CN102749556B - 电容均压绝缘芯体的绝缘监测器 - Google Patents

电容均压绝缘芯体的绝缘监测器 Download PDF

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电容型绝缘的电容分压式绝缘监测器是用于监测电容型绝缘的电容电流，以判断绝缘好坏的一种监测器。通常用在电流互感器、变压器套管、穿墙套管等电容型绝缘的高压电器上。测量电容型绝缘的电容电流可以确知绝缘的损坏程度，当损坏开始时及时安排停电检修，可以防止事故发生。本发明是在制造电容均压绝缘芯体时，在原有的末屏外用与电容均压芯体同样工艺设置一个电容量很大的测量电容C2，与原有的电容均压绝缘芯体的电容C1串联构成电容分压器，作为抽取信号的传感器。并用接入的发光二极管、交流电流表或者通过电流变送器、传输线及合并单元构成的在线绝缘监视器，在线显示电容电流以及电容量的变化，在配电盘或网上告知设备开始损坏及损坏程度。

Description

电容均压绝缘芯体的绝缘监测器
技术领域
用于监测电容均压绝缘芯体的电容电流，以判断绝缘好坏的一种绝缘监测器。通常用在穿墙套管、变压器套管、电流互感器等高压电器产品上。
背景技术
电流互感器及高压套管等电容型绝缘的高压电器的主绝缘是由绝缘层和导电或半导电屏交替设置构成的电容均压绝缘芯体，相当于多个电容串联接于导电体和地之间。其绝缘损坏过程是其中一个电容屏的绝缘率先击穿，引起其他电容屏的绝缘先后逐层击穿，最后造成整体绝缘击穿。在这个串联电容减少的过程中，电容均压绝缘芯体的电容量及电容电流逐渐增加。如果有n个串联电容，每击穿一个电容，则电容量增大1/n，并电容电流增加1/n。因此，测量电容电流的大小以及电容量的变化可以确切的知道绝缘的损坏以及损坏的程度。通过在线监测电容均压绝缘芯体的电容电流，在绝缘开始损坏但尚未达到危险程度时，发出警示信号，提醒用户及时进行计划检修，防止由于事故造成大面积停电。
专利号为ZL200520119103.6的“一种用于电容型绝缘芯体的绝缘监视器”介绍了这一原理，其技术措施是用环形铁芯线圈套装在电容绝缘芯体的末屏接地引线上，测量电容均压绝缘芯体的入地电流。这个电流很小，一般是毫安级。必需增加接地引线在环形铁芯上的缠绕圈数并增大铁心的截面，才能提高环形铁芯线圈的安匝数，并提高输出容量，才能带动指针式交流微安表、发光二极管及绝缘在线监视器正确动作。而实现这一措施存在一定的困难，对运行也会带来不安全因素。
发明内容
本发明与上述技术措施不同点在于，不再用环形铁芯线圈套装在电容均压绝缘芯体的末屏接地引线上，测量电容均压绝缘芯体的入地电流。而是在制造电容均压绝缘芯体时，在原有的末屏外用同样的工艺设置绝缘层和接地电容屏，构成一个电容量很大的测量电容C2。与原有的电容均压绝缘芯体的电容C1串联构成电容分压器，作为抽取信号的传感器。并引出C1、C2的电连接点，连接点对地之间接入显示器，用来测量通过电容均压绝缘芯体的电容电流，原理见图1。
本发明用于实时在线测量电容电流的显示器有三种。其一是用发光二极管显示，当电容电流超过警戒时发光二极管被点亮；其二是直接用交流电流表显示电容电流的数值；其三是经电流变送器将信号传到控制室或指定网上，多台设备的信号接入一台合并单元，组成绝缘在线监视器。可以同时监视站内多台设备的电流信号，再引入电压信号后，还可以提供电容量和电容量的变化率，更直接、更准确的显示绝缘的损坏程度。
按照本发明提供的用于监测电容均压绝缘芯体的绝缘监测器是由电容均压绝缘芯体1与低压电容2及显示器3构成，在由绝缘层与导电或半导电材料的电容屏交替包绕或敷设构成电容均压绝缘芯体1的末屏外，使用相同的工艺方法包绕或敷设绝缘层及接地屏构成低压电容2，与电容均压绝缘芯体1构成一个整体，在电容均压绝缘芯体1与低压电容2连接点引出监测端子4，通过监测端子4与接地端子5接入显示器3。
显示器3可以由电压抑制器6及发光二极管电路7构成，发光二极管电路7装设在设备的箱体内，发光二极管指示灯暴露在设备箱体留出的小孔中。
显示器3也可以由电压抑制器6及交流电流表8构成，交流电流表8装设在高压设备箱体的易于看见的下部，在交流电流表盘上，标示警戒区域。
