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)明涉及氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，涉及極適合于在填充絕緣氣體使用的氣體斷路器、氣體絕緣開關(guān)裝置、氣體絕緣母線等氣體絕緣設(shè)備中從金屬容器外部檢測金屬容器內(nèi)部發(fā)生的絕緣異常即部分放電的部分放電信號檢測裝置。
背景技術(shù)：
作為在變電所使用的電力設(shè)備，有氣體絕緣開關(guān)裝置、氣體絕緣母線、氣體絕緣變壓器等。這些電力設(shè)備是在填充了絕緣氣體的密閉金屬容器內(nèi)絕緣地支持著高電壓導(dǎo)體的氣體絕緣設(shè)備，在存在金屬異物等內(nèi)部缺陷時，將局部地形成高電場，從而發(fā)生部分放電。如果對發(fā)生的部分放電擱置不管，將會導(dǎo)致絕緣破壞，從而有可能引起大的事故。因此，必須早期發(fā)現(xiàn)這樣的在金屬容器內(nèi)部發(fā)生的部分放電并采取某種對策。通過檢測部分放電信號可以事前預(yù)知絕緣破壞，這是大家所知道的，檢測部分放電作為氣體絕緣設(shè)備的預(yù)防保護(hù)方法已受到重視。
然而，SF6氣體中的部分放電是發(fā)生尖的脈沖電流的高電壓現(xiàn)象，由部分放電發(fā)生的電磁波瞬時地向空間輻射，在金屬容器內(nèi)傳播。因此，通過檢測該電磁波可以預(yù)知絕緣異常，但是，由于是密閉容器，電磁波幾乎不會從金屬容器內(nèi)部輻射到外部，所以，提出了在密閉容器內(nèi)部檢測信號、使用氣密端子由外部的測量裝置進(jìn)行檢測的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置。
例如，已知的方法有，如日本特開平3-56016號公報所述的那樣，在氣體絕緣設(shè)備的金屬容器內(nèi)設(shè)置環(huán)形天線，由該環(huán)形天線檢測發(fā)生的部分放電輻射的電磁波的方法，以及如日本特開平3-164023號公報所述的那樣，從金屬容器外部用隙縫天線進(jìn)行檢測的方法。
另外，對于氣體絕緣設(shè)備，在檢查是否加了正常的電壓的運轉(zhuǎn)電壓測定和檢查雷電或開關(guān)電涌的電涌電壓測定中，為了檢測電壓，也需要電壓檢測裝置。作為該電壓測定的非接觸方式的檢測方法，已知的有日本特開平8-248065號公報所述的那樣的靜電分壓的方法。
先有的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測方法就是以上所述的方法，但是，部分放電信號非常微弱，由于受外部噪聲的影響，部分放電信號的檢測靈敏度不一定能滿足所需要的精度，所以，期望有更高靈敏度的部分放電檢測方法。另外，部分放電發(fā)生的部位不同時，不僅信號的大小而且各頻率的輸出也可能大不相同。為了標(biāo)定部分放電發(fā)生的部位，要求在0～數(shù)GHz的很寬的頻帶中都有很高的檢測靈敏度。
另外，在電壓測定中，為了進(jìn)行正確的測定，測定裝置變得大型化，因而需要可以簡單而正確地測定的方法。
本發(fā)明的第1目的旨在提供寬頻帶、高靈敏度的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置。
本發(fā)明的第2目的旨在提供可以測定運轉(zhuǎn)電壓及電涌電壓的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置。
本發(fā)明的第3目的旨在提供寬頻帶、高靈敏度、可以測定運轉(zhuǎn)電壓及電涌電壓的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置。
發(fā)明的公開為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置的特征在于在封入絕緣氣體的金屬容器中利用絕緣支持體支持高電壓導(dǎo)體的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置中，備有在上述金屬容器內(nèi)將2塊板狀的導(dǎo)電性電極設(shè)置為有一定間隙而形成的天線接收部；與該天線接收部連接的通過同軸的密封端子引出到上述金屬容器外部的同軸電纜；以及與該同軸電纜連接的測定裝置。另外，上述2塊板狀的導(dǎo)電性電極設(shè)置在氣體絕緣設(shè)備內(nèi)部的吸附劑容器、粒子收集器或手孔內(nèi)的低電場部分，并且形成為半圓形。另外，將電容器插入到上述天線接收部的信號線與地之間。另外，將上述2塊板狀的導(dǎo)電性電極形成為沿著上述金屬容器的內(nèi)表面的形狀。另外，將上述2塊板狀的導(dǎo)電性電極的外周側(cè)的邊緣部分的角形成圓角。此外，設(shè)置將上述2塊板狀的導(dǎo)電性電極的外周側(cè)覆蓋的屏蔽電極。
