一種光纖特高頻復合傳感器以及GIS局部放電檢測裝置的制作方法

本發明屬于電氣設備檢測技術領域，尤其涉及一種光纖特高頻復合傳感器以及gis局部放電檢測裝置。

背景技術：

氣體絕緣組合開關(gis)由于具有占地面積小、不受大氣環境影響、安裝方便以及安全性高等優點而被廣泛應用于電力系統中。隨著gis的安裝數量的增加，由于gis故障而引起的事故也有所增加。gis的故障大部分是由gis內部絕緣缺陷而引起的，當gis內部出現絕緣缺陷時，由于電場的局部畸變，在外施電壓達到一定的值時，都會出現不同程度的局部放電。局部放電既是引起絕緣劣化的主要原因，又是絕緣劣化的重要征兆。所以，通過對gis中的局部放電進行檢測或在線進行檢測，可以盡早發現gis內部缺陷，避免gis絕緣故障的發生，保證gis的安全運行。

當電力設備內部發生局部放電時，會向外輻射光信號，光檢測法通過檢測光信號而達到檢測局部放電的目的。局部放電光檢測法作為一種非電量檢測法，不受電氣信號干擾，具有很強的抗干擾能力，擁有廣闊的應用前景。光纖在探測光信號的同時也可以傳輸光信號，受環境影響小，穩定性高。由于gis中的局部放電產生的光信號較弱，同時局部放電發生的位置具有不確定性。因此，所以更適合應用于局部放電中光信號的檢測。

然而，使用光纖探測必須將光纖植入gis內部，而如何在不改變gis內部電場分布并保證良好氣密封的前提下實現熒光光纖的植入是熒光光纖進行gis內部局部放電檢測的關鍵問題。同時如何有機結合局部放電光檢測法和其他檢測方法也是值得研究的課題。

技術實現要素：

為了解決現有技術中存在的問題，本發明將熒光光纖和gis內置特高頻傳感器相結合，提出一種光纖特高頻復合傳感器，所述傳感器包含：光纖、光纖引出線、特高頻傳感器、特高頻饋線和特高頻引出線；所述特高頻傳感器具有相對的第一面和第二面，所述光纖敷設于所述第一面上；所述光纖用于接收光信號，并通過與其連接的光纖引出線傳輸所述光信號；所述特高頻傳感器用于接收特高頻電磁波信號，并將其其轉換為特高頻信號，并通過所述特高頻饋線和所述特高頻引出線傳輸所述特高頻信號。

優選地，所述特高頻傳感器具有一通孔，所述通孔貫穿所述特高頻傳感器以使得所述第一面和所述第二面連通；所述光纖自第二面穿過所述通孔后敷設于所述第一面上。

優選地，所述特高頻傳感器還包含一介質板，所述介質板具有一定厚度，并且所述介質板的一個面與所述第二面貼合。

優選地，所述光纖呈螺旋狀敷設于所述第一表面。

優選地，所述光纖為熒光光纖。

本發明具有如下有益效果：

一、通過光纖和特高頻傳感器在結構上的復合，能夠提供兩種檢測信號的聯合檢測，提高的有效性和準確性。

二、有效地解決了光纖的鋪設問題以及光纖在gis內部的安全植入問題。

三、提供了一種光纖的敷設方式，在有限的空間內增加光纖的長度，提高檢測靈敏度，另一方面可不導致光纖劇烈彎曲，保證檢測效果。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明：

圖1是本發明實施例提供的光纖特高頻復合傳感器剖面結構示意圖；

圖2是本發明另一實施例提供的光纖特高頻復合傳感器剖面結構示意圖；

圖3是本發明實施例提供的光纖引出gis外部示意圖；

圖4是本發明實施例提供的螺旋形光纖敷設形狀示意圖。

本發明的附圖標記含義如下：

1-光纖；2-光纖引出線；3-特高頻傳感器；4-特高頻饋線；5-特高頻引出線；6-介質板；7-金屬蓋板；8-光纖；9-通孔。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的附圖1-4，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護的范圍。

請參考圖1，其示意性地示出了本實施例提供的光纖特高頻復合傳感器。所述傳感器包含：光纖1、光纖引出線2、特高頻傳感器3、特高頻饋線4和特高頻引出線5；所述特高頻傳感器3具有相對的第一面和第二面，所述光纖1敷設于所述第一面上；所述光纖1用于接收光信號，并通過與其連接的光纖引出線2傳輸所述光信號；所述特高頻傳感器3用于接收特高頻電磁波信號，并將其其轉換為特高頻信號，并通過所述特高頻饋線4和所述特高頻引出線5傳輸所述特高頻信號。

在一個示例中，請參見圖1，所述特高頻傳感器3具有一通孔9，所述通孔9貫穿所述特高頻傳感器以使得所述第一面和所述第二面連通；所述光纖1自第二面穿過所述通孔9后敷設于所述第一面上。

