内置式圆盘型传感器的制造方法
内置式圆盘型传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及传感器领域，具体而言，涉及一种内置式圆盘型传感器。
【背景技术】
[0002]特高频传感器(UHF Sensor)用于感应SF6气体绝缘开关设备(Ggs InsulatedSwichgear)发出的特高频电磁波，是GIS检测系统的关键部件。
[0003]按照安装方式的不同，特高频传感器可以分为外置式与内置式两种。外置式传感器放置在GIS盆式绝缘子的法兰处，接收从此处泄漏出来的电磁波，这种传感器成本低、使用方便，不影响GIS的结构，可用于GIS的带电检测，但缺点是容易受到外界空间电磁干扰的影响，而且对于盆式绝缘子法兰处带金属屏蔽的GIS(如SIEMENS公司生产的GIS)无法使用。内置式传感器则是在不影响GIS内部电场分布的前提下，安装在GIS内部的手孔、介质窗处，或者直接浇铸在盆式绝缘子中，其不容易受到外界空间电磁干扰的影响具有较多的优点。
[0004]内置式传感器包括多种，常见的类型有圆盘型、半圆偶极子型、对数周期型、平面等角螺旋型、阿基米德螺旋、偶极子型等，圆盘型传感器由于其结构简单、可靠，制作成本较低，安全性高，而检测灵敏度相对较高，成为国外GIS厂商的优选。
[0005]圆盘型传感器的电极为金属材料，浇铸在环氧材料内部后直接伸到GIS内部气室当中，若该电极悬浮或接地阻抗较大，则根据电容分压器原理，在传感器的金属电极上会分得几十伏甚至上千伏的工频电压。而且是雷击过电压及操作过电压情况下，此处的过电压水平会更高。
[0006]目前应用的国外研制的传感器有的采用外接保护端子的方法，该方法在信号馈出接口接一个T型接头，一端接保护装置，一端为信号馈出接口。然而该方法缺点是当外接保护端子因故拆卸时便失去保护，而且结构复杂。国外采用的另外一种保护方法为通过小电阻或小空芯电感接地，阻值一般为几欧姆至十几欧姆，该方法的接地阻抗仍然较高，在过电压情况下仍然存在危险。
[0007]为了提高圆盘型传感器的可靠性，避免过电压时导致的危险情况的发生，亟需一种过电压保护的圆盘型传感器。
【发明内容】
[0008]本申请旨在提供一种内置式圆盘型传感器，以解决现有技术中的圆盘型传感器可靠性低的问题。
[0009]为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种内置式圆盘型传感器，该传感器包括金属底板、介质层、圆盘电极、馈电杆与至少两个螺栓，上述圆盘电极通过上述螺栓接地。
[0010]进一步地，上述传感器包括四个上述螺栓，四个上述螺栓设置在上述圆盘电极的四个通孔中，四个上述通孔与所说圆盘电极的圆心的距离相等。
[0011]进一步地，上述圆盘电极的直径在130?150mm之间。
[0012]进一步地，上述圆盘电极的厚度在12?17mm之间。
[0013]进一步地，上述介质层的厚度在30mm?40mm之间。
[0014]进一步地，上述介质层的材料为环氧材料。
[0015]进一步地，上述传感器的安装窗口内径不小于200mm。
[0016]进一步地，上述馈电杆设置在上述圆盘电极的圆心位置。
[0017]进一步地，上述金属底板、介质层、上述圆盘电极、上述馈电杆与上述螺栓通过整体浇铸加工成一体结构。
[0018]进一步地，上述金属底板上设置有密封圈。
[0019]应用本申请的技术方案，采用设置在圆盘型传感器的两个接地螺栓将圆盘电极直接接地，使得接地阻抗为零，实现了圆盘型传感器接地可靠的目的，消除了过电压带来的危险情况。
【附图说明】
[0020]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0021]图1示出了本申请一种典型实施方式提供的内置式圆盘型传感器的剖面结构示意图；
[0022]图2示出了一种优选实施例提供的内置式圆盘型传感器的立体图；
[0023]图3示出了一种优选实施例提供的仿真结果曲线；
[0024]图4示出了一种优选实施例提供的仿真结果曲线；
[0025]图5示出了一种优选实施例提供的仿真结果曲线；
[0026]图6示出了一种优选实施例提供的仿真结果曲线；以及
