專利名稱：氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供了一種氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，更具體地說，通過檢測絕
緣異常時發(fā)生的電磁波，在金屬容器的外部上可以判斷部分放電的發(fā)生與否。
背景技術(shù)：
在變電所里所使用的電力設(shè)備，例如氣體絕緣開關(guān)裝置、氣體絕緣線、氣體絕緣變
壓器等，作為在填充絕緣氣體的封閉金屬容器內(nèi)絕緣地支持高電壓的導(dǎo)體來形成的氣體絕
緣設(shè)備，如果存在內(nèi)部缺陷例如金屬異物等，部分電界提升會發(fā)生部分放電。 如果不理會這樣發(fā)生的部分放電，其會導(dǎo)致絕緣破壞，甚至?xí)饑?yán)重事故，因此
需要早期發(fā)現(xiàn)在金屬容器內(nèi)部中發(fā)生的部分放電，從而對此需要設(shè)立對策。 通過把部分放電用信號形態(tài)來檢測可以預(yù)測絕緣破壞，且其方法作為氣體絕緣設(shè)
備的預(yù)防保存方法受到關(guān)注。 圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置的垂直剖面結(jié)構(gòu)的示 圖。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置包括天線接收部110、絕緣體120、 封閉端子130、同軸封閉端子140、同軸線纜151和檢測裝置152。 天線接收部110接收電磁波。金屬容器160利用絕緣支持臺161來絕緣地支持高 電壓的導(dǎo)體163。在金屬容器160的內(nèi)部絕緣異常時電磁波發(fā)生。 天線接收部IIO檢測因部分放電的電磁波。被檢測的電磁波經(jīng)由穿過封閉端子 130和同軸封閉端子140的同軸線纜151傳送到檢測裝置152。 檢測裝置152檢測天線接收部檢測的電磁波的大小，基于檢測的結(jié)果判斷在金屬 容器160的內(nèi)部中部分放電發(fā)生與否。 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，天線接收部IIO可以具有由兩個金屬導(dǎo)體構(gòu)成的雙極結(jié)構(gòu) (dipole)。具有雙極結(jié)構(gòu)的天線電波放射模式在天線側(cè)面方向具有大的利益(gain)。因 此，如果天線接收部110位于氣體絕緣設(shè)備的手孔(handhall)里，其性能受內(nèi)部寬度的限 制。 天線接收部110和高電壓的導(dǎo)體163互相結(jié)合而作為第一電容器操作。即，在天 線接收部110和高電壓導(dǎo)體163之間的空間121里存儲電能，如果發(fā)生部分放電，在高電壓 導(dǎo)體163之間的空間121里存儲的電能有所變化。 并且，天線接收部110和邊緣170—起結(jié)合而作為第二電容器操作。即天線接收 部110和邊緣170的空間120里存儲電能。如果部分放電發(fā)生，天線接收部110和邊緣170 的空間120里存儲的電能量有所變化。 根據(jù)天線的大小，決定雙極天線的共振頻率和頻帶寬度。且，根據(jù)由天線接收部 110和高電壓導(dǎo)體163構(gòu)成的第一電容器的電容和由天線接收部110和邊緣170構(gòu)成的第 二電容器的電容來決定雙極天線的共振頻率和頻帶寬度。 第一電容器的電容根據(jù)天線接收部110和高電壓導(dǎo)體163之間的距離被決定，第 二電容器的電容根據(jù)天線接收部110和邊緣170之間的距離被決定。
由于高電壓導(dǎo)體163的絕緣距離，第一電容器的電容可以具有的容量范圍受到限
制。因此，雙極天線的頻帶寬太窄，天線接收部只能接收特定頻帶的電磁波。 在部分放電時，在寬大的頻帶中發(fā)生電磁波，而根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，只能接收部分頻帶
的電磁波。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過接收寬頻帶的電磁波來精確地檢測部分放電的信號。 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，其包括
天線單元，包括接收電磁波的接收電極和與所述接收電極具有預(yù)定間隔配置的接地電極；
接地板，與所述接地電極相隔離；短路針，將所述接地電極和所述接地板互相連接；和檢測
單元，檢測所述電磁波。 根據(jù)本發(fā)明，可以接收寬頻帶的電磁波來精確地檢測氣體絕緣設(shè)備的部分放電信號。


圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的氣體絕緣設(shè)備的部分放電絕緣裝置的垂直剖面結(jié)構(gòu) 的示圖； 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例的氣體絕緣設(shè)備的部分放電絕緣裝 置的垂直剖面結(jié)構(gòu)的示圖； 圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的具有平雙極結(jié)構(gòu)的接收單元結(jié)構(gòu)的 示圖； 圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例的由接地電極和接地板互相結(jié)合 作為電容器的示圖。
