CN103839654A - 预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器 - Google Patents
预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103839654A CN103839654A CN201410094537.9A CN201410094537A CN103839654A CN 103839654 A CN103839654 A CN 103839654A CN 201410094537 A CN201410094537 A CN 201410094537A CN 103839654 A CN103839654 A CN 103839654A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical fiber
- fiber bragg
- changing sensor
- conductor
- bragg raster
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器，包括光纤Bragg光栅测温形变传感器、干式空心电抗器常规内层结构、换位导线线圈绕组、玻璃纤维包封层（加玻璃丝布带）、环氧胶层。特征在于在基于换位导线工艺的干式空心电抗器中预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器；干式空心电抗器的线圈绕组采用扁形铝绞线换位导线绕制而成；电抗器线圈外部采用的环氧树脂浸透的加玻璃丝带的玻璃纤维包封。本发明可提高耐高压水平，减小温升，提高了高压输配电的安全性。
Description
技术领域
本发明属于电抗器、尤其是干式空心电抗器结构技术领域。
背景技术
电抗器在电力系统中用于限制短路电流、无功补偿和移相等。在国家高压输电大电网建设中，各类型的电抗器及高压电器的绕组必须要耐受高电压，同时还要降低电能损耗，保证输配电的安全。
干式空心电抗器相对于油浸式、铁心式电抗器，无油结构，杜绝了油浸电抗器漏油、易燃等缺点，没有铁芯，不存在铁磁饱和，电感值的线性度好。现有使用的干式空心电抗器其线圈多是由传统的单股多根圆形导线并绕而成。由于干式电抗器的线圈直径很大，采用传统方法并绕的线圈中，每一圈内外测绕包直径差可以达到2根导线直径的宽度，导致绕制作多层后，各根导线长度、电阻相差很大，运行中产生磁漏通，在导线内产生涡流，造成电能的损耗，发热产生的热量一定程度上会引起电抗器的形变，存在极大的安全隐患。采用普通铝导线单根绕制，线间无法承受高电压，不能满足超高压输变电的需要。
原始的玻璃纤维层只有经向纤维，无纬向纤维，容易在纤维与纤维间出现横向裂纹，破坏绝缘效果，降低耐压等级。
基于以上情况，提出一种预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器。
发明内容
本发明针对上述存在问题及缺陷，提供一种性能良好、能量损耗低、可以在线监测电抗器运行过程中的温升变化和型变量变化，并可较长时间安全运行的一种预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器。
技术方案
实现上述目的的技术方案是：
预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器，包括导电臂、撑条、绝缘中心柱、包封层和预埋的光纤Bragg光栅测温形变传感器；其特征在于，在电抗器所有包封层的内、中、外部分别选择三个单层包封在其中预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器；单层包封由内到外分别采用干式空心电抗器包封内层常规结构、换位导线线圈绕组、玻璃纤维包封层（加玻璃丝布带）、环氧胶层构成；
设有光纤Bragg光栅测温形变传感器分别预埋在内层包封、中层包封、外层包封经向的中部位置，置于包封层的玻璃纤维包封层（加玻璃丝布带）与环氧胶层之间，采用环氧胶把传感器覆盖粘在玻璃纤维包封层上；
电抗器线圈绕组采用扁形铝绞线换位导线线圈绕组绕制而成；在线圈绕组的外部采用环氧树脂浸透的加玻璃丝带的玻璃纤维包封。
本发明预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器采用高渗透率的绝缘半导体外包一层杜邦聚酰亚胺薄膜封装，即把光纤Bragg光栅用环氧树脂粘贴在敏感原件上，然后用环氧树脂整体固定在半导体保护装置的内侧。
本发明光纤Bragg光栅测温形变传感器包括传感元件光纤Bragg光栅、罩在光纤Bragg光栅外的内管保护装置、外管封装装置，内管保护装置用环氧树脂粘贴于外管封装装置内。
本发明电抗器线圈绕组采用的扁平形铝绞线换位导线，为多根多层排列的扁形铝绞线，绕制而成的线圈绕组呈矩形扁平状。
本发明扁形铝芯换位导线为由多根呈双层排列的导体组成的线芯；每根铝芯导体为无缺陷单股扁矩形铝导线包覆在铝导线外一层高渗透率的半导体绝缘膜和至少一层杜邦聚酰亚胺薄膜；在所述线芯外包覆有一层耐电晕聚酰亚胺薄膜，或依次包覆有一层耐电晕聚酰亚胺薄膜和一层无纺布聚酰亚胺薄膜。
本发明的积极效果
本发明预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器，可以在电抗器运行过程中在线监测电抗器温升变化和型变量变化，能直观的监测到电抗器的温升和型变量，可以及时发现电抗器运行不正常状态，及时检修或更换电抗器，保证输变电的安全运行。
光纤Bragg光栅测温形变传感器分别埋在电抗器的内层包封、中层包封、外层包封，均埋在每层包封的经向中部位置，由于中部温升变化最大，这样可以及时发现由于温升带来的安全隐患。
预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器采用绝缘材料进行封装，封装采用高渗透率的绝缘半导体外包一层杜邦聚酰亚胺薄膜，即把光纤Bragg光栅用环氧树脂粘贴在敏感原件上，然后整体用环氧树脂固定在半导体保护装置的内侧，使光栅传感器免受外界带来的损伤。