[0027]图7示出了一种优选实施例提供的仿真结果曲线。
【具体实施方式】
[0028]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0029]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0030]正如【背景技术】所介绍的，现有技术中的内置式圆盘型传感器的过电压保护结构不能消除危险情况，为了解决如上，本申请提出了一种内置式圆盘型传感器。
[0031]本申请一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种内置式圆盘型传感器，该传感器包括:金属底板1、介质层2、圆盘电极3、馈电杆6与至少两个螺栓4，上述圆盘电极3通过至少两个上述螺栓4接地。
[0032]上述的传感器采用设置在器的两个接地螺栓4将圆盘电极3直接接地，使得接地阻抗为零，实现了圆盘型传感接地可靠的目的，消除了过电压带来的危险情况。
[0033]本申请的一种优选的实施例中，上述传感器包括四个上述螺栓4，四个上述螺栓4设置在上述圆盘电极3的通孔中，各上述通孔与所说圆盘电极3的圆心的距离相等，如图2所示。螺栓4不仅起到接地保护的作用，还起到连接GIS手孔的金属法兰盘上与圆盘电极3的作用，将四个螺栓4设置在上述均匀分布的圆盘电极3的通孔中，可以起到坚固的连接作用。并且这四个螺栓4使得传感器在0-500MHZ低频阻带内对低频信号的抑制作用增强，从而大大提高了传感器的抗干扰性能。
[0034]为了进一步提高上述传感器的灵敏度，本申请优选上述圆盘电极3的直径在130?150_之间，对直径D为110mm、130mm、150mm与70_的圆盘电极3 (保持传感器的其他结构参数相同)的灵敏度进行仿真计算，，仿真结果如图3所示的灵敏特性曲线(即灵敏度高度等效曲线)。
[0035]仿真结果表明，随着圆盘型传感器的圆盘电极的直径逐渐增大，在300MHz?2GHz范围内，传感器的灵敏度特性曲线的峰值从高频区域逐渐向低频区域移动，且灵敏度峰值呈下降趋势。即传感器圆盘电极的直径增大时，传感器在频率较低部分的灵敏度增强而在频率较高部分的灵敏度降低，但频率较低频区域灵敏度增加幅度比频率较高区域灵敏度降低幅度要小一些。为兼顾灵敏度和传感器尺寸对安装的影响，优选上述圆盘电极3的直径在130?150mm之间。
[0036]本申请的另一种优选的实施例中，上述圆盘电极3的厚度在12?17_之间。
[0037]本申请的另一种优选的实施例中，上述介质层2的厚度h在30mm?40mm之间，分别选取介质层2厚度为10mm、20mm、30mm 与40mm的圆盘型传感器(传感器其他的结构参数相同)的灵敏度进行仿真计算，结果如图4所示。
[0038]仿真结果表明，随着传感器的介质层2厚度的逐渐增大，在300MHz?2GHz范围内，传感器的灵敏度特性曲线的峰值从高频区域逐渐向低频区域升高式移动。当介质层2厚度增大时，在传感器灵敏度峰值的左边区域(频率较低部分)中传感器灵敏度增强。而传感器灵敏度峰值的右边区域(频率较高部分)，当介质层2的厚度由1mm增大到20mm时，传感器灵敏度增加，但介质层2厚度续增大时传感器灵敏度却逐渐减小。因此，介质层2的厚度在30mm?40mm时，传感器的灵敏度较高。
[0039]为了进一步提高灵敏度，且同时保证传感器的寿命与GIS设备的寿命相同，本申请优选上述介质层2的材料为环氧材料。采样同样的仿真方法分析圆盘型传感器的介质层2材料对传感器的灵敏度的影响，保持传感器的其它参数不变，分别选取介质层2材料的相对介电常数\为2、4、6、8进行仿真计算。圆盘型传感器灵敏度特性变化如图5所示。
[0040]仿真结果表明，随着圆盘型传感器的介质层材料介电常数逐渐增大，在300MHz?2GHz范围内，传感器的灵敏度特性变化情况较为复杂。当介质层介电常数增大时，传感器灵敏度峰值渐渐向频率较低区域移动。在传感器灵敏度峰值的左边区域(频率较低部分)中，当频率较低时传感器灵敏度随介电常数增大而减小，但随着频率逐渐升高传感器灵敏度随介电常数增大而增大。而传感器灵敏度峰值的右边区域(频率较高部分)，传感器灵敏度有随介电常数增大而减小的趋势，但是随着介电常数增大，传感器又出现一个频率更高的灵敏度峰值从而拉高了传感器灵敏度。因此可以考虑去介质常数尽量高的介质作为绝缘材料。同时，还要考虑到所选用的介质材料与GIS设备中常用的介质材料保持一致，故本申请选用与GIS内部环氧浇铸绝缘一致的材料，优选为环氧材料。