显示器3还可以由电流变送器9、传输导线10、合并单元11构成的绝缘在线监视器，电流变送器9装设在高压设备的箱体下部，通过传输导线10将信号传至控制室的合并单元11，一台合并单元可以同时监测多路电容电流信号。由电压互感器12引出的电压信号同时接入合并单元11，绝缘在线监视器上不仅可以显示电容电流还可以显示电容量、电容量的变化。电流变送器9、电压互感器12以及合并单元11的信号还可以直接传至网络上，供用户使用。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、低压电容C2的绝缘层和接地电容屏是用同样的工艺方法，在电容均压绝缘体的末屏外设置，并用同一个外套密封，与电容均压绝缘芯体构成一个整体。这种电容分压式传感器与高压电器产品作为一体提供给用户，比外加低压电容构成传感器更安全可靠，而且其电容量不会因温度、频率的变化造成误差。
2、低压电容C2的电容量决定了监测端子的电压，可以较容易的通过改变低压电容的电容量数值，来改变电压信号的大小。
3、电流表和指示灯直接安装在箱体上，可以直观看到电容均压绝缘芯体的绝缘状况，简洁明了，而且不需外加电源。在线监测器可以在线、实时监测、记录、警示多台设备的绝缘状况(电容电流、电容量及其变化)，还可以将信号发至网上，供远方用户的需要。
附图说明
图1电容均压绝缘芯体的绝缘监测器的原理接线图。
图2显示器为发光二极管的原理接线图。
图3显示器为交流电流表的原理接线图。
图4绝缘在线监测器原理接线图。
具体实施方案
实施方案一：
见图2，电容均压绝缘芯体的绝缘监测器是由电容均压绝缘芯体1与低压电容2及显示器3构成，由绝缘层(例如聚四氟乙烯薄膜、浸环氧树脂玻璃纤维或油纸绝缘等)与导电或半导电材料(例如铝箔、半导电带等)的电容屏交替敷设(例如包绕)构成。电容均压绝缘芯体1的末屏外使用相同的工艺方法敷设绝缘层及接地屏(例如仍用聚四氟乙烯薄膜、浸环氧树脂玻璃纤维或油纸绝缘等绝缘材料与铝箔或半导电带等电容屏交替包绕)构成低压电容2，在电容均压绝缘芯体1与低压电容器2连接点引出监测端子4，通过监测端子4与接地端子5接入由电压抑制器6(例如一组反向二极管)及发光二极管电路7构成的显示器3，发光二极管电路7装设在设备的箱体内，发光二极管指示灯暴露在设备箱体留出的小孔中。
实施方案二：
见图3，电容均压绝缘芯体的绝缘监测器是由电容均压绝缘芯体1与低压电容2及显示器3构成，由绝缘层(例如聚四氟乙烯薄膜、浸环氧树脂玻璃纤维或油纸绝缘等)与导电或半导电材料(例如铝箔、半导电带等)的电容屏交替敷设(例如包绕)构成电容均压绝缘芯体1的末屏外使用相同的工艺方法敷设绝缘层及接地电容屏(例如仍用聚四氟乙烯薄膜、浸环氧树脂玻璃纤维或油纸绝缘等绝缘材料与铝箔或半导电带等电容屏交替包绕)构成低压电容2，在电容均压绝缘芯体1与低压电容器2连接点引出监测端子4，通过监测端子4与接地端子5接入由电压抑制器6(例如一组反向二极管)及交流电流表8(例如交流毫安表)构成的显示器3，交流电流表装设在高压设备箱体的易于看见的下部，在交流电流表盘上，标示警戒区域(例如当电流大于某数值时，表盘画出红色)。
实施方案三：
见图4，电容均压绝缘芯体的绝缘监测器是由电容均压绝缘芯体1与低压电容2及显示器3构成，由绝缘层(例如聚四氟乙烯薄膜、浸环氧树脂玻璃纤维或油纸绝缘等)与导电或半导电材料(例如铝箔、半导电带)的电容屏交替敷设构成电容均压绝缘芯体1的末屏外使用相同的工艺方法敷设绝缘层及接地屏(例如仍用聚四氟乙烯薄膜、浸环氧树脂玻璃纤维或油纸绝缘等绝缘材料与铝箔或半导电带等电容屏交替包绕)构成低压电容2，在电容均压绝缘芯体1与低压电容器2连接点引出监测端子4，通过监测端子4与接地端子5接入由电流变送器9(例如包含瞬态电压抑制器、全波整流桥的发光二极管电路)、传输导线10(例如电线或光纤)、合并单元11(例如12路的合并单元)构成的绝缘在线监视器，电流变送器9装设在高压设备的箱体下部，通过传输导线10将信号传至控制室的合并单元11，一台合并单元可以同时监测多路电容电流信号。由电压互感器12引出的电压信号同时接入合并单元11，绝缘在线监视器上不仅可以显示电容电流还可以显示电容量及电容量的变化。电流变送器9、电压互感器12以及合并单元11的信号还可以直接上传至网上，供用户使用。

