CN108695797A - 直流穿墙套管保护装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直流穿墙套管保护装置及方法，直流穿墙套管保护装置包括加热件、户外温度传感器、管内温度传感器和控制器。加热件设于直流穿墙套管内，用于加热直流穿墙套管内的绝缘介质。户外温度传感器用于检测户外环境温度值To。管内温度传感器用于检测直流穿墙套管内的温度值Tt。加热件、户外温度传感器和管内温度传感器均与控制器电性连接，控制器用于比较To和Tt以判断是否启动加热件。该直流穿墙套管保护装置及方法能使得穿墙套管即使在户外温度极低以及户内外温差极大的情况下，仍能保持直流穿墙套管内部的温度稳定，使得直流穿墙套管内的电气元件能够正常运行，从而保证严寒地区的直流输电设备在极低气温下的安全、稳定运行。

Description

直流穿墙套管保护装置及方法

技术领域

本发明涉及输电技术领域，特别是涉及一种直流穿墙套管保护装置及方法。

背景技术

直流输电技术是一种常用的输电技术，具有输送距离远、输送容量大、损耗小和功率可控等优点。直流穿墙套管是直流输电工程中的重要电气设备，用于户内布置的电气设备与户外布置的电气设备连接。但是，很多直流输电线路的所在地在特定季节尤其是冬季会出现极低气温，例如低于-40℃，而且户内外温差极大(例如户内温度为45℃，户外温度为-42℃)。在这种极低气温和极大温差下，直流输电的电气设备在带电之前，其直流穿墙套管内部的绝缘介质的性能可能已遭受影响，严重时，带电后可能导致整个电气设备的损坏，甚至导致相应的直流极停运，造成巨大的经济损失。

发明内容

基于此，有必要提供一种直流穿墙套管保护装置及方法，该直流穿墙套管保护装置及方法能使得直流穿墙套管即使在户外温度极低以及户内外温差极大的情况下，仍能保持内部的温度稳定，使得直流穿墙套管内的绝缘介质与电气元件能够正常运行，从而保证严寒地区的直流输电设备在极低气温下的安全、稳定运行。

一种直流穿墙套管保护装置，包括：

加热件，设于直流穿墙套管内，用于加热直流穿墙套管内的绝缘介质；

户外温度传感器，用于检测户外环境温度值To；

管内温度传感器，用于检测直流穿墙套管内的温度值Tt；

控制器，所述加热件、所述户外温度传感器和所述管内温度传感器均与所述控制器电性连接，所述控制器用于比较To和Tt以判断是否启动加热件。

该直流穿墙套管保护装置中，控制器根据户外温度传感器检测到的户外环境温度值To和管内温度传感器检测到的直流穿墙套管内部的温度值Tt来判断是否启动加热件对直流穿墙套管内的绝缘介质进行加热，从而保持直流穿墙套管内部的温度稳定。而且，由于绝缘介质温度的升高也会使直流穿墙套管的室外端的套管内部温度上升，从而缩小直流穿墙套管内的室外端和室内端的温差。这都有助于保证直流穿墙套管的正常运行，从而维持严寒地区的直流输电设备在极低气温下的安全、稳定运行，减少因直流穿墙套管故障而带来的经济损失。

在其中一个实施例中，所述控制器用于接收所述户外温度传感器检测到的To和所述管内温度传感器检测到的Tt，并当所述To小于或等于第一预设值，且所述Tt小于或等于第二预设值时，启动所述加热件对直流穿墙套管内的绝缘介质进行加热。该设置可以保持直流穿墙套管内的温度值大于第二预设值，使得直流穿墙套管内的绝缘介质不至于遭到破坏，从而保证直流穿墙套管的稳定运行。

在其中一个实施例中，所述控制器还用于当所述Tt大于第三预设值时，停止所述加热件对直流穿墙套管内的绝缘介质的加热。该设置可以控制直流穿墙套管内的温度不至于过高。

在其中一个实施例中，所述加热件为加热带。加热带具有发热快，热效率高，使用寿命长等优点。

在其中一个实施例中，所述直流穿墙套管保护装置还包括户内温度传感器和设于户内的加热器，所述户内温度传感器用于检测户内环境温度值Ti，所述加热器和所述户内温度传感器均与所述控制器电性连接，所述控制器用于当Ti小于或等于第四预设值时，启动所述加热器对户内空气进行加热。该设置使得当户内温度较低时，可以启动加热器进行加热，从而维持户内环境温度在合适的范围内，从而有利于改善直流穿墙套管的运行工况。

在其中一个实施例中，所述直流穿墙套管保护装置还包括设于直流穿墙套管周围的风管，所述风管用于将所述加热器产生的热风输送至直流穿墙套管的周围。该设置能使直流穿墙套管周围的温度更加均匀，从而有利于直流穿墙套管的温度稳定和正常运行。