[0041]本申请的另一种优选的实施例中，优选上述传感器的安装窗口的内径不小于200_。采用相同的仿真方法分析圆盘型传感器的安装窗口对其灵敏度的影响。分别选取安装窗口 Dl大小为170mm、200mm、230mm、260mm进行仿真计算。圆盘型传感器灵敏度特性变化如图6所示。
[0042]仿真结果表明，在300MHz?2GHz范围内，当传感器安装窗口尺寸变大时，传感器的灵敏度整体都得到提高。但是随着安装窗口尺寸越来越大，传感器灵敏度的增大程度越来越小，即当安装窗口增大到一定尺寸时，再继续增大安装窗口尺寸对传感器灵敏度的几乎不变。因此，安装窗口应不小于200mm。然而，实际上不同电压等级GIS上的手孔或安装传感器的窗孔直径大小不一，基本从十几厘米到几十厘米不等，传感器设计也要考虑到这方面的影响。
[0043]本申请的另一种优选的实施例中，如图1所示，上述馈电杆6设置在上述圆盘电极3的圆心位置，馈电杆6与传感器信号连接线(高频同轴线)的内芯相接，作为传感器信号输出的正极；信号连接线的屏蔽层与金属底板I相接，作为信号输出的接地端。
[0044]本申请的另一种优选的实施例中，如图1上述，上述金属底板、圆盘电极、上述介质层2、上述馈电杆6与上述螺栓4通过整体浇铸加工成一体结构，采用整体浇铸方式加工，可显著降低传感器密封复杂度，同时有助于对传感器核心部件进行保护，解决了圆型传感器与气体绝缘开关设备寿命一致性的问题。
[0045]本申请另一种优选的实施例中，如图1上述，上述金属底板I上设置由密封圈7，此时最多仅需要两道密封设计，上述金属底板I上设置有密封圈7，密封圈7可以防止安装传感器后GIS中气体的泄露。
[0046]为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合实施例与附图对本申请的技术方案进行详细说明。
[0047]图1示出了内置式圆盘型传感器的剖面示意图，该传感器包括金属底板1、介质层2、圆盘电极3、馈电杆6与四个螺栓4(由于该图是剖面示意图，所以只能显示出两个螺栓4)，上述圆盘电极3、上述介质层2、上述馈电杆6与上述螺栓4通过整体饶铸加工成一体结构。图1还示出了与该传感器连接的GIS金属法兰盘10、防雨帽9、N-Type接头8与密封圈7。
[0048]其中，金属底板I为圆盘，其直径为130mm，厚度为15mm，介质层2为环氧材料，且其厚度为35mm，传感器的安装窗口的内径为230mm，馈电杆6设置在上述圆盘电极3的圆心位置，螺栓4设置在上述圆盘电极3的通孔中，各上述通孔与所说圆盘电极的圆心的距离相等。
[0049]对该传感器的灵敏度进行模拟计算，得到如图7所示的灵敏度曲线，由该曲线可知，该传感器300MHz-1500MHz通带内灵敏度(等效高度He)均较高，200MHz及以下的低频抑制特性较好，1800MHz及以上的高频抑制特性也较好，同时由于该传感器采用的耦合电极直接接地技术，因此从根本上解决了过电压保护的问题。
[0050]从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果:
[0051]本申请的传感器采用设置在圆盘型传感器的两个接地螺栓将圆盘电极直接接地，使得接地阻抗为零，实现了圆盘型传感器接地可靠的目的，消除了过电压带来的危险情况。
[0052]以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
【主权项】