具體實(shí)施例方式
下文中，根據(jù)本發(fā)明的用戶輸入裝置的配置將參考附圖進(jìn)行詳細(xì)的說明。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例的氣體絕緣設(shè)備的部分放電絕緣裝 置的垂直剖面結(jié)構(gòu)的示圖。參考圖2，詳細(xì)地說明根據(jù)本發(fā)明的氣體絕緣設(shè)備的部分放電裝 置的操作。根據(jù)本發(fā)明的氣體絕緣設(shè)備的部分放電裝置包括接收電極210、接地電極211、 接地板220、短路針221和檢測單元270。 根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，封閉金屬容器280利用絕緣支持臺281絕緣地支持高 電壓導(dǎo)體283。如果在封閉金屬容器280內(nèi)部里存在金屬異物等的內(nèi)部缺陷，局部的電界要 增加，其會發(fā)生部分放電。 根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，天線單元210、211、接地板220和短路針221位于封閉 金屬容器內(nèi)，可以檢測因部分放電發(fā)生的電磁波。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，接收電極210 利用第一信號線250來與同軸線纜271的中心線相連接，接地電極211利用第二信號線251 來與同軸線纜271的接地線相連接。通過利用接收電極210和接地電極211接收的電磁波， 經(jīng)由同軸線纜271傳送到檢測單元270。同軸線纜271將電磁波引出到封閉金屬容器的外 部。
檢測單元270在封閉金屬容器的外部上與同軸線纜相連接。檢測單元270利用同 軸線纜271來檢測傳來的電磁波，以判斷在封閉金屬容器280內(nèi)部放電發(fā)生與否。
根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，封閉金屬容器可以填充絕緣氣體。根據(jù)本發(fā)明的一個 實(shí)施例，絕緣耐力強(qiáng)、無毒性、惰性氣體的SF6作為絕緣氣體被使用。封閉金屬容器280利 用同軸的封閉端子260和N型連接口 261被封閉，因此絕緣氣體不泄漏。同軸線纜271穿 過同軸的封閉端子260和N型連接口 261與檢測單元270相連接。 天線單元包括接收電極210和接地電極211。接收電極210和接地電極211接收 因部分放電發(fā)生的電磁波。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，接收電極210和接地電極211為板 形，在同一平面上具有預(yù)定的間隔被配置。 根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，接收電極210和接地電極211中至少一個電極為扇形， 伴隨著扇形的半徑增加，接收電極210和接地電極211之間的間隔會增大。參考圖3，詳細(xì) 地說明接收電極210和接地電極211的結(jié)構(gòu)。 接地板220和接地電極互相隔離。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，接地板220不在和 接收電極210和接地電極220相同的平面上，而處在不同的平面上，即與接地電極220平行 地被配置。 短路針221連接互相隔離的接地電極211和接地板220。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施 例，在接地電極211和接地板220之間配置絕緣體230。此時，短路針221穿過接地電極211 和接地板220之間的絕緣體230來將接地電極211和接地板220互相連接。
利用短路針221將連接的接地電極211和接地板220互相結(jié)合用于電容器。艮卩， 在接地電極211和接地板220之間的空間里可以存儲電能。下面，由接地電極211和接地 板220構(gòu)成的電容器叫第一電容器。 并且，接地板220和邊緣281互相結(jié)合作為電容器操作。即，在接地板220和邊緣 281之間的空間里可以存儲電能。下面，由接地板220和邊緣281構(gòu)成的電容器叫第二電容器。 根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，在接地板220和邊緣281之間的空間里配置第一支體 240，接地板220可以固定在第一支體240的上面上。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，第一支體 240的電介率(permittivity)和絕緣體230的電介率可以相同。 接收電極210和邊緣281互相結(jié)合而作為電容器操作。即，在接地板220和邊緣 281之間的空間里存儲電能。下面，由接收電極210和邊緣281構(gòu)成的電容器叫第三電容器。 根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，在接收電極210和邊緣281之間的空間里配置第二支體241，接 收電極210可以固定在第二支體241的上面上。 天線單元210、211接收的電磁波的頻帶由第一電容器、第二電容器、第三電容器 的電容值決定。因此，通過變化每個電容器的電容量來可以控制天線單元210、211接收的 電磁波的頻帶。通過參考圖4，詳細(xì)地說明通過控制每個電容器的電容值來接收寬頻帶的電 磁波的實(shí)施例。 圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的具有平雙極結(jié)構(gòu)的接收單元結(jié)構(gòu)的 示圖。參考圖3，下面詳細(xì)地說明根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的天線單元的結(jié)構(gòu)。