本发明还提出一种直流穿墙套管保护方法，包括以下步骤：

获取户外温度传感器检测到的户外环境温度值To和管内温度传感器检测到的直流穿墙套管内的温度值Tt；

比较To和Tt，并根据比较结果判断是否启动加热件。

该直流穿墙套管保护方法，通过户外温度传感器检测到的户外环境温度值To和管内温度传感器检测到的直流穿墙套管内的温度值Tt来控制所述加热件的启动，从而保持直流穿墙套管内部的温度稳定。而且，由于绝缘介质温度的升高也会使直流穿墙套管的室外端温度上升，从而缩小直流穿墙套管的室外端和室内端温差。这都有助于保证直流穿墙套管的正常运行，从而维持严寒地区的直流输电设备在极低气温下的安全、稳定运行，减少因直流穿墙套管故障而带来的经济损失。

在其中一个实施例中，所述比较To和Tt，并根据比较结果判断是否启动加热件，包括如下步骤：判断To是否小于或等于第一预设值，若所述To小于或等于第一预设值，则判断Tt是否小于或等于第二预设值，若Tt小于或等于第二预设值，则启动加热件对直流穿墙套管内的绝缘介质进行加热。上述步骤可以使直流穿墙套管内的温度保持大于第二预设值，使得直流穿墙套管内的绝缘介质不会因温度过低而性能受损，维持直流穿墙套管的稳定运行。

在其中一个实施例中，所述比较To和Tt，并根据比较结果判断是否启动加热件之后，还包括如下步骤：获取Tt，判断Tt是否大于第三预设值，若Tt大于第三预设值，则停止加热件对直流穿墙套管内的绝缘介质的加热。该步骤可以控制直流穿墙套管内的温度不至于过高，避免影响直流穿墙套管及相关电气设备的运行。

在其中一个实施例中，还包括如下步骤：获取户内温度传感器检测到的户内环境温度值Ti，并判断Ti是否小于或等于第四预设值，若Ti小于或等于第四预设值，则启动加热器对户内空气进行加热。该步骤能使直流穿墙套管周围的温度更加均匀，从而有利于直流穿墙套管的温度稳定和正常运行。

附图说明

图1为本发明一实施例所示的直流穿墙套管保护装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例所示的直流穿墙套管保护方法的流程图。

附图标记说明

10、直流穿墙套管保护装置，100、加热件，210、户外温度传感器，220、管内温度传感器，230、户内温度传感器，300、控制器，400、加热器，510、风管，520、风道，600、接线箱，20、直流穿墙套管，30、设备室，31、墙壁，32、天花板，33、地板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明一实施例提出一种直流穿墙套管保护装置10，包括加热件100、户外温度传感器210、管内温度传感器220和控制器300。加热件100设于直流穿墙套管20内，用于加热直流穿墙套管20内的绝缘介质。户外温度传感器210用于检测户外环境温度值To。管内温度传感器220用于检测直流穿墙套管20内的温度值Tt。加热件100、户外温度传感器210和管内温度传感器220均与控制器300电性连接，控制器300用于比较To和Tt以判断是否启动加热件100。

该直流穿墙套管保护装置10中，控制器300通过比较户外温度传感器210检测到的户外环境温度值To和管内温度传感器220检测到的直流穿墙套管20内部的温度值Tt来判断是否启动加热件100对直流穿墙套管20内的绝缘介质进行加热，从而保持直流穿墙套管20内部的温度稳定。而且，由于绝缘介质温度的升高也会使直流穿墙套管20的室外端温度上升，从而缩小直流穿墙套管20的室外端和室内端的温差。这都有助于保证直流穿墙套管20的正常运行，从而维持严寒地区的直流输电设备在极低气温下的安全、稳定运行，减少因直流穿墙套管20故障而带来的经济损失。

具体地，管内温度传感器220通过采集加热件100和直流穿墙套管20内的绝缘介质的温度来确定直流穿墙套管20内的温度Tt。该设置有利于使所确定的温度Tt更加准确，便于对加热件100的启动加热和停止加热进行更加精确的控制。

本实施例中，控制器300设置于设备室30内，布置于直流穿墙套管20附近。在其他实施例中，控制器300也可以设置于主控楼的控制屏柜内、副控楼的控制屏柜内或继电器室的控制屏柜内。