1.一种内置式圆盘型传感器，其特征在于，所述传感器包括金属底板、介质层、圆盘电极、馈电杆与至少两个螺栓，所述圆盘电极通过所述螺栓接地。2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器包括四个所述螺栓，四个所述螺栓设置在所述圆盘电极的四个通孔中，四个所述通孔与所说圆盘电极的圆心的距离相等。3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述圆盘电极的直径在130?150mm之4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述圆盘电极的厚度在12?17_之5.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述介质层的厚度在30mm?40mm之间。6.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述介质层的材料为环氧材料。7.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器的安装窗口内径不小于200mmo8.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述馈电杆设置在所述圆盘电极的圆心位置。9.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述金属底板、介质层、所述圆盘电极、所述馈电杆与所述螺栓通过整体浇铸加工成一体结构。10.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述金属底板上设置有密封圈。
【专利摘要】本申请提供一种内置式圆盘型传感器。该传感器包括介质层、圆盘电极、馈电杆与至少两个螺栓，所述圆盘电极通过所述螺栓接地。该传感器采用设置在其上的两个接地螺栓将圆盘电极直接接地，接地阻抗为零，实现了接地可靠的目的，消除了过电压带来的危险情况。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN104898003
【申请号】CN201510347661
【发明人】段大鹏, 任志刚, 王立永, 齐伟强, 曹佳楣, 王维, 马婧珺, 谷禹, 高明伟
【申请人】国家电网公司, 国网北京市电力公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月19日
【技术领域】
[0001]本申请涉及传感器领域，具体而言，涉及一种内置式圆盘型传感器。
【背景技术】
[0002]特高频传感器(UHF Sensor)用于感应SF6气体绝缘开关设备(Ggs InsulatedSwichgear)发出的特高频电磁波，是GIS检测系统的关键部件。
[0003]按照安装方式的不同，特高频传感器可以分为外置式与内置式两种。外置式传感器放置在GIS盆式绝缘子的法兰处，接收从此处泄漏出来的电磁波，这种传感器成本低、使用方便，不影响GIS的结构，可用于GIS的带电检测，但缺点是容易受到外界空间电磁干扰的影响，而且对于盆式绝缘子法兰处带金属屏蔽的GIS(如SIEMENS公司生产的GIS)无法使用。内置式传感器则是在不影响GIS内部电场分布的前提下，安装在GIS内部的手孔、介质窗处，或者直接浇铸在盆式绝缘子中，其不容易受到外界空间电磁干扰的影响具有较多的优点。
[0004]内置式传感器包括多种，常见的类型有圆盘型、半圆偶极子型、对数周期型、平面等角螺旋型、阿基米德螺旋、偶极子型等，圆盘型传感器由于其结构简单、可靠，制作成本较低，安全性高，而检测灵敏度相对较高，成为国外GIS厂商的优选。
[0005]圆盘型传感器的电极为金属材料，浇铸在环氧材料内部后直接伸到GIS内部气室当中，若该电极悬浮或接地阻抗较大，则根据电容分压器原理，在传感器的金属电极上会分得几十伏甚至上千伏的工频电压。而且是雷击过电压及操作过电压情况下，此处的过电压水平会更高。
[0006]目前应用的国外研制的传感器有的采用外接保护端子的方法，该方法在信号馈出接口接一个T型接头，一端接保护装置，一端为信号馈出接口。然而该方法缺点是当外接保护端子因故拆卸时便失去保护，而且结构复杂。国外采用的另外一种保护方法为通过小电阻或小空芯电感接地，阻值一般为几欧姆至十几欧姆，该方法的接地阻抗仍然较高，在过电压情况下仍然存在危险。
[0007]为了提高圆盘型传感器的可靠性，避免过电压时导致的危险情况的发生，亟需一种过电压保护的圆盘型传感器。
【发明内容】