在圖3中，只示出了接收電極310和接地電極320都為扇形的實(shí)施例，而根據(jù)本發(fā) 明的另一個實(shí)施例，接收電極310和接地電極320中任意一個可以為扇形。
5
扇形意味著一個圓中由兩個半徑和一個弧圍繞的領(lǐng)域。然而，根據(jù)本發(fā)明，扇形是特定方向具有狹窄的面積，而與此特定方向的相反方向具有寬大的面積的圖形。因此，圖3所示的接收電極310或接地電極320不一定為圓形的部分，而可以具有三角形或與三角形相似的其他形狀。 根據(jù)圖3所示的實(shí)施例，接收電極310和接地電極320每個都為扇形，在扇形的交點(diǎn)之間的間隔330可能非常狹窄。每個扇形的每個半徑形成預(yù)定的角341、351。接收電極310和接地電極320之間的間隔在扇形的交點(diǎn)之間非常狹窄，而在弧部分(340、350)可以寬大。 兩個扇形形成的兩個角341、351可以被區(qū)分為第一間角341和第二間角351。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，第一間角341和第二間角351可以具有不同的角度。因此，接收電極310和接地電極320的弧部分的間隔340、350會不同。 接收電極310和接地電極320的間隔330、340、350和半徑形成的間角341、351用來有效地檢測電磁波可以被決定。 圖3示出接收電極310的具有摺的面積的部分和接地電極320的狹窄面積的部分互相鄰接的實(shí)施例。 圖3示出接收電極310和接地電極320的扇形的中心角度不大于180度的實(shí)施例，但根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施例，接收電極310和接地電極320的扇形的中心角度可以大于180度。此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，接收電極310的扇形的中心角度和接地電極320的扇形的中心角度可以不同。 圖3示出接收電極310和接地電極320的大小不同的實(shí)施例，但根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，接收電極310和接地電極320的大小可以相同。 根據(jù)圖3所示的實(shí)施例，接收電極310的交點(diǎn)和接地電極320的交點(diǎn)互相鄰接330。因此，在交點(diǎn)附近，接收電極310和接地電極320之間的間隔非常窄。伴隨著扇形的半徑增加，接收電極310和接地電極320之間的間隔增大340。 接收電極310和接地電極320在弧部分具有兩個間隔。即，接收電極310的第一半徑和接地電極320的第一半徑形成第一間隔340，接收電極310的第二半徑和接地電極320的第二半徑形成第二間隔350。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，第一間隔340和第二間隔350具有不同的值。 經(jīng)由天線單元可以接收的電磁波的頻帶根據(jù)接收電極310和接地電極320之間的間隔被決定。即，如果接收電極310和接地電極320之間的間隔狹窄，其可以接收高頻帶的電磁波，而如果接收電極310和接地電極320之間的間隔寬大，其可以接收低頻帶的電磁波。 根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，天線單元利用接收電極310和接地電極320之間的間隔狹窄的部分來接收高頻帶的電磁波，利用接收電極310和接地電極320之間的間隔寬大的部分來接收低頻帶的電磁波。 根據(jù)本發(fā)明，接收電極310和接地電極320的形狀沒有變化，但可以有效地接收寬頻帶的電磁波。 圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例的由接地電極和接地板互相結(jié)合作為電容器的示圖。下面，參考圖4詳細(xì)地說明根據(jù)本發(fā)明接地電極和接地板作為電容器而操作，利用短路針來控制電容器的電容的概念。 在圖2中已經(jīng)說明了接地電極420和接地板430互相結(jié)合作為第一電容器451操作且接地板430和邊緣480互相結(jié)合作為第二電容器操作。 由接地電極420和接地板430構(gòu)成的第一電容器451和由接地板430和邊緣480構(gòu)成的第二電容器被認(rèn)為串聯(lián)?；ハ啻?lián)的兩個電容器可以操作為結(jié)合的一個電容器。將第一電容器和第二電容器互相串聯(lián)的電容器叫結(jié)合電容器。結(jié)合電容器的電容比第一和第二電容器的電容更小。 在圖2中已經(jīng)說明了接收電極420和邊緣480互相結(jié)合而作為第三電容器452操作。
由于結(jié)合電容器的電容非常小，第三電容器的電容可以不同。 天線單元410、420所接收的電磁波的頻帶根據(jù)第一電容器451、第二電容器452和
第三電容器452的每個電容量被決定。 根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，第一電容器451的電容量根據(jù)短路針440的位置被決定。因此，通過變化短路針440的位置可以控制天線單元410、420所接收的電磁波的頻帶。