在另一個實施例中，請參見圖2，所述光纖還可以通過所述特高頻傳感器外緣的側面越過所述特高頻傳感器后敷設于所述特高頻傳感器的第一面上。

在一個示例中，在對gis進行檢測時，該傳感器設置于gis內部，靠近所述gis的金屬蓋板7。特高頻傳感器3具有相對的第一面和第二面，其中第一面朝向所述gis內部，第二面朝向所述gis設備的金屬蓋板。當gis設備發生短路時，會伴隨產生兩種信號：特高頻電磁波信號和光信號，根據業界通說，特高頻信號是伴隨gis短路出現的300mhz-1.5ghz電磁波信號。光信號則是gis設備內部發生局部放電時，向外輻射的光信號，局部放電中產生的光信號光譜主要分布在300～500nm的波長范圍內。光信號不受電氣信號干擾，具有很強的抗干擾能力。設置于特高頻傳感器表面的光纖在探測局部放電產生的光信號同時還可以傳輸探測到的光信號，同時光纖的電氣絕緣性也保證其在gis中使用的電氣安全性。由于gis中的局部放電產生的光信號較弱，同時局部放電發生的位置具有不確定性。因此，非常適合用于局部放電中光信號的檢測。通過本實施例提供的復合傳感器可以同時接收這兩種信號。

在一個示例中，如圖1所示，所述特高頻傳感器3還包含一介質板6，所述介質板6具有一定厚度，并且所述介質板6的一個面與所述第二面貼合，介質板的另一個面與所述金屬蓋板的內壁7貼合，介質板具有介電常數。介質板6的加入能夠改變特高頻傳感器與所述金屬蓋板之間的介電常數，進而改善所述特高頻傳感器的性能。

在圖1的示例中，光纖1的一端連接光纖引出線2，然后穿過介質板6和特高頻傳感器上的通孔9，敷設于所述特高頻傳感器的第一面上。

在圖2的示例中，光纖的一端連接光纖引出線，然后越過所述介質板和所述特高頻傳感器的外緣，敷設于所述特高頻傳感器的第一面上。

在一個示例中，如圖1-3所示，光纖引出線2具有錐形的接頭和外法蘭，所述光纖接于所述錐形接頭的錐尖，自錐底引出。錐形接頭采用密封引出結構，以保證gis內部的氣密性。

在一個示例中，特高頻傳感器3通過特高頻饋線4和特高頻引出線5傳輸所述特高頻信號，所述特高頻引出線5包含密封圈和法蘭，所述特高頻饋線接于所述特高頻傳感器的第二面，穿過所述介質板和所述密封圈。所述密封圈設置于所述金屬蓋板的預置孔中以保證gis內部的絕緣性和密封性。

在一個示例中，如圖1所示，所述光纖呈螺旋狀8敷設于所述第一表面。將熒光光纖螺旋狀敷設在特高頻傳感器表面，采用螺旋狀的優點是一方面可以在有限的空間內增加光纖的長度，提高檢測靈敏度，另一方面可不導致光纖劇烈彎曲，影響檢測效果。通過專用接口將特高頻信號和光纖信號引出，形成兩路信號的一體化檢測。現場使用時將其植入gis內部即可。在所述第一表面還可選地覆蓋透明丙烯酸酯聚合物膠，用于固定所述光纖。

在一個示例中，如圖1所示，所述光纖為熒光光纖。

綜上所述，在本發明的一個較優實施例中，將熒光光纖敷設在內置式特高頻傳感器表面，形成光纖特高頻一體化傳感器，進而解決光纖在gis內部的安全植入問題。即通過在gis內置式特高頻傳感器表面敷設光纖，從外部將光信號和特高頻信號同時引出，形成一體化傳感器，即解決了光纖在gis內部的安全植入問題，又能同時進行特高頻和光信號的聯合檢測，提高檢測的有效性和可靠性。

在本發明的另一個實施例中，提供一種gis局部放電的檢測裝置，該裝置包含光纖特高頻復合傳感器。光纖特高頻復合傳感器設置于gis的內部，可以設置一個也可以設置多個。基于對gis內部特高頻信號和光信號的檢測可以實現對于gis內部是否發生局部放電現象進行判定，進而判定gis的絕緣情況。傳感器可進行工頻下gis局部放電的檢測，也可進行沖擊電壓下gis局部放電的檢測。

以下詳細描述實際上僅是示例性的而并不意欲限制應用和使用。此外，并不意欲受以上技術領域、背景、簡要概述或以下詳細描述中呈現的任何明確或暗示的理論約束。除非明確地具有相反的描述，否則詞語“包括”及其不同的變型應被理解為隱含包括所述的部件但不排除任意其他部件。

以下結合附圖來說明本發明的具體實施方式。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施方式僅限于此，對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬于本發明由所提交的權利要求書確定保護范圍。