[0008]本申请旨在提供一种内置式圆盘型传感器，以解决现有技术中的圆盘型传感器可靠性低的问题。
[0009]为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种内置式圆盘型传感器，该传感器包括金属底板、介质层、圆盘电极、馈电杆与至少两个螺栓，上述圆盘电极通过上述螺栓接地。
[0010]进一步地，上述传感器包括四个上述螺栓，四个上述螺栓设置在上述圆盘电极的四个通孔中，四个上述通孔与所说圆盘电极的圆心的距离相等。
[0011]进一步地，上述圆盘电极的直径在130?150mm之间。
[0012]进一步地，上述圆盘电极的厚度在12?17mm之间。
[0013]进一步地，上述介质层的厚度在30mm?40mm之间。
[0014]进一步地，上述介质层的材料为环氧材料。
[0015]进一步地，上述传感器的安装窗口内径不小于200mm。
[0016]进一步地，上述馈电杆设置在上述圆盘电极的圆心位置。
[0017]进一步地，上述金属底板、介质层、上述圆盘电极、上述馈电杆与上述螺栓通过整体浇铸加工成一体结构。
[0018]进一步地，上述金属底板上设置有密封圈。
[0019]应用本申请的技术方案，采用设置在圆盘型传感器的两个接地螺栓将圆盘电极直接接地，使得接地阻抗为零，实现了圆盘型传感器接地可靠的目的，消除了过电压带来的危险情况。
【附图说明】
[0020]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0021]图1示出了本申请一种典型实施方式提供的内置式圆盘型传感器的剖面结构示意图；
[0022]图2示出了一种优选实施例提供的内置式圆盘型传感器的立体图；
[0023]图3示出了一种优选实施例提供的仿真结果曲线；
[0024]图4示出了一种优选实施例提供的仿真结果曲线；
[0025]图5示出了一种优选实施例提供的仿真结果曲线；
[0026]图6示出了一种优选实施例提供的仿真结果曲线；以及
[0027]图7示出了一种优选实施例提供的仿真结果曲线。
【具体实施方式】
[0028]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0029]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0030]正如【背景技术】所介绍的，现有技术中的内置式圆盘型传感器的过电压保护结构不能消除危险情况，为了解决如上，本申请提出了一种内置式圆盘型传感器。
[0031]本申请一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种内置式圆盘型传感器，该传感器包括:金属底板1、介质层2、圆盘电极3、馈电杆6与至少两个螺栓4，上述圆盘电极3通过至少两个上述螺栓4接地。
[0032]上述的传感器采用设置在器的两个接地螺栓4将圆盘电极3直接接地，使得接地阻抗为零，实现了圆盘型传感接地可靠的目的，消除了过电压带来的危险情况。
[0033]本申请的一种优选的实施例中，上述传感器包括四个上述螺栓4，四个上述螺栓4设置在上述圆盘电极3的通孔中，各上述通孔与所说圆盘电极3的圆心的距离相等，如图2所示。螺栓4不仅起到接地保护的作用，还起到连接GIS手孔的金属法兰盘上与圆盘电极3的作用，将四个螺栓4设置在上述均匀分布的圆盘电极3的通孔中，可以起到坚固的连接作用。并且这四个螺栓4使得传感器在0-500MHZ低频阻带内对低频信号的抑制作用增强，从而大大提高了传感器的抗干扰性能。
[0034]为了进一步提高上述传感器的灵敏度，本申请优选上述圆盘电极3的直径在130?150_之间，对直径D为110mm、130mm、150mm与70_的圆盘电极3 (保持传感器的其他结构参数相同)的灵敏度进行仿真计算，，仿真结果如图3所示的灵敏特性曲线(即灵敏度高度等效曲线)。
[0035]仿真结果表明，随着圆盘型传感器的圆盘电极的直径逐渐增大，在300MHz?2GHz范围内，传感器的灵敏度特性曲线的峰值从高频区域逐渐向低频区域移动，且灵敏度峰值呈下降趋势。即传感器圆盘电极的直径增大时，传感器在频率较低部分的灵敏度增强而在频率较高部分的灵敏度降低，但频率较低频区域灵敏度增加幅度比频率较高区域灵敏度降低幅度要小一些。为兼顾灵敏度和传感器尺寸对安装的影响，优选上述圆盘电极3的直径在130?150mm之间。