本发明采用扁形铝绞线换位导线的每根导体为无缺陷单股扁形铝导线和包覆在铝导线外一层高渗透率的半导体绝缘膜和至少一层杜邦聚酰亚胺薄膜，每根扁铝导线是经过无损探伤的高质量铝导线，高渗透率的半导体绝缘膜吸收电子，根据集肤效应，每根导体外包覆绝缘膜可以增大导体表面积，可以提高匝间耐压，保证了用于超高压和特高压输变电的安全。
本发明采用的换位导线由多根铝芯导体按照同一个变换角度在特定的扁形空间内绕制而成，相互绞合成多层排列结构，避免了同根导线绕制时电抗器内外层之间的长度差异，避免和降低了由于线圈内外长度不同而产生的涡流损耗，同时，减小了温升。
本发明线圈绕组采用的扁形铝绞线换位导线，其为多根多层排列的扁形铝绞线，绕制而成的线圈绕组呈矩形扁平状，扁矩形的换位导线较圆柱形导线在相同截面周长的前提下，扁矩形的截面积更小，从而生产相同长度的换位导线，采用扁矩形更节省材料，产品体积更小，可以节省空间。
本发明线圈绕组采用扁形铝绞线换位导线绕制而成；在线圈的外部采用环氧树脂浸透的加玻璃丝带的玻璃纤维包封，纤维层内部增加的玻璃丝带不仅遮挡了可能存在横向天然漏缝，拒绝潮气的进入，并增加了纵向机械轻度，阻止裂纹的发生和发展，可以大幅度提高线间耐受电压，平均耐压达10000V以上，满足高压特高压输变电的需要。
附图说明
图1 为预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器内、中、外部单层包封俯视图；
图2为光纤Bragg光栅测温形变传感器结构图；
图3为换位导线铝芯绕制图；
图4为换位导线截面图。
具体实施方式
见图1，图2，图3，图4，预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器，包括导电臂1、撑条2、绝缘中心柱3、包封层和预埋的光纤Bragg光栅测温形变传感器；其特征在于，在电抗器所有包封层的内、中、外部分别选择三个单层包封4、5、6在其中预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器；单层包封由内到外分别采用干式空心电抗器包封内层常规结构10、换位导线线圈绕组11、玻璃纤维包封层加玻璃丝布带12、环氧胶层13构成；
设有光纤Bragg光栅测温形变传感器分别预埋在内层包封7、中层包封8、外层包封9经向的中部位置，置于包封层的玻璃纤维包封层加玻璃丝布带12与环氧胶层13之间，采用环氧胶把传感器覆盖粘在玻璃纤维包封层12上；
电抗器线圈绕组采用扁形铝绞线换位导线线圈绕组11绕制而成；在线圈绕组的外部采用环氧树脂浸透的加玻璃丝带的玻璃纤维包封12。
本发明预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器采用高渗透率的绝缘半导体外包一层杜邦聚酰亚胺薄膜21封装，即把光纤Bragg光栅14用环氧树脂粘贴在敏感原件上，然后用环氧树脂整体固定在半导体保护装置的内侧。
本发明光纤Bragg光栅测温形变传感器包括传感元件光纤Bragg光栅14、罩在光纤Bragg光栅14外的内管保护装置15、外管封装装置16，内管保护装置15用环氧树脂17粘贴于外管封装装置16内。
本发明电抗器线圈绕组采用的扁平形铝绞线换位导线19，为多根多层排列的扁形铝绞线，绕制而成的线圈绕组呈矩形扁平状。
本发明扁形铝芯换位导线19为由多根呈双层排列的导体组成的线芯；每根铝芯导体18为无缺陷单股扁矩形铝导线19包覆在铝导线外一层高渗透率的半导体绝缘膜20和至少一层杜邦聚酰亚胺薄膜21；在所述线芯外包覆有一层耐电晕聚酰亚胺薄膜22，或依次包覆有一层耐电晕聚酰亚胺薄膜22和一层无纺布聚酰亚胺薄膜23。
Claims (5)
1.预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器，包括导电臂（1）、撑条（2）、绝缘中心柱（3）、包封层和预埋的光纤Bragg光栅测温形变传感器；其特征在于，在电抗器所有包封层的内、中、外部分别选择三个单层包封（4、5、6）在其中预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器；单层包封由内到外分别采用干式空心电抗器包封内层常规结构（10）、换位导线线圈绕组（11）、玻璃纤维包封层（12）、环氧胶层（13）构成；
设有光纤Bragg光栅测温形变传感器分别预埋在内层包封（7）、中层包封（8）、外层包封（9）经向的中部位置，置于包封层的玻璃纤维包封层（加玻璃丝布带）（12）与环氧胶层（13）之间，采用环氧胶把传感器覆盖粘在玻璃纤维包封层（12）上；
电抗器线圈绕组采用扁形铝绞线换位导线线圈绕组（11）绕制而成；在线圈绕组的外部采用环氧树脂浸透的加玻璃丝带的玻璃纤维包封（12）。
2.根据权利要求1 所述的预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器，其特征在于，预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器采用高渗透率的绝缘半导体外包一层杜邦聚酰亚胺薄膜（21）封装，即把光纤Bragg光栅（14）用环氧树脂粘贴在敏感原件上，然后用环氧树脂整体固定在半导体保护装置的内侧。
3.根据权利要求1所述的预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器，其特征在于，光纤Bragg光栅测温形变传感器包括传感元件光纤Bragg光栅（14）、罩在光纤Bragg光栅（14）外的内管保护装置（15）、外管封装装置（16），内管保护装置（15）用环氧树脂（17）粘贴于外管封装装置（16）内。
4.根据权利要求1所述的预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器，其特征在于，电抗器线圈绕组采用的扁平形铝绞线换位导线（19），为多根多层排列的扁形铝绞线，绕制而成的线圈绕组呈矩形扁平状。