根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，短路針440的位置被決定，用于天線單元410、420可以接收特定頻帶的電磁波。 根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，短路針440的位置被決定，用于天線單元410、420可
以接收寬達(dá)頻帶的電磁波。在部分放電時，在寬大頻帶上發(fā)生電磁波。 為了使天線單元有效地接收部分放電時發(fā)生的電磁波，需要接收非常寬大的頻帶
的電磁波。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，短路針440的位置可以被決定，用于天線單元可以接
收寬大頻帶的電磁波。 接收電極410經(jīng)由第一信號線461與同軸線纜473的中心線相連接，接地電極420利用第二信號線462來與同軸線纜473的接地線相連接。同軸線纜473穿過封閉電極470和N型連接口 471而將電磁波引出到封閉金屬容器的外部。 盡管本發(fā)明的幾個示例性實(shí)施例利用有限數(shù)量的圖示和特殊成分已經(jīng)被顯示和描述，但本發(fā)明并不局限于所公開的示例性實(shí)施例。 相反，在不脫離由權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，基于本發(fā)明的原則本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變，其范圍被權(quán)利要求書和等同條件所限制。
權(quán)利要求
一種氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，其包括天線單元，包括接收電磁波的接收電極和與所述接收電極具有預(yù)定間隔配置的接地電極；接地板，與所述接地電極相隔離；短路針，將所述接地電極和所述接地板互相連接；和檢測單元，檢測所述電磁波。
2. 如權(quán)利要求1所述的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，在所述天線單元中，所述 接收電極和所述接地電極之中至少一個電極為扇形，伴隨著所述扇形的半徑增加，所述間 隔也增大。
3. 如權(quán)利要求1所述的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，所述天線單元、所述接地 板和所述短路針位于封閉金屬容器內(nèi)，所述封閉金屬容器絕緣地支持高電壓導(dǎo)體，所述電 磁波從所述高電壓導(dǎo)體中傳送。
4. 如權(quán)利要求3所述的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，進(jìn)一步包括同軸線纜，所 述同軸線纜通過與所述接收電極相連接的信號線將所述電磁波引出到所述封閉金屬容器 的外部，所述檢測單元在所述封閉金屬容器的外部與所述同軸線纜相連接。
5. 如權(quán)利要求4所述的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，所述封閉金屬容器填充絕 緣氣體，所述同軸線纜經(jīng)由所述封閉金屬容器的封閉端子。
6. 如權(quán)利要求1所述的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，進(jìn)一步包括位于所述接地 電極和所述接地板之間的絕緣體，所述短路針穿過所述絕緣體，將所述接地電極和所述接 地板互相連接。
7. —種金屬容器的部分放電檢測裝置，其包括天線單元，包括接收在金屬容器內(nèi)部中發(fā)生的電磁波的接收電極和與所述接收電極具 有預(yù)定間隔的且與所述接收電極相同一平面上配置的接地電極；禾口 檢測單元，用來檢測所述電磁波來判斷部分放電發(fā)生與否；其中，所述接收電極和所述接地電極之中至少一個電極為扇形，伴隨著所述扇形的半 徑增加，所述間隔也增大。
8. 如權(quán)利要求7所述的金屬容器的部分放電檢測裝置，進(jìn)一步包括接地板和短路針， 所述接地板與所述接地電極相隔離且與所述接地電極在相同一平面上被配置，所述短路針 將所述接地電極和所述接地板互相連接。
9. 如權(quán)利要求7所述的金屬容器的部分放電檢測裝置，所述接收電極和所述接地電極 之間的兩個角具有不同的角度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置。更具體地說，通過檢測絕緣異常時發(fā)生的電磁波，在金屬容器的外部上可以判斷部分放電的發(fā)生與否。本發(fā)明提供一種氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，其包括天線單元，包括接收電磁波的接收電極和與所述接收電極具有預(yù)定間隔配置的接地電極；接地板，與所述接地電極相隔離；短路針，將所述接地電極和所述接地板互相連接；和檢測單元，檢測所述電磁波。根據(jù)本發(fā)明，可以接收寬頻帶的電磁波，以精確地檢測氣體絕緣設(shè)備的部分放電信號。
文檔編號G01R29/08GK101726694SQ20091017846
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月13日
發(fā)明者崔泰植, 李學(xué)成, 金旼秀, 金正培 申請人:株式會社曉星