[0036]本申请的另一种优选的实施例中，上述圆盘电极3的厚度在12?17_之间。
[0037]本申请的另一种优选的实施例中，上述介质层2的厚度h在30mm?40mm之间，分别选取介质层2厚度为10mm、20mm、30mm 与40mm的圆盘型传感器(传感器其他的结构参数相同)的灵敏度进行仿真计算，结果如图4所示。
[0038]仿真结果表明，随着传感器的介质层2厚度的逐渐增大，在300MHz?2GHz范围内，传感器的灵敏度特性曲线的峰值从高频区域逐渐向低频区域升高式移动。当介质层2厚度增大时，在传感器灵敏度峰值的左边区域(频率较低部分)中传感器灵敏度增强。而传感器灵敏度峰值的右边区域(频率较高部分)，当介质层2的厚度由1mm增大到20mm时，传感器灵敏度增加，但介质层2厚度续增大时传感器灵敏度却逐渐减小。因此，介质层2的厚度在30mm?40mm时，传感器的灵敏度较高。
[0039]为了进一步提高灵敏度，且同时保证传感器的寿命与GIS设备的寿命相同，本申请优选上述介质层2的材料为环氧材料。采样同样的仿真方法分析圆盘型传感器的介质层2材料对传感器的灵敏度的影响，保持传感器的其它参数不变，分别选取介质层2材料的相对介电常数\为2、4、6、8进行仿真计算。圆盘型传感器灵敏度特性变化如图5所示。
[0040]仿真结果表明，随着圆盘型传感器的介质层材料介电常数逐渐增大，在300MHz?2GHz范围内，传感器的灵敏度特性变化情况较为复杂。当介质层介电常数增大时，传感器灵敏度峰值渐渐向频率较低区域移动。在传感器灵敏度峰值的左边区域(频率较低部分)中，当频率较低时传感器灵敏度随介电常数增大而减小，但随着频率逐渐升高传感器灵敏度随介电常数增大而增大。而传感器灵敏度峰值的右边区域(频率较高部分)，传感器灵敏度有随介电常数增大而减小的趋势，但是随着介电常数增大，传感器又出现一个频率更高的灵敏度峰值从而拉高了传感器灵敏度。因此可以考虑去介质常数尽量高的介质作为绝缘材料。同时，还要考虑到所选用的介质材料与GIS设备中常用的介质材料保持一致，故本申请选用与GIS内部环氧浇铸绝缘一致的材料，优选为环氧材料。
[0041]本申请的另一种优选的实施例中，优选上述传感器的安装窗口的内径不小于200_。采用相同的仿真方法分析圆盘型传感器的安装窗口对其灵敏度的影响。分别选取安装窗口 Dl大小为170mm、200mm、230mm、260mm进行仿真计算。圆盘型传感器灵敏度特性变化如图6所示。
[0042]仿真结果表明，在300MHz?2GHz范围内，当传感器安装窗口尺寸变大时，传感器的灵敏度整体都得到提高。但是随着安装窗口尺寸越来越大，传感器灵敏度的增大程度越来越小，即当安装窗口增大到一定尺寸时，再继续增大安装窗口尺寸对传感器灵敏度的几乎不变。因此，安装窗口应不小于200mm。然而，实际上不同电压等级GIS上的手孔或安装传感器的窗孔直径大小不一，基本从十几厘米到几十厘米不等，传感器设计也要考虑到这方面的影响。
[0043]本申请的另一种优选的实施例中，如图1所示，上述馈电杆6设置在上述圆盘电极3的圆心位置，馈电杆6与传感器信号连接线(高频同轴线)的内芯相接，作为传感器信号输出的正极；信号连接线的屏蔽层与金属底板I相接，作为信号输出的接地端。
[0044]本申请的另一种优选的实施例中，如图1上述，上述金属底板、圆盘电极、上述介质层2、上述馈电杆6与上述螺栓4通过整体浇铸加工成一体结构，采用整体浇铸方式加工，可显著降低传感器密封复杂度，同时有助于对传感器核心部件进行保护，解决了圆型传感器与气体绝缘开关设备寿命一致性的问题。
[0045]本申请另一种优选的实施例中，如图1上述，上述金属底板I上设置由密封圈7，此时最多仅需要两道密封设计，上述金属底板I上设置有密封圈7，密封圈7可以防止安装传感器后GIS中气体的泄露。
[0046]为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合实施例与附图对本申请的技术方案进行详细说明。