附圖的簡單說明
圖1是表示本發(fā)明的一個實施例的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置的縱剖面圖。
圖2是表示應(yīng)用于氣體絕緣的電位測定的例子的縱剖面圖。
圖3是表示圖2的變形例的縱剖面圖。
圖4是表示圖1的變形例的縱剖面圖。
圖5是表示圖1的變形例的部分縱剖面圖。
圖6是表示天線接收部的變形例的縱剖面圖。
圖7是表示圖2的變形例的縱剖面圖。
圖8是表示設(shè)置反射板的例子的縱剖面圖。
實施發(fā)明的最佳形式下面，參照圖1～圖8說明本發(fā)明的一個實施例。圖1是表示本發(fā)明的一個實施例的部分放電檢測裝置的縱剖面圖，圖2是表示應(yīng)用于氣體絕緣的電位測定的例子的縱剖面圖，圖3是表示圖2的變形例的縱剖面圖，圖4是表示圖1的變形例的部分縱剖面圖，圖5是表示圖1的變形例的部分縱剖面圖，圖6是表示天線接收部的變形例的縱剖面圖，圖7是表示圖2的變形例的縱剖面圖，圖8是表示設(shè)置反射板的例子的縱剖面圖。
圖1所示的例子，表示將本實施例的部分放電檢測裝置應(yīng)用于作為氣體絕緣設(shè)備大家所熟知的氣體絕緣母線的一相的情況。形成為管狀的金屬容器3成為接地電位，在該金屬容器3內(nèi)，高電壓導(dǎo)體2由絕緣支持體1支持。另外，在金屬容器3內(nèi)，封入絕緣性能優(yōu)異的SF6等絕緣氣體。在金屬容器3的殼體部上，設(shè)置手孔，在該手孔內(nèi)，設(shè)置天線接收部4。用于進(jìn)行密封的法蘭5設(shè)置到手孔上。天線接收部4由將2塊半圓形板組合成的圓形板配置為平面狀而構(gòu)成。該2塊半圓形板使用作為良導(dǎo)體的銅或鋁，形成導(dǎo)電性電極。天線接收部4安裝到固定在法蘭5上并設(shè)置在手孔內(nèi)的天線支持臺6上。因此，天線通過絕緣物電浮置地固定在作為接地容器的金屬容器3中。在天線支持臺6的中央部設(shè)置阻抗變化小的同軸電纜8。天線接收部4在其設(shè)置位置附近將2塊半圓形板分別在圓形的中心附近與同軸端子的芯線和外側(cè)線連接，從而與同軸電纜8連接。同軸電纜8通過設(shè)置在法蘭5上的同軸的密封端子7與金屬容器3外的同軸電纜8連接，進(jìn)而通過同軸連接器與測定裝置10連接。
在這樣構(gòu)成的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置中，在金屬容器3內(nèi)發(fā)生部分放電時，將發(fā)生高達(dá)數(shù)GHz的高頻的電流脈沖，電磁波在金屬容器3內(nèi)傳播。該傳播的電磁波被天線接收部4接收到時，就在天線接收部4上感應(yīng)出電壓。感應(yīng)的電壓通過安裝在法蘭5上的密封端子6輸出到金屬容器3的外部，并通過同軸電纜8傳送給測定裝置10。作為檢測器的天線接收部4是將2塊半圓形板組合成圓形的結(jié)構(gòu)，是增大對稱振子天線的接收部的面積的形狀，增加高電壓導(dǎo)體2和接地間的電容量，從而可以測定氣體絕緣設(shè)備內(nèi)的電位。另外，通過采用同軸結(jié)構(gòu)從天線接收部傳送信號的結(jié)構(gòu)，可以使接收的100MHz以上的信號不衰減地傳送到測定裝置，從而可以測定到數(shù)GHz的高頻帶。另外，由于在金屬容器3內(nèi)容納天線接收部4的空間有限制，所以，通過使用這樣的天線接收部4，在狹小的空間內(nèi)便可接收寬頻帶的信號。
另外，通過將天線接收部4接地來使用，可以不使天線本身作為浮置電極而以接地電位來使用，從而即使設(shè)置在氣體絕緣設(shè)備內(nèi)部也可以減少發(fā)生障礙。
這樣，便可以高靈敏度檢測寬頻帶的部分放電，不僅可以實現(xiàn)高精度的氣體絕緣設(shè)備的預(yù)防保養(yǎng)而且氣體絕緣設(shè)備內(nèi)的1個天線可以檢測的范圍寬，所以，不必設(shè)置多個天線，從而在經(jīng)濟(jì)上也是合算的。