Claims (6)

1.电容均压绝缘芯体的绝缘监测器，包括由绝缘层与导电或半导电屏交替设置构成的电容均压绝缘芯体(1)，低压电容(2)及显示器(3)，其特征在于：在电容均压绝缘芯体(1)的末屏外使用与电容均压绝缘芯体(1)相同的工艺方法包绕或敷设绝缘层及接地电容屏，构成低压电容(2)，并与电容均压绝缘芯体(1)构成一个整体，在电容均压绝缘芯体(1)与低压电容(2)的连接点引出监测端子(4)，通过监测端子(4)与接地端子(5)接入显示器。
2.如权利要求1所述的电容均压绝缘芯体的绝缘监测器，其特征在于：显示器(3)是由电压抑制器(6)及发光二极管电路(7)构成，发光二极管电路(7)装设在设备的箱体内，发光二极管指示灯暴露在设备箱体留出的小孔中。
3.如权利要求1所述的电容均压绝缘芯体的绝缘监测器，其特征在于：显示器(3)是由电压抑制器(6)及交流电流表(8)构成，交流电流表(8)装设在高压设备箱体的易于看见的部位，在交流电流表(8)的表盘上，标示出警戒区域。
4.如权利要求1所述的电容均压绝缘芯体的绝缘监测器，其特征在于：显示器(3)是由电流变送器(9)，传输导线(10)、合并单元(11)，构成的绝缘在线监视器，电流变送器(9)装设在高压设备的箱体下部，通过传输导线(10)将信号传至控制室的合并单元(11)，通过合并单元(11)可以同时监视多路电容电流信号。
5.如权利要求4所述的电容均压绝缘芯体的绝缘监测器，其特征在于：在合并单元(9)中同时通入由电压互感器(12)引来的电压信号，绝缘在线监视器不仅可以显示电容电流还可以显示电容量、电容量的变化。
6.如权利要求4或5所述的电容均压绝缘芯体的绝缘监测器，其特征在于：电流变送器(9)发出的信号可以直接发送至网上，供用户使用。
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