具体地，控制器300用于接收户外温度传感器210检测到的To和管内温度传感器220检测到的Tt，并当To小于或等于第一预设值，且Tt小于或等于第二预设值时，启动加热件100对直流穿墙套管20内的绝缘介质进行加热。该设置可以保持直流穿墙套管20内的温度值大于第二预设值，使得直流穿墙套管20内的绝缘介质不至于遭到破坏，从而保证直流穿墙套管20的稳定运行。第一预设值根据直流穿墙套管20所在地的气候情况来设置，当To大于第一预设值时，意味着直流穿墙套管20内的温度值大于第二预设值，且直流穿墙套管20的室外端和室内端的温差在不影响穿墙套管运行的范围内。第二预设值根据户内的设计温度和直流穿墙套管20内的绝缘介质的性质来决定，当Tt大于第二预设值时，则意味着直流穿墙套管20能维持正常运行。因此，当所检测到的To大于第一预设值时，则无需对直流穿墙套管20内的温度进行检测。本实施例中，第一预设值为-30℃，第二预设值为45℃。

进一步地，控制器300还用于当Tt大于第三预设值时，停止加热件100对直流穿墙套管20内的绝缘介质的加热。该设置可以控制直流穿墙套管20内的温度不至于过高。第三预设值可以根据直流穿墙套管20的绝缘介质的温度上限及内外环境的设计温度来设置。可选地，第三预设值可为55℃或60℃。

本实施例中，加热件100为加热带。加热带具有发热快，热效率高，使用寿命长等优点。在其他实施例中，加热件100也可为电热丝。

进一步地，直流穿墙套管保护装置10还包括户内温度传感器230和设于户内的加热器400，户内温度传感器230用于检测户内环境温度值Ti，加热器400和户内温度传感器230均与控制器300电性连接，当Ti小于或等于第四预设值时，控制器300启动加热器400对户内空气进行加热。该设置可以维持户内环境温度稳定，从而有利于提高直流穿墙套管20内的温度。具体地，在户内设有空调系统，控制器300还用于当空调系统无法使户内环境温度保持大于Ti时，启动加热器400对户内空气进行加热。

进一步地，直流穿墙套管保护装置10还包括设于直流穿墙套管20周围的风管510，风管510用于将空调系统或加热器400产生的热风输送至直流穿墙套管20的周围。该设置能使直流穿墙套管20周围的温度更加均匀，从而有利于直流穿墙套管20的温度稳定和正常运行。

具体地，直流穿墙套管保护装置10还包括风道520，风道520设于设备室30的墙壁31、天花板32或地板33内。所述风道520的进风口与空调系统或加热器400的出风口连通，风道520的出风口与风管510连通。风管510至少为两个。该设置将空调系统或加热器400产生的热风集中于风道520内，再从各个风管510送出，使得从各个风管510送出的热风温度更加均匀。而且，风道520的设置也有利于户内环境温度的升高。

进一步地，直流穿墙套管保护装置10还包括接线箱600，户外温度传感器210、管内温度传感器220和户内温度传感器230均与接线箱600的输入端电性连接，接线箱600的输出端与控制器300电性连接。户外温度传感器210、管内温度传感器220、户内温度传感器230和控制器300的接线均汇于接线箱600处。这一方面可避免上述各元器件的接线散落各处，另一方面也便于检修和维护。接线箱600可根据巡视及检修需要，设置于直流穿墙套管20外的适当区域。

本实施例中，户外温度传感器210、管内温度传感器220和户内温度传感器230均为铂电阻温度传感器(Pt100),铂电阻温度传感器具有绝缘性好、抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点。在其他实施例中，也可以采用红外温度传感器或热电偶温度传感器代替本实施例中的铂电阻温度传感器。

如图2所示，本发明一实施例还提出一种直流穿墙套管保护方法，包括以下步骤：

步骤S110、获取户外温度传感器210检测到的户外环境温度值To和管内温度传感器220检测到的直流穿墙套管20内的温度值Tt；

步骤S120、比较To和Tt，并根据比较结果判断是否启动加热件100。

该直流穿墙套管保护方法，通过比较户外温度传感器210检测到的户外环境温度值To和管内温度传感器220检测到的直流穿墙套管20内的温度值Tt，以判断是否启动加热件100对直流穿墙套管20内的绝缘介质进行加热，从而保持直流穿墙套管20内部的温度稳定。而且，由于绝缘介质温度的升高也会使直流穿墙套管20的室外端温度上升，从而缩小直流穿墙套管20的室外端和室内端的温差。这都有助于保证直流穿墙套管20的正常运行，从而维持严寒地区的直流输电设备在极低气温下的安全、稳定运行，减少因直流穿墙套管20故障而带来的经济损失。可选地，上述步骤S110和步骤S120可由控制器执行。

