真实地反映GIS各种缺陷类型引起的局部放电。该装置制作成本低，安装方便，不改变监测设备的结构，不影响监测设备的正常运行。
该局部放电检测用传感器已在甘肃省天水供电局玉泉变电站GIS设备局部放电在线监测系统上成功应用。
权利要求1.一种超宽频带局部放电检测传感器，其特征在于，它包括，一由主壳体3和上盖板1所构成的封装盒，封装盒内封装有频带范围为10MHz～3000MHz的一宽频带检测天线2，天线两端有用于馈电的SMA高频同轴连接器5；其中的一端连接有50欧姆的匹配阻抗4，主壳体3的底侧开有缝隙6。
2.如权利要求1所述的超宽频带局部放电检测传感器，其特征在于，所述宽频带检测天线2由两个高频同轴连接器5同封装盒的上盖板1连接固定在一起，在一个同轴连接器上安装有一50欧匹配阻抗4，另一个同轴连接器接高频传输电缆进入检测回路。
3.如权利要求1所述的超宽频带局部放电检测传感器，其特征在于，所述宽频带检测天线2为聚四氟乙烯纤维板制成，且一侧有一宽为5mm，长为400mm的微带线。
4.如权利要求1所述的超宽频带局部放电检测传感器，其特征在于，所述封装主壳体的缝隙6的宽为10mm，长为400mm。
5.如权利要求1所述的超宽频带局部放电检测传感器，其特征在于，所述缝隙6在使用时该缝隙朝向盘式绝缘子与金属壳体处。
专利摘要本实用新型公开了一种检测气体绝缘变电站(GIS)高压设备宽频带局部放电检测装置。本实用新型的检测装置安置于盘式绝缘子外缘，实现了GIS局部放电的外置电极法测量。检测装置主体为一宽频带检测天线，频带范围10MHz～3000MHz，天线一端有50欧的匹配阻抗，一侧有用于馈电的SMA高频同轴连接器。该天线安放于由环氧板制作的封装盒内，封装盒的一面开有长为400mm，宽为10mm的缝隙，使用时该面朝向盘式绝缘子与金属壳体的缝隙处。采用本实用新型，进行运行中的或出厂试验中的GIS高压设备宽频带局部放电在线检测，不遗漏放电特征峰，不产生电磁波的反射，不产生自激，可以更加全面和真实地反映GIS各种缺陷类型引起的局部放电。该装置制作成本低，安装方便，不改变监测设备的结构，不影响监测设备的正常运行。
文档编号G01R31/02GK2697662SQ20032010995
公开日2005年5月4日 申请日期2003年12月18日 优先权日2003年12月18日
发明者成永红, 陈玉, 陈小林, 谢小军 申请人:西安交通大学