在圖2、圖3中表示出了適用于氣體絕緣設(shè)備的電位測定的例子。這時，不使用天線支持臺，而用同軸圓筒管支持天線接收部4。如圖2所示，在天線接收部4與高電壓導(dǎo)體2之間形成電容C1，在天線接收部4與地之間形成電容C2。該電容C1和電容C2是可以預(yù)先測定的值，可以用天線接收部4測定通過電容靜電分壓的電位。根據(jù)該測定的電位，可以通過靜電分壓測定在高電壓導(dǎo)體2上的電壓。由靜電分壓測定電位時，電容量越大靈敏度越高。本實施例是按上述那樣構(gòu)成天線接收部4的，所以，適用于接收部的面積大的檢測器。
另外，圖3所示的例子表示用于以更高的靈敏度測定電位的結(jié)構(gòu)例。在該例中，將設(shè)置在金屬容器3的外側(cè)的同軸電纜8的芯線和外側(cè)線連接，將電容器C3插入到芯線與地之間。通過使電容器C3的電容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電容C2，即C2＜＜C3，便可進(jìn)行高靈敏度的電壓測定。
在氣體絕緣設(shè)備內(nèi)使用上述半圓形板天線時，必須考慮由于電場集中引起的絕緣降低的情況，所以，設(shè)置的位置就成了問題。由于必須防止在該天線的影響下由于電場集中而引起的絕緣降低，設(shè)置在粒子收集器、吸附劑容器或手孔等低電場部分，同時，進(jìn)行了圖4～圖6所示的研究。
圖4所示的例子，將形成天線接收部4的半圓形板的外周部的邊緣部形成圓角。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，可以不降低接收靈敏度而防止電場集中。
圖5所示的例子，是將金屬制的作為罩蓋的屏蔽電極16設(shè)置在天線支持臺6的外側(cè)，該屏蔽電極16形成得向中央側(cè)彎曲，而將構(gòu)成天線接收部4的半圓形板的外周部的一部分覆蓋。這樣的結(jié)構(gòu)也可以防止電場集中。
圖6所示的例子，使天線接收部4形成和金屬容器3的內(nèi)表面的圓筒形狀的曲率一致的形狀，設(shè)置到金屬容器3的內(nèi)部。這時，不必設(shè)置在手孔內(nèi)，所以，如圖6所示，可以形成與密封端子7的外徑相同的孔，從而可以將法蘭5的尺寸減小。天線接收部4可以將2塊天線設(shè)置在密封端子7的左右兩側(cè)，這時，不僅可以采用半圓形板，而且也可以采用半橢圓形、長方形等形狀的板狀的天線。這樣，通過以沿著金屬容器3的內(nèi)表面的曲率彎曲地形成天線，即使不是放入天線那樣大小的手孔也可以進(jìn)行安裝。另外，可以不降低接收靈敏度而防止由于電場集中引起的絕緣降低。
圖7所示的例子，是考慮了在遠(yuǎn)離的位置進(jìn)行測定的情況，設(shè)置了裝有匹配電路及放大器的發(fā)送電路11將由金屬容器3內(nèi)的天線接收部4接收的信號進(jìn)行發(fā)送。在與發(fā)送電路11連接的同軸電纜8的前端，設(shè)置發(fā)送天線。測定裝置10設(shè)置在遠(yuǎn)離金屬容器3的位置，接收天線12通過同軸電纜8設(shè)置在測定裝置10上。由天線接收部4檢測的部分放電信號由發(fā)送電路11進(jìn)行阻抗匹配和放大，并從發(fā)送天線13以電磁波的形式進(jìn)行發(fā)送。由發(fā)送天線13發(fā)送的信號，由設(shè)置在遠(yuǎn)離氣體絕緣設(shè)備的位置的接收天線12接收，由測定裝置10進(jìn)行測定。這里，作為接收天線12使用方向性強(qiáng)的天線，由此利用1個接收天線12也可以檢測安裝在氣體絕緣設(shè)備上的多個部分放電檢測裝置在哪一部分發(fā)生了部分放電。
圖8所示的例子，是使天線接收部4的靈敏度達(dá)到更高靈敏度的例子。在天線接收部4與法蘭5之間設(shè)置半球狀的反射板15，該反射板15形成為和手孔的內(nèi)徑相同的大小。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，在氣體絕緣設(shè)備內(nèi)傳播的電磁波即使未由天線接收部4接收而通過了，也可以由反射板15向天線接收部4反射而不讓通過的電磁波漏掉。結(jié)果，通過有效地聚集未能在天線接收部4的前面接收的電磁波，便可提高靈敏度。
工業(yè)上利用的可能性如上所述，按照本發(fā)明的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，可以在寬頻帶高靈敏度地檢測氣體絕緣設(shè)備內(nèi)的部分放電。另外，可以利用與地的靜電分壓測定氣體絕緣設(shè)備內(nèi)的電位。另外，可以防止由于設(shè)置天線接收部而引起的氣體絕緣設(shè)備內(nèi)部的電場集中，從而可以在與對稱振子天線相同或?qū)捰趯ΨQ振子天線的寬頻帶中并且高靈敏度地檢測部分放電發(fā)生的電磁波。
