本发明专利技术涉及一种用于通过测量部分放电来监视气体绝缘高压电开关设备的装置，所述开关设备包含：外壳(11)；电场传感器(10)，其具有紧固到所述外壳(11)的壁的金属板(13)；金属锥形部分(12)，所述金属锥形部分突出于外壳，其通过罩盖封闭其张开部分，且其另一端敞开到穿过所述金属板(13)的衬套(14)中，所述板充当以此方式形成的锥形天线的底板；及连接器(15)，其连接到所述衬套(14)且使得所述衬套(14)能够经由同轴电缆连接到测量与显示装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于通过测量部分放电来监视气体绝缘高压电开关设备的装置，本专利技术还涉及一种使用所述装置的气体绝缘高压电开关设备。
技术介绍
本专利技术的领域是监视通过例如六氟化硫等气体绝缘的屏蔽电开关设备的领域。通过测量部分放电来监视气体 绝缘的高压开关设备得到广泛使用。但是，目前需要具有例如从100兆赫(MHz)到2千兆赫(GHz)的较宽带宽的低成本、高增益传感器。还需要同时测量超高频(UHF)信号及功率频率下的信号。参考文献(I)(见说明书末尾的列表)说明了一种用于借助于电容性分压器来测量因气体绝缘电开关设备中的部分放电引起的电压脉冲的装置，所述装置设置于所述电开关设备中的存在的开口中。所述装置是锥形的，且包含圆盘性的电极及集成到电开关设备的紧固凸缘中的平板。所述装置的特征在于凸缘与电极之间的电容，电极与电开关设备内部的导体之间的电容，及连接凸缘与电极的部件的直径的比率。电极并不突出到开关设备外壳中。特殊紧固凸缘的使用证明，这种类型的测量装置会受到环境影响。现在，这种类型的特殊凸缘既不经济，又不利于改造旧的电开关设备。现有技术中，其它直接安装在气体绝缘的电开关设备外壳中的传感器在维护或改造时需要修改整个外壳。在电磁波发射领域，已知锥形双极或单极天线是良好的宽带天线。可通过改变天线的锥角来改变天线的输入阻抗。天线的长度定义其对于低频的敏感度。参考文献(2)展示了在用于平坦的接地面上时且在天线的近场中没有金属障碍物的情况下如何制作这种天线。参考文献(3)得出这样的结论这种传感器可用于填充有油的电源变压器。提议用长度为100毫米(mm)的传感器作为变压器的最优选择。因为排气阀(purge valve)的尺寸的缘故，锥角限于7度。使用这种小锥角，与单极天线相比宽带效应很低。对于气体绝缘开关设备内部的应用来说，使用气体绝缘开关设备的圆柱形开口作为接地面将是有利的。遗憾的是，在这些条件下，且因为在天线环境内的气体绝缘开关设备中存在其它金属部分(例如，电流导体、凸缘及开口窗、接地开关等……)，所以无法使用参考文献(2)中陈述的办法。此外，还必须考虑到非理想入口点及需要在高压下气密的馈送线(feed lines)。对于几种气体绝缘开关设备来说，长度为IOOmm的传感器过长，原因在于其紧致的配置及在气体绝缘组件内部观测到的击穿电压。本专利技术展示了即使在设计锥形天线时无法使用理论办法情况下，如何在气体绝缘开关设备环境中集成锥形天线。可显示，天线的环境(例如，圆形底板)的影响很大，从而无法使用常规天线理论的闭合形式办法。通过进行测量，可观测到可通过锥角来根据环境调适传感器的敏感度，但结果不符合参考文献(2)中提到的理论公式，原因在于传感器的凹处与头部之间的杂散电容。因此，可通过调整锥角来获得最佳敏感度，而不是依据理论规贝U。还说明在使用较短，但为圆形的传感器头部时与高电压环境的最佳匹配。本专利技术的目标是减轻已知现有技术装置的缺点，并构造例如在IOOMHz到2GHz的带上操作的高敏感度的宽带电场传感器，同时还能用作工业频率下的电容性分压器，而且非常适合于在气体绝缘电开关设备中应用，传感器的一些组件是市场上能购买到的便宜的高频组件。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于通过测量部分放电来监视气体绝缘高压电开关设备的装置，所述装置包含外壳，且其特征在于其包含电场传感器，其具有紧固到所述外壳的壁的金属板；金属锥形部分，所述金属锥形部分突出于外壳，其通过罩盖封闭其张开部分，且其另一端敞开到穿过所述金属板的衬套中，所述板充当以此方式形成的锥形天线的底板；及连接器，其连接到所述衬套且使得所述衬套能够经由同轴电缆连接到测量与显示装置。