5.根据权利要求1或4所述的预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器，其特征在于，扁形铝芯换位导线（19）为由多根呈双层排列的导体组成的线芯；每根铝芯导体（18）为无缺陷单股扁矩形铝导线（19）包覆在铝导线外一层高渗透率的半导体绝缘膜（20）和至少一层杜邦聚酰亚胺薄膜（21）；在所述线芯外包覆有一层耐电晕聚酰亚胺薄膜（22），或依次包覆有一层耐电晕聚酰亚胺薄膜（22）和一层无纺布聚酰亚胺薄膜（23）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410094537.9A CN103839654B (zh) | 2014-03-14 | 2014-03-14 | 预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410094537.9A CN103839654B (zh) | 2014-03-14 | 2014-03-14 | 预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103839654A true CN103839654A (zh) | 2014-06-04 |
| CN103839654B CN103839654B (zh) | 2017-01-18 |
Family
ID=50803060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410094537.9A Active CN103839654B (zh) | 2014-03-14 | 2014-03-14 | 预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103839654B (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104266603A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-01-07 | 云南电网公司电力科学研究院 | 一种现场检测干式空心电抗器温度及应变的装置 |
| CN104634477A (zh) * | 2015-01-23 | 2015-05-20 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种测量干式空芯电抗器温度的光纤Bragg光栅温度传感器及其使用方法 |
| CN105115439A (zh) * | 2015-08-19 | 2015-12-02 | 昆明理工大学 | 一种测量干式空心电抗器包封应变的光纤Bragg光栅应变传感器及其使用方法 |
| CN105371982A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-03-02 | 国家电网公司 | 一种用于干式电抗器的分布式光纤测温系统及方法 |
| CN109036808A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-12-18 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种空心电抗器复合绝缘结构 |
| CN110044400A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-23 | 华北电力大学（保定） | 一种分布式光纤在变压器连续式绕组上的布线方法 |
| CN110504090A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-26 | 西安合容电力设备有限公司 | 一种干式空心电抗器 |
| CN111982002A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-11-24 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | 一种基于分布式光纤传感的垂直潮流能叶片裂纹监测装置及监测方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1981183A (zh) * | 2004-06-29 | 2007-06-13 | 拜尔技术服务有限责任公司 | 用光纤光栅在反应器中测量温度分布 |
| CN101557095A (zh) * | 2008-04-11 | 2009-10-14 | 庞挺 | 温度保护型干式空心电抗器及其测温方法 |
| JP2009258007A (ja) * | 2008-04-18 | 2009-11-05 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | Ｆｂｇ温度センサ |
| CN101949744A (zh) * | 2010-09-06 | 2011-01-19 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 一种基于光纤光栅的变压器内部温度检测系统 |
-
2014
- 2014-03-14 CN CN201410094537.9A patent/CN103839654B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1981183A (zh) * | 2004-06-29 | 2007-06-13 | 拜尔技术服务有限责任公司 | 用光纤光栅在反应器中测量温度分布 |
| CN101557095A (zh) * | 2008-04-11 | 2009-10-14 | 庞挺 | 温度保护型干式空心电抗器及其测温方法 |
| JP2009258007A (ja) * | 2008-04-18 | 2009-11-05 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | Ｆｂｇ温度センサ |
| CN101949744A (zh) * | 2010-09-06 | 2011-01-19 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 一种基于光纤光栅的变压器内部温度检测系统 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104266603A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-01-07 | 云南电网公司电力科学研究院 | 一种现场检测干式空心电抗器温度及应变的装置 |