權(quán)利要求
1.一種在封入絕緣氣體的金屬容器中利用絕緣支持體支持高電壓導(dǎo)體的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，其特征在于備有在上述金屬容器內(nèi)將2塊板狀的導(dǎo)電性電極設(shè)置為有一定間隙而形成的天線接收部；與該天線接收部連接的通過同軸的密封端子引出到上述金屬容器外部的同軸電纜；以及與該同軸電纜連接的測定裝置。
2.按權(quán)利要求1所述的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，其特征在于上述2塊板狀的導(dǎo)電性電極設(shè)置在氣體絕緣設(shè)備內(nèi)部的吸附劑容器、粒子收集器或手孔內(nèi)的低電場部分，并且形成為半圓形。
3.按權(quán)利要求1或2所述的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，其特征在于在上述天線接收部的信號線與地之間插入電容器。
4.按權(quán)利要求1或2所述的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，其特征在于將上述2塊板狀的導(dǎo)電性電極形成為沿著上述金屬容器的內(nèi)表面的形狀。
5.按權(quán)利要求1或2所述的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，其特征在于將上述2塊板狀的導(dǎo)電性電極的外周側(cè)的邊緣部分的角形成圓角。
6.按權(quán)利要求1或2所述的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，其特征在于設(shè)置將上述2塊板狀的導(dǎo)電性電極的外周側(cè)覆蓋的屏蔽電極。
7.按權(quán)利要求1或2所述的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，其特征在于在上述2塊板狀的導(dǎo)電性電極的中心部將同軸電纜的芯線和地線分別與2塊板狀的導(dǎo)電性電極直接連接，并通過同軸連接器將上述測定裝置和同軸電纜連接。
8.按權(quán)利要求1或2所述的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，其特征在于上述天線接收部接地。
9.按權(quán)利要求1或2所述的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，其特征在于將上述天線接收部通過絕緣物支持在上述金屬容器上。
10.按權(quán)利要求1或2所述的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，其特征在于包括與上述同軸電纜連接的、具有信號的匹配電路和放大器的發(fā)送電路；與該發(fā)送電路連接的發(fā)送天線；接收從該發(fā)送天線發(fā)送的電磁波的接收天線；以及與該接收天線連接的測定裝置。
11.按權(quán)利要求10所述的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，其特征在于在氣體絕緣設(shè)備的各部分設(shè)置多個上述發(fā)送天線，而具有1個上述接收天線。
12.按權(quán)利要求1或2所述的氣體絕緣設(shè)備的部分放電檢測裝置，其特征在于在上述天線接收部與設(shè)置在上述金屬容器上的法蘭之間，備有通過反射而將電磁波向天線接收部聚集的半球狀的板。
全文摘要
使用緊湊、寬頻帶、高靈敏度的天線檢測在氣體絕緣設(shè)備的內(nèi)部異常時發(fā)生的部分放電引起的電磁波。利用在氣體絕緣設(shè)備的金屬容器(3)內(nèi)將2塊半圓形板組合在平面上而構(gòu)成的圓形的天線接收部(4)以寬頻帶并且高靈敏度地檢測部分放電的電磁波。檢測的信號,通過同軸密封端子(7)和同軸電纜(8)由測定裝置(10)進(jìn)行測定。另外,由于半圓形板的天線部做成大面積,所以,可以增大與電位測定部之間的電容量,從而可以進(jìn)行高靈敏度的電位測定。
文檔編號H02B13/065GK1254416SQ97182201
公開日2000年5月24日 申請日期1997年5月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月21日
發(fā)明者加藤達(dá)朗, 大下陽一 申請人:株式會社日立制作所