[发明专利]一种UHF局部放电检测装置及其检测方法

说明书

本发明提出一种UHF局部放电检测装置及检测方法，具有高灵敏度，高环境适应性。优选地，本发明的UHF局部放电检测装置包括金属屏蔽环，检测窗口，金属壳体。金属壳体为杯状的开口腔体，其开口端的周缘与金属屏蔽环的表面共形。根据本发明UHF局部放电检测装置实施的检测方法包括利用外置式UHF传感器检测从盆式绝缘子辐射出来的UHF信号实现局部放电检测，通过双端口从不同方向上检测信号，具有较高的灵敏度。

技术领域

本发明涉及一种应用于GIS设备的检测装置及检测方法，具体涉及一种UHF局部放电检测装置及检测方法。

背景技术

气体绝缘组合电器（Gas Insulated Switchgear，简称GIS）是20世纪60年代中期出现的一种新型输变电设备，它把变电站里除变压器以外的各种电气设备全部或部分组合在一个封闭的金属外壳里，并充以0.4~0.5MPa具有优良绝缘性能的SF6气体，以实现导体对断口、相间及断口间的绝缘。具有占地面积少，受外界环境干扰小，检修周期长，现场安装工作量小和工程建设周期短等优点。

尽管GIS设备运行的可靠性非常高，因其内部不可避免的缺陷仍会引发故障并逐步扩大，常常导致重大事故的发生，已成为电力部门极为关注的问题和本学科领域研究的热点。根据CIGRE 23.10工作组国际调查报告的统计数据，1985年以前日本投运的GIS发生过562次故障，其中绝缘故障占60％左右，1985年以后投入的GIS的247次故障中绝缘故障占50％左右，而且绝缘故障又较多发生在较高电压等级的设备中。GIS电压等级越高，停电造成的损失越大，维修成本也越高。GIS最通常的电气故障特征是在绝缘完全击穿或闪络前发生局部放电。通过对GIS局部放电在线监测，可以监测GIS的绝缘状况，预先发现GIS内存在的绝缘缺陷，避免绝缘事故的发生。

现有技术中用于接收UHF的传感器安装于GIS设备内部或安装于盆式绝缘子外表面（参见图1）。UHF传感器在GIS设备内部或盆式绝缘子外表面时，其接收到的电磁波信号频率非常宽。从信号频谱上看，在300MHz～1.5GHz频率范围内都有能量分布。外置式天线UHF局部放电检测法其基本使用方式为将天线放置在GIS盆式绝缘子环上，检测GIS内部局部放电发出的并通过内部传导经盆式绝缘子缝隙向外部泄漏的UHF信号，通过其泄漏的信号频谱特征来判断GIS内部可能出现的局部放电故障。如图1所示的一种使用外置式检测局部放电的检测方法，外置式UHF局部放电检测装置设置在盆式绝缘子2的信号泄漏口4处，用于检测从信号泄漏口4泄露的频率范围为1GHz≤F≤1.5GHz的局部放电信号。当GIS设备内部出现局部放电点3时，由于GIS设备的外壳1一般为金属，局部放电信号难以辐射到壳体1外部，盆式绝缘子2为绝缘体，其在壳体1上具有信号泄漏口4，局部放电信号从信号泄漏口4辐射到外部，将传感器设置在此，传感器内部的检查装置20即可以检测到局部放电信号，金属屏蔽罩30有效地屏蔽外部信号，防止干扰。

上述技术中存在以下缺点：内置式的传感器需要对GIS设备进行改装，安装完毕后每一次进行维护都需要专人拆卸GIS设备，对于没有检测装置的老旧设备不方便升级。外置式检测装置虽然方便检测，然而由于绝缘子是一种透波材料，在GIS设备内部产生局部放电信号时，局部放电信号容易扩散到没有检测传感器的区域，或者在某一个方向上信号强在另一个方向上信号弱，这样有可能造成传送到外置式UHF局部放电检测装置的信号微弱而导致检测失败。而且GIS设备在应用于户外环境时，无任何遮挡、开放的绝缘子容易由于雨雪，UV照射等原因而老化造成裂缝，产生安全隐患。

发明内容

本发明提出一种UHF局部放电检测装置及检测方法，以解决现有技术存在的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种UHF局部放电检测装置，包括：金属屏蔽环、检测窗口和金属壳体；其中所述金属壳体为杯状的开口腔体，其开口一端具有与金属屏蔽环的表面共形的圆周面。

进一步，在所述金属壳体的内部包括一个圆形金属片，圆形金属片通过两个探针与所述金属壳体外部的同轴连接器的内导体相连。