| CN104266603B (zh) * | 2014-10-17 | 2017-05-17 | 云南电网公司电力科学研究院 | 一种现场检测干式空心电抗器温度及应变的装置 |
| CN104634477A (zh) * | 2015-01-23 | 2015-05-20 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种测量干式空芯电抗器温度的光纤Bragg光栅温度传感器及其使用方法 |
| CN104634477B (zh) * | 2015-01-23 | 2018-03-06 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种使用光纤Bragg光栅温度传感器测量干式空芯电抗器温度的方法 |
| CN105115439A (zh) * | 2015-08-19 | 2015-12-02 | 昆明理工大学 | 一种测量干式空心电抗器包封应变的光纤Bragg光栅应变传感器及其使用方法 |
| CN105371982A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-03-02 | 国家电网公司 | 一种用于干式电抗器的分布式光纤测温系统及方法 |
| CN109036808A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-12-18 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种空心电抗器复合绝缘结构 |
| CN110044400A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-23 | 华北电力大学（保定） | 一种分布式光纤在变压器连续式绕组上的布线方法 |
| CN110044400B (zh) * | 2019-04-30 | 2022-04-08 | 华北电力大学（保定） | 一种分布式光纤在变压器连续式绕组上的布线方法 |
| CN110504090A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-26 | 西安合容电力设备有限公司 | 一种干式空心电抗器 |
| CN111982002A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-11-24 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | 一种基于分布式光纤传感的垂直潮流能叶片裂纹监测装置及监测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103839654B (zh) | 2017-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103839654A (zh) | 预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器 | |
| CN110197764B (zh) | 一种变压器内部分布式光纤的布置和防护方法 | |
| CN100505120C (zh) | 具有光信号输出的干式互感器 | |
| CN104347258B (zh) | 一种绝缘和误差自检式全智能电流互感器 | |
| CN102981111B (zh) | 干空式电抗器匝间绝缘检测仪 | |
| CN106405269B (zh) | 一种干式空心电抗器低温性能检测方法 | |
| CN103904785A (zh) | 多重组合感应的高压输电线路取电及变电装置 | |
| CN202178092U (zh) | 嵌入式光纤换位导线 | |
| CN202771966U (zh) | 智能型电力电容器 | |
| CN103822668B (zh) | 一种应变和温度同时测量的光纤Bragg光栅低温传感器及其使用方法 | |
| CN201185102Y (zh) | 一种带有漏电检测编织的电源电缆 | |
| CN107731497A (zh) | 电流互感器及其制备工艺 | |
| CN202076117U (zh) | 具有辅助小屏的干式电流互感器 | |
| CN202307482U (zh) | 末屏差分数字输出互感器 | |
| Liu et al. | Research on 35kV transformer distributed temperature sensing system based on optical fiber sensing | |
| CN209045346U (zh) | 双绕组大过载三相电流互感器 | |
| Li et al. | Diagnosis and analysis of abnormal heating fault for 35kV dry air core reactor | |
| CN102280191A (zh) | 嵌入式光纤组合导线 | |
| CN101719416B (zh) | 一种具有在线绝缘监测功能的u形电流互感器 | |
| CN114097052A (zh) | 互感器和用于隔离部分的方法 | |
| CN205280858U (zh) | 一种电力设备用泄漏电流传感器 | |
| CN202159514U (zh) | 光纤换位导线 | |
| CN203178415U (zh) | 变压器试验装置 | |
| CN207097636U (zh) | 一种线圈组件及使用该线圈组件的电器设备 | |
| CN202150344U (zh) | 电子式高压互感器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |