一种嵌入局部放电传感器的盆式绝缘子[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 209946302 U(45)授权公告日 2020.01.14

(21)申请号 201822208880.8(22)申请日 2018.12.27

(73)专利权人 中电新源智能电网科技有限公司

地址 211100 江苏省南京市江宁经济技术

开发区空港工业园华商路以南(72)发明人 孙茂有　包红旗　

(74)专利代理机构 绍兴市越兴专利事务所(普

通合伙) 33220

代理人 蒋卫东(51)Int.Cl.

G01R 31/12(2006.01)H01B 17/38(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图2页

CN 209946302 U(54)实用新型名称

一种嵌入局部放电传感器的盆式绝缘子(57)摘要

本实用新型涉及一种嵌入局部放电传感器的盆式绝缘子，包括环氧树脂本体以及嵌入环氧树脂本体内部的屏蔽环，屏蔽环上设有UHF功能的缝隙天线，缝隙天线的两端作为接地点通过连接线与嵌入环氧树脂本体内的法兰螺孔嵌件相连，或者是缝隙天线的两端作为接地点通过连接线与环氧树脂本体外部的法兰金属环相连，缝隙天线的中部作为馈电点用引出线连接至UHF信号端子。本实用新型将磁型缝隙天线制作在接地的屏蔽环上，使其在盆式绝缘子中在具有接地功能的基础上，同时具有局部放电传感器的功能，不存在悬浮电位的问题，绝缘结构简单，电极制作容易，高压开关设备运行安全可靠，还可以在特高压（1100kV）在内的所有电压等级的高压开关设备中应用。

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权　利　要　求　书

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1.一种嵌入局部放电传感器的盆式绝缘子，包括环氧树脂本体以及嵌入环氧树脂本体内部的屏蔽环，其特征在于：所述屏蔽环上设有UHF功能的缝隙天线，缝隙天线的两端作为接地点通过连接线与嵌入环氧树脂本体内的法兰螺孔嵌件相连，缝隙天线的中部作为馈电点用引出线连接至UHF信号端子。

2.根据权利要求1所述的一种嵌入局部放电传感器的盆式绝缘子，其特征在于：所述屏蔽环通过连接件与法兰螺孔嵌件连接。

3.一种嵌入局部放电传感器的盆式绝缘子，包括环氧树脂本体以及嵌入环氧树脂本体内部的屏蔽环，其特征在于：所述屏蔽环上设有UHF功能的缝隙天线，缝隙天线的两端作为接地点通过连接线与环氧树脂本体外部的法兰金属环相连，缝隙天线的中部作为馈电点用引出线连接至UHF信号端子。

4.根据权利要求3所述的一种嵌入局部放电传感器的盆式绝缘子，其特征在于：所述屏蔽环通过连接件固定在法兰金属环上。

5.根据权利要求1或3所述的一种嵌入局部放电传感器的盆式绝缘子，其特征在于：所述屏蔽环为完整的圆环，缝隙天线设置在屏蔽环上的一段处。

6.根据权利要求1或3所述的一种嵌入局部放电传感器的盆式绝缘子，其特征在于：所述屏蔽环为完整的圆环，多个缝隙天线间隔设置在屏蔽环的多段处，多个缝隙天线的多个馈电点并联。

7.根据权利要求1或3所述的一种嵌入局部放电传感器的盆式绝缘子，其特征在于：所述屏蔽环为完整的圆环，整个屏蔽环由多个缝隙天线相互连接构成，多个缝隙天线的两端彼此相连，多个馈电点之间并联。

8.根据权利要求3所述的一种嵌入局部放电传感器的盆式绝缘子，其特征在于：所述屏蔽环为圆环的一段弧构成，该段弧由缝隙天线构成。

9.根据权利要求3所述的一种嵌入局部放电传感器的盆式绝缘子，其特征在于：所述屏蔽环由多段弧间隔设置而成，多段弧均匀布设，每段弧均由缝隙天线构成，多段缝隙天线的多个馈电点并联。

