[发明专利]一种用于GIS局部放电超声检测的盆式绝缘子

说明书

本发明提供了一种用于GIS局部放电超声检测的盆式绝缘子，包括：盆式绝缘子本体和光纤传感器组件；其中，光纤传感器组件，其埋设于弧形段的末端，所述弧形段的末端位于所述盆式绝缘子本体与气体绝缘开关设备外壳的连接端朝向所述盆式绝缘子本体内部的一侧，并且，所述光纤传感器组件的尾纤延伸至连接端的外部。本发明提供的用于GIS局部放电超声检测的盆式绝缘子，通过将高灵敏度的光纤传感器组件在盆式绝缘子浇注制作过程中固封在其内部，实现了传感器与绝缘子的一体化，减少了超声信号的传播损耗，提高了GIS局部放电超声信号的检测灵敏度；此外，预埋的光纤传感器组件可长久、可靠地与GIS融合，无需频繁拆卸传感器件，便于运维检测。

技术领域

本发明涉及局部放电超声信号检测技术领域，具体而言，涉及一种用于GIS局部放电超声检测的盆式绝缘子。

背景技术

气体绝缘开关设备（GIS）是变电站中的关键设备，它具有占地面积小，可靠性高，安全性强等优点。GIS具有优异的绝缘性能，故障率比传统敞开式的设备低一个数量级，提高了供电可靠性，为变电站带来了巨大的综合效益。但是，在制造、安装GIS的各个环节中存在各种不确定因素，使得GIS中存在绝缘缺陷进而在正常运行中产生局部放电。在封闭的GIS中发生局部放电不易早期发现，而且由于GIS的紧凑排列，一个设备的故障就会波及临近设备。因此，对于GIS局部放电的检测具有重大的意义。

目前，GIS局部放电的检测方法主要有电测法和非电测法，电测法包括脉冲电流法、特高频检测法。非电测法主要包括声测法、化学测法。GIS现场结构紧凑，高压电磁干扰严重，传统电测法在GIS局部放电检测受到严重影响。声测法以局部放电产生的超声波信号为检测对象，避免了电磁干扰的问题，而且传感器体积小，复用技术简单，在GIS局部放电检测方面具有巨大的优势。近年来，光-声测法具有良好的发展前景，该方法利用低成本、高灵敏度的光纤干涉传感技术实现了超声信号的检测，由于光纤优良的绝缘性能，该方法具有优良的可靠性。

虽然相关学者在Michelson干涉、Mach-Zehnder干涉、Fabry-Perot干涉、Sagnac干涉等干涉理论的基础上，通过传感拓扑和算法的优化，在一定程度上提高了光纤超声检测的灵敏度，但是基本还局限于实验室的小模型，实际检测效果并不好。首先，真实GIS内部的超声信号具有复杂的传播路径，超声信号从发生处传播到壳体外侧的传感器时衰减严重，所以检测效果往往很差。其次，当前光纤传感单元需要反复拆卸，容易造成光纤传感器的损坏。再次，对于绝缘子内部缺陷导致的击穿故障，传统的在外壳上进行局放检测的方法，灵敏度不足，有必要设计更加贴近盆式绝缘子的局放检测方法。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种用于GIS局部放电超声检测的盆式绝缘子，旨在解决现有技术中GIS局部放电超声信号在传播中的衰减过大，光-声检测法检测效果较差的问题。

本发明提出的用于GIS局部放电超声检测的盆式绝缘子，包括：盆式绝缘子本体和光纤传感器组件；其中，所述光纤传感器组件埋设于所述盆式绝缘子本体弧形段的末端，所述弧形段的末端位于所述盆式绝缘子本体与气体绝缘开关设备外壳的连接端朝向所述盆式绝缘子本体内部的一侧，并且，所述光纤传感器组件的尾纤延伸至所述盆式绝缘子本体与气体绝缘开关设备外壳的连接端的外部。

进一步地，上述用于GIS局部放电超声检测的盆式绝缘子中，所述光纤传感器组件为螺旋状结构，所述尾纤自所述螺旋结构的尾端延伸至所述盆式绝缘子本体与气体绝缘开关设备外壳的连接端。

进一步地，上述用于GIS局部放电超声检测的盆式绝缘子中，所述光纤传感器组件采用单模光纤绕制而成。

进一步地，上述用于GIS局部放电超声检测的盆式绝缘子中，所述光纤传感器组件的尾端与所述盆式绝缘子本体凸面之间的距离与所述光纤传感器组件的起始端与所述盆式绝缘子本体凹面之间的距离相等。