具体地，步骤S120具体包括如下步骤：

步骤S121、判断To是否小于或等于第一预设值，若To小于或等于第一预设值，则执行步骤S122，若To大于第一预设值，则返回步骤S110；

步骤S122、判断Tt是否小于或等于第二预设值，若Tt小于或等于第二预设值则执行步骤S123，若Tt大于第二预设值，则返回步骤S110；

步骤S123、启动加热件100对直流穿墙套管20内的绝缘介质进行加热。

上述步骤可以使直流穿墙套管20内的温度保持大于第二预设值，使得直流穿墙套管20内的绝缘介质不会因温度过低而性能受损，维持直流穿墙套管20的稳定运行。第一预设值根据直流穿墙套管20所在地的气候情况来设置，当To大于第一预设值时，则意味着直流穿墙套管20内的温度值大于第二预设值，且直流穿墙套管20的室外端和室内端的温差在不影响穿墙套管运行的范围内，本实施例中，第一预设值为-30℃。第二预设值根据户内的设计温度和直流穿墙套管20内的绝缘介质的性质来决定，当Tt大于第二预设值时，则意味着直流穿墙套管20能维持正常运行。本实施例中，第二预设值为45℃。因此，当To大于第一预设值时，则无需对判断Tt是否小于或等于第二预设值。

进一步地，在步骤S120之后，还包括：

步骤S131、获取管内温度传感器检测到的直流穿墙套管内的温度值Tt；

步骤S132、判断Tt是否大于第三预设值，若Tt大于第三预设值，则执行步骤S133，若Tt小于等于第三预设值，则返回S131；

步骤S133、停止加热件100对直流穿墙套管20内的绝缘介质的加热。

该步骤可以控制直流穿墙套管20内的温度不至于过高，且可以减少能量的浪费。第三预设值根据直流穿墙套管20的绝缘介质的温度上限及户内和户外环境的设计温度来设置。可选地，第三预设值可为55℃或60℃。

进一步地，直流穿墙套管保护方法还包括：

步骤S211、获取户内温度传感器检测到的户内环境温度值Ti；

步骤S212、判断Ti是否小于或等于第四预设值，若Ti小于或等于第四预设值，则执行步骤S213，若Ti大于第四预设值，则返回步骤S211；

步骤S213、启动加热器400对户内空气进行加热。

该步骤能使直流穿墙套管20周围的温度更加均匀，从而有利于直流穿墙套管20的温度稳定和正常运行。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种直流穿墙套管保护装置，其特征在于，包括：

加热件，设于直流穿墙套管内，用于加热直流穿墙套管内的绝缘介质；

户外温度传感器，用于检测户外环境温度值To；

管内温度传感器，用于检测直流穿墙套管内的温度值Tt；

控制器，所述加热件、所述户外温度传感器和所述管内温度传感器均与所述控制器电性连接，所述控制器用于比较To和Tt以判断是否启动加热件。

2.根据权利要求1所述的直流穿墙套管保护装置，其特征在于，所述控制器用于接收所述户外温度传感器检测到的To和所述管内温度传感器检测到的Tt，并当所述To小于或等于第一预设值，且所述Tt小于或等于第二预设值时，启动所述加热件对直流穿墙套管内的绝缘介质进行加热。

3.根据权利要求1所述的直流穿墙套管保护装置，其特征在于，所述控制器还用于当所述Tt大于第三预设值时，停止所述加热件对直流穿墙套管内的绝缘介质的加热。

4.根据权利要求1所述的直流穿墙套管保护装置，其特征在于，所述加热件为加热带。

5.根据权利要求1所述的直流穿墙套管保护装置，其特征在于，还包括户内温度传感器和设于户内的加热器，所述户内温度传感器用于检测户内环境温度值Ti，所述加热器和所述户内温度传感器均与所述控制器电性连接，所述控制器还用于当Ti小于或等于第四预设值时，启动所述加热器对户内空气进行加热。

6.根据权利要求5所述的直流穿墙套管保护装置，其特征在于，还包括设于直流穿墙套管周围的风管，所述风管用于将所述加热器产生的热风输送至直流穿墙套管的周围。

7.一种直流穿墙套管保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取户外温度传感器检测到的户外环境温度值To和管内温度传感器检测到的直流穿墙套管内的温度值Tt；

比较To和Tt，并根据比较结果判断是否启动加热件。

8.根据权利要求7所述的直流穿墙套管保护方法，其特征在于，所述比较To和Tt，并根据比较结果判断是否启动加热件，包括如下步骤：

判断To是否小于或等于第一预设值，若所述To小于或等于第一预设值，则判断Tt是否小于或等于第二预设值，若Tt小于或等于第二预设值，则启动加热件对直流穿墙套管内的绝缘介质进行加热。

9.根据权利要求7所述的直流穿墙套管保护方法，其特征在于，所述比较To和Tt，并根据比较结果判断是否启动加热件之后，还包括如下步骤：

判断Tt是否大于第三预设值，若Tt大于第三预设值，则停止加热件对直流穿墙套管内的绝缘介质的加热。

10.根据权利要求7所述的直流穿墙套管保护方法，其特征在于，还包括如下步骤：

获取户内温度传感器检测到的户内环境温度值Ti，并判断Ti是否小于或等于第四预设值，若Ti小于或等于第四预设值，则启动加热器对户内空气进行加热。