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一种嵌入局部放电传感器的盆式绝缘子

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技术领域

[0001]本实用新型涉及高压开关设备领域，具体涉及一种嵌入局部放电传感器的盆式绝缘子。

背景技术

[0002]在高压开关设备产品中，盆式绝缘子是一种主要的器件，起支撑和绝缘的作用。目前主要有两种盆式绝缘子：一种是外侧不带金属环的，另一种就是带金属环的。不带金属环的盆式绝缘子内部必须有一个接地屏蔽环。而带外侧金属环的盆式绝缘子电压等级低的就以外侧金属环作为其接地屏蔽环，电压等级高的也必须有内部的屏蔽环。但是无内部屏蔽环的盆式绝缘子也可以加上一个屏蔽环，只要其符合盆式绝缘子的绝缘要求就可以。[0003]智能电网要求，变电站中的高压开关设备都要采用智能化高压开关设备。智能高压开关设备的一个重要的标志就是能对其运行状态进行在线监测的要求，而要满足这个要求，高压智能开关设备就必须要安装各种各样的传感器。高压开关设备内部的局部放电又是状态监测中很重要的一个项目，为满足这个项目的要求就必须要安装UHF（特高频）局部放电传感器。

[0004]UHF局部放电传感器其实就是一种工作在UHF频段内（行业上的要求是300 MHz～1500 MHz）的超宽带天线。天线是能发射或者接收电磁波信号的，而我们知道电磁波其实就是在空间或某特定区域内按一定的强度、方向和频率等参数进行传播的交变电磁场。所以天线就存在感知交变电场的电型天线和感知交变磁场的磁型天线。电型天线即为通常所说的偶极子或单极子，或者是与单极子原理相近的电容耦合式的，但无论如何都必须得有一个不接地的电极；而磁型天线是感应电磁波中的磁场的，是一个闭环结构，如缝隙天线，它可以制作在一个边缘可以接地的金属结构中。[0005]目前，行业上所应用的为数不多的带局部放电传感器功能的盆式绝缘子，均采用单极子或与其类似的电容耦合式的方法来实现。这就给盆式绝缘子中引入了一个导体，这个导体在高压开关设备运行过程中处于接近地电位的状态，相当于悬浮电位，为设备的运行带来不可靠的因素，所以这种方法目前还仅限于在电压等级比较低（220 kV及以下）的高压开关设备中应用。

实用新型内容

[0006]本实用新型提供一种嵌入局部放电传感器的盆式绝缘子，具有可靠性高、不会引发悬浮放电绝缘缺陷的优势。为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：[0007]一种嵌入局部放电传感器的盆式绝缘子，包括环氧树脂本体以及嵌入环氧树脂本体内部的屏蔽环，所述屏蔽环上设有UHF功能的缝隙天线，缝隙天线的两端作为接地点通过连接线与嵌入环氧树脂本体内的法兰螺孔嵌件相连，缝隙天线的中部作为馈电点用引出线连接至UHF信号端子。

[0008]所述屏蔽环通过连接件与法兰螺孔嵌件连接。

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一种嵌入局部放电传感器的盆式绝缘子，包括环氧树脂本体以及嵌入环氧树脂本

体内部的屏蔽环，所述屏蔽环上设有UHF功能的缝隙天线，缝隙天线的两端作为接地点通过连接线与环氧树脂本体外部的法兰金属环相连，缝隙天线的中部作为馈电点用引出线连接至UHF信号端子。

[0010]所述屏蔽环通过连接件固定在法兰金属环上。[0011]所述屏蔽环为完整的圆环，缝隙天线设置在屏蔽环上的一段处。[0012]所述屏蔽环为完整的圆环，多个缝隙天线间隔设置在屏蔽环的多段处，多个缝隙天线的多个馈电点并联。

[0013]所述屏蔽环为完整的圆环，整个屏蔽环由多个缝隙天线相互连接构成，多个缝隙天线的两端彼此相连，多个馈电点之间并联。[0014]所述屏蔽环为圆环的一段弧构成，该段弧由缝隙天线构成。[0015]所述屏蔽环由多段弧间隔设置而成，多段弧均匀布设，每段弧均由缝隙天线构成，多段缝隙天线的多个馈电点并联。

[0016]本实用新型将磁型缝隙天线制作在接地的屏蔽环上，使用这种结构的屏蔽环制作的盆式绝缘子不仅具有局部放电传感器的功能，同时也具有接地屏蔽的功能，更重要的是盆式绝缘子不存在悬浮电位的问题；令盆式绝缘子的绝缘结构更加简单，电极的制作更加容易，高压开关设备的运行更加安全可靠；更为重要的是本实用新型结构还可以在特高压（1100kV）在内的所有电压等级的高压开关设备中应用。