在各种优选实施例中，所述传感器可紧固到开关设备的外壳上存在的开口中。所述罩盖可具有球形形状或平坦的形状。传感器的阻抗、套筒的阻抗及连接电缆的阻抗可以是相同的。锥形部分形成的锥形的锥角可在10到47度的范围内。传感器的高度可在20毫米(mm)到250mm的范围内，随传感器头部附近的介质场的强度变化。传感器可紧固于金属板。衬套可包含比其内部导体长的绝缘套筒，这样便能连接及紧固锥形部分。本专利技术的装置可包含经由长度为X/4的传输线连接的短路元件，\为对应于所述传感器的中间频率的波长，短路元件与所述连接器及电缆的连接端子相平行。所有的信号传输元件，例如传感器、衬套、连接器及电缆，可具有相同阻抗。本专利技术还提供一种使用连接到信令与控制设备的至少一个该装置的气体绝缘高压电开关设备。本专利技术有以下优点可通过修改锥形部分的锥角来改变本专利技术的装置的输入阻抗，这有利于在输入处没有反射的情况下与同轴电缆的阻抗匹配。所得的锥形天线的带宽非常宽。没有频率上限。低频范围仅受到锥形部分的高度的限制。可通过修改传感器的长度及锥角9来改变本专利技术的装置的敏感度。在图I所示的本专利技术的第一实施例中，可获得非常线性的装置，可用来根据测量出的数据计算入射电场。因此这种装置可用作电场探测器。传感器较小，容易制造及装配，而且特别适于改造的旧的气体绝缘电开关设备。当锥形部分的罩盖为圆形，且通过切割-车削处理制造时，非常适于高电压环境。本专利技术的装置可在低频或功率频率(例如50/60赫兹(Hz)及谐波)下使用，对于这种频率，所述装置可用作电容性分压器。所述装置还可用于较高频率。如果所述装置仅在UHF范围下使用，则可通过连接器上的\ /4变换器来消除低频。附图说明图I展示本专利技术的装置的第一实施例。图2展示本专利技术的装置的第二实施例。图3展示本专利技术的装置在三相应用中的使用。图4展示本专利技术的装置与\ /4变换器在UHF频率范围内的使用。图5展示本专利技术的的装置，其没有金属板、直接集成到气体绝缘电开关设备的外壳中。具体实施例方式标准的气体绝缘高压电开关设备包含设置于外壳11中的至少一个导体。所述外壳可包含开口，特别是对于紧固安全装置，还 包含窗。如图I中针对第一实施例及图2中针对第二实施例展示，本专利技术的装置包含电场传感器(E场传感器)10，其包含适于紧固到高电压电开关设备的外壳的壁11的金属板13 ；锥形金属部分12，其张开部分被罩盖封闭，另一端的开口端延伸到穿过金属板13的衬套14中，所述金属板充当所得的锥形天线的底板；及连接器15，其连接于衬套14。此连接器15用于将衬套14经由同轴电缆(图中未表示)连接到测量与显示装置。图5展示另一实施例，其中传感器10直接紧固到气体绝缘电开关设备(没有金属板)的外壳11。衬套14的套筒14a及内部导体14b形成环形。其可从外壳11外部推到钻孔中。传感器10从外壳11内部紧固到衬套14。内部导体14b具有螺纹部分(图中未绘示)，其可被拧到传感器10中。连接器15的内部部分15a配备有弹性销15b，用于与内部导体14a形成接触。套筒14a及内部导体14b的直径的比率保持恒定，以便沿此内部导体14b维持恒定波阻抗。在这些实施例中，闭合锥形金属部分12形成单极天线(12a到12c)，其一般设置于气体绝缘电开关设备的外壳的径向方向上。因为，与焊接或模制的框架相比，制造的传感器具有光滑的表面(即，由于切割/车削处理，表面粗糙度很低)，所以传感器的锥形部分可突出到气体绝缘电开关设备的外壳中，且更加靠近此气体绝缘电开关设备的内部导体。传感器10及穿过外壳本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·高奇，
申请(专利权)人：爱瑞万TD股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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