[0047]图1示出了内置式圆盘型传感器的剖面示意图，该传感器包括金属底板1、介质层2、圆盘电极3、馈电杆6与四个螺栓4(由于该图是剖面示意图，所以只能显示出两个螺栓4)，上述圆盘电极3、上述介质层2、上述馈电杆6与上述螺栓4通过整体饶铸加工成一体结构。图1还示出了与该传感器连接的GIS金属法兰盘10、防雨帽9、N-Type接头8与密封圈7。
[0048]其中，金属底板I为圆盘，其直径为130mm，厚度为15mm，介质层2为环氧材料，且其厚度为35mm，传感器的安装窗口的内径为230mm，馈电杆6设置在上述圆盘电极3的圆心位置，螺栓4设置在上述圆盘电极3的通孔中，各上述通孔与所说圆盘电极的圆心的距离相等。
[0049]对该传感器的灵敏度进行模拟计算，得到如图7所示的灵敏度曲线，由该曲线可知，该传感器300MHz-1500MHz通带内灵敏度(等效高度He)均较高，200MHz及以下的低频抑制特性较好，1800MHz及以上的高频抑制特性也较好，同时由于该传感器采用的耦合电极直接接地技术，因此从根本上解决了过电压保护的问题。
[0050]从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果:
[0051]本申请的传感器采用设置在圆盘型传感器的两个接地螺栓将圆盘电极直接接地，使得接地阻抗为零，实现了圆盘型传感器接地可靠的目的，消除了过电压带来的危险情况。
[0052]以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
【主权项】
1.一种内置式圆盘型传感器，其特征在于，所述传感器包括金属底板、介质层、圆盘电极、馈电杆与至少两个螺栓，所述圆盘电极通过所述螺栓接地。2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器包括四个所述螺栓，四个所述螺栓设置在所述圆盘电极的四个通孔中，四个所述通孔与所说圆盘电极的圆心的距离相等。3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述圆盘电极的直径在130?150mm之4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述圆盘电极的厚度在12?17_之5.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述介质层的厚度在30mm?40mm之间。6.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述介质层的材料为环氧材料。7.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器的安装窗口内径不小于200mmo8.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述馈电杆设置在所述圆盘电极的圆心位置。9.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述金属底板、介质层、所述圆盘电极、所述馈电杆与所述螺栓通过整体浇铸加工成一体结构。10.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述金属底板上设置有密封圈。
【专利摘要】本申请提供一种内置式圆盘型传感器。该传感器包括介质层、圆盘电极、馈电杆与至少两个螺栓，所述圆盘电极通过所述螺栓接地。该传感器采用设置在其上的两个接地螺栓将圆盘电极直接接地，接地阻抗为零，实现了接地可靠的目的，消除了过电压带来的危险情况。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN104898003
【申请号】CN201510347661
【发明人】段大鹏, 任志刚, 王立永, 齐伟强, 曹佳楣, 王维, 马婧珺, 谷禹, 高明伟
【申请人】国家电网公司, 国网北京市电力公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月19日
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