[0017]以下通过附图和具体实施方式对本实用新型做进一步阐述。[0018]附图说明：

[0019]图1为实施例中不带金属环的盆式绝缘子内部结构示意图；[0020]图2为嵌入局部放电传感器的屏蔽环展开俯视图；

[0021]图3为实施例中带金属环的盆式绝缘子内部结构示意图。[0022]具体实施方式：

[0023]本实用新型提供的一种嵌入局部放电传感器的盆式绝缘子，其结构可以如图1所示为不带外部法兰金属环的盆式绝缘子，也可以如图3所示为带外部法兰金属环的盆式绝缘子。

[0024]实施例1：本实施例以图1为例加以说明，这种不带金属环的盆式绝缘子，通常做法是采用外置式传感器从整个盆式绝缘子法兰间隙感应和耦合大量的内部局放信息，但是对于盆式绝缘子内部的微弱局放信号采集敏感度不够，整体结构也比较复杂。本实施例中的盆式绝缘子包括环氧树脂本体7、嵌入环氧树脂本体7内部的屏蔽环、位于盆式绝缘子中部的中心导体6、以及嵌入到环氧树脂本体7上的若干法兰螺孔嵌件2，环氧树脂本体7的外部设有UHF信号引出端子1。这种结构的盆式绝缘子属于现有技术，屏蔽环通常用连接件5固定在法兰螺孔嵌件2上起到接地屏蔽的作用。为了令该结构的屏蔽环同时具有UHF局部放电传感器的功能，专门在屏蔽环上设置如图2所示具有UHF功能的缝隙天线，缝隙天线的结构以及原理属于现有技术，此处不展开详述。缝隙天线的设置可以采用以下几种方式：[0025]方式一：屏蔽环为一个完整的圆环，缝隙天线3仅仅设置在屏蔽环上的一段处（如图1所示），其他部分为普通的屏蔽环4，缝隙天线3的两端作为接地点10并用连接线8与法兰螺孔嵌件2连接，缝隙天线3的中部较窄处作为信号馈电点9用引出线连接至UHF信号端子1。

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方式二：为增加传感器的信号接收效果，屏蔽环仍然为一个完整的圆环，缝隙天线

3以多段的形式间隔设置在屏蔽环上（省略视图），两段缝隙天线3之间仍然为普通的屏蔽环4，每一段的缝隙天线3的两端都为接地点，而中部形成馈电点，多段缝隙天线3的多个馈电点之间并联，并联后以一个信号连接器（或电缆）的形式通过UHF信号端子1引出盆式绝缘子外。

[0027]方式三：为增加传感器的信号接收效果，屏蔽环仍然为一个完整的圆环，整个屏蔽环由多段缝隙天线3相互连接构成（省略视图），每一段的缝隙天线3的两端都为接地点，而中部形成馈电点，多段缝隙天线3的两端彼此相连，多个馈电点之间并联，并联后以一个信号连接器（或电缆）的形式通过UHF信号端子1引出盆式绝缘子外。[0028]实施例2：本实施例以图3为例加以说明，这种结构的盆式绝缘子是在环氧树脂本体的外部增设一个金属法兰环11（又称法兰环），环氧树脂本体内部同样嵌入有屏蔽环，屏蔽环两端通过连接件12用螺栓固定在外部的金属环11上。设置金属环11后的高压开关设备壳体形成全封闭的波导，内部的局放电磁波不能向外发射，因此通常采用内部设置传感器的方式对局放UHF电磁波进行检测。现有的内置式传感器结构比较复杂，灵敏度不够，有些厂家还配合在金属环上开孔的方式来检测。本实施例中同样采用如实施例1中的方式，在屏蔽环上设置缝隙天线3，而缝隙天线3的设置方式同样可以采用实施例1中给出的三种形式，并且本实施例中缝隙天线3的设置方式还增加了以下两种方式：[0029]方式四：屏蔽环为非完整的圆环，由圆环的一段弧构成，该段弧由缝隙天线3构成，缝隙天线3的两端为接地点，而中部形成馈电点。[0030]方式五：为增加传感器的信号接收效果，屏蔽环由多段弧间隔设置而成，多段弧均匀布设，每段弧均由缝隙天线3构成，每段缝隙天线3的两端均为接地点，而中部形成馈电点，多段缝隙天线3的多个馈电点并联，并联后以一个信号连接器（或电缆）的形式通过UHF信号端子1引出盆式绝缘子外。[0031]不同之处在于：缝隙天线3的两端通过连接件12用螺栓固定在法兰金属环11上，其他内容可参照实施例1实施，此处加以省略。

[0032]以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

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说　明　书　附　图

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图1

图2

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说　明　书　附　图

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图3

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