CN109979669A - 一种用于干式电抗器匝间绝缘检测的弱电信号传输线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于干式电抗器匝间绝缘检测的弱电信号传输线，包括传输线承力体，传输线承力体的外表面绕制有导线，导线在传输线承力体的表面采用正向绕制和反向绕制交替、连续的方式周期性重复绕制，在绕制后的传输线外表面封装有绝缘包封层。该传输线使得强电磁环境的感应电压得到大幅度降低和相互抵消，环境的电磁干扰噪音不会对热敏电阻丝、热敏电偶丝的弱电信号构成影响，同时这种类螺线管型结构的电感特性能够有效滤除交流、高频信号干扰，进一步从根本上保证这种传输线的信号传输的精度和稳定性。适合于复杂电磁环境下的、可靠性要求高的电网、电力系统在线监控低频(或直流)、弱电信号传输领域。

Description

一种用于干式电抗器匝间绝缘检测的弱电信号传输线

技术领域

本发明涉及一种信号传输线，更具体地说是涉及一种用于干式电抗器匝间绝缘检测的弱电信号传输线。

背景技术

由于大容量电网的建设，35kV级以上电力系统的干式电抗器一般在户外运行，其工况恶劣，处于强电磁干扰的环境中。为了保证设备的可靠运行，大量采用反映匝间绝缘的运行状态的参量(如：温度、电压、电流、相位等)的在线检测来实时监控。

以温度探测传感器为例，热电阻、热电偶温度传感测温法(专利号CN105587679A、CN201464067U)，利用热电阻、热电偶特性，产生回路的电阻、电压变化表征所在位置的温度值及其变化。在100℃温度附近，热敏电阻的电阻变化率约为～35Ω/℃、pt100的电阻变化率约为0.38Ω/℃，而热敏电偶的电势(电压)变化范围约～0.04mV/℃。以35kV的干式空心电抗器为例，传输线端口处的感应电压实测大约为0.3～3V。由此，在高电压、强电磁环境下，传感器产生的微弱的电信号在传输过程中不可避免的受到强烈的干扰和影响，从而导致其信号检出精度和可靠性无法保证。

因此，如何改善信号传输装置的抗电磁干扰能力是实现电网运行状态监控关键技术。目前采用的方法主要有两类：1、屏蔽电缆线：采用外层金属管或网屏蔽电磁干扰，但是由于自身的涡流发热带来高温和绝缘失效，使其不适用于强电磁环境；2、双绞线：利用差分消除共模干扰信号，但是在强电磁环境下的共模的感应电压急剧升高，极易放电、破坏信号接收装置的电绝缘，影响到信号传输的可靠性。

发明内容

为了解决上述技术中存在的问题，本发明提供了一种用于干式电抗器匝间绝缘检测的弱电信号传输线。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于干式电抗器匝间绝缘检测的弱电信号传输线，包括传输线承力体，所述传输线承力体的外表面绕制有导线，所述导线在传输线承力体的表面采用正向绕制和反向绕制交替、连续的方式周期性重复绕制，正向绕制和反向绕制的匝数相同、匝密度相同，一个正向绕制段和一个反向绕制段组成一个绕制单元，在绕制后的传输线外表面封装有绝缘包封层。

上述方案中，所述传输线承力体为柔性绝缘芯线，柔性绝缘芯线的材质可以是PVC线材、尼龙线材、聚四氟乙烯线材、玻璃纤维束线材或管材。

上述方案中，所述导线采用带绝缘层的、非导磁的双线或多线，所述双线或多线可以是绞线，也可以是并行导线。

上述方案中，所述导线的材质为铜或铝，导线的直径为0.1mm～2mm。

上述方案中，所述导线绕制的匝密度为2～100匝/cm。

上述方案中，所述绕制单元的总匝数为2～100匝。

上述方案中，所述柔性绝缘芯线直径为0.5～15mm。

上述方案中，所述绝缘包封层材质为热缩管、PVC、尼龙、玻璃纤维束、聚四氟乙烯等绝缘套管，绝缘套管的壁厚为0.01～2mm。

本发明一种用于干式电抗器匝间绝缘检测的弱电信号传输线与现有技术相比，其有益效果是：

1采用等匝数(相近匝数)正绕、反绕结构单元周期性绕制，传输线体在电磁环境下产生的感应电压相互抵消，实现0感应电压的自补偿效果；

2采用双线并绕或绞线并绕形成自差分形式，消除外部电磁干扰；

3采用螺线管方式绕制，利用自身的电感特性滤除交流、高频信号。从而可靠实现低频或直流类弱电信号的稳定可靠传输。

4本发明与常规的屏蔽线结构相比，没有涡流效应，适用于强电磁环境下的弱电信号传输。

5本发明与常规的双绞线结构相比，无电磁感应电压，对信号后端处理装置更安全，同时对交流、高频信号具有良好的屏蔽滤除效果。

附图说明

图1是本发明用于干式电抗器匝间绝缘检测的弱电信号传输线的结构示意图。

图2是传输线用于干式空心电抗器包封间气道温度测量的抗电磁干扰实验数据图。

图3是传输线用于干式铁芯电抗器铁芯上轭温度测量的抗电磁干扰实验数据图。

图中：1.绝缘包封层，2.传输线承力体，3.正向绕制导线，4.反向绕制导线，5.正向绕制段，6.反向绕制段。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本发明用于干式电抗器匝间绝缘检测的弱电信号传输线作进一步的描述：

图1是本发明用于干式电抗器匝间绝缘检测的弱电信号传输线的结构示意图。图中，该用于干式电抗器匝间绝缘检测的弱电信号传输线，包括传输线承力体2，所述传输线承力体2的外表面绕制有正向绕制导线3和反向绕制导线4，导线在传输线承力体的表面采用正向绕制和反向绕制交替、连续的方式周期性重复绕制，正向绕制段5和反向绕制段6的匝数相同、匝密度相同，一个正向绕制段5和一个反向绕制段6组成一个绕制单元，在绕制后的传输线外表面封装有绝缘包封层1。传输线承力体2为柔性绝缘芯线，柔性绝缘芯线的材质可以是PVC线材、尼龙线材、聚四氟乙烯线材、玻璃纤维束线材或管材。正向绕制导线3和反向绕制导线4采用带绝缘层的、非导磁的双线或多线，双线或多线可以是绞线，也可以是并行导线。

图1中，传输线的导线采用带有绝缘层的、非导磁的2根并行导线或绞线，导线的材质用漆包铜线或绝缘膜包覆铝导线，单根导线的线径Φ0.1mm～2mm。采用螺线管结构，沿绝缘芯线以相同的匝密度、按照等匝数的原则、正绕段和反绕段为一个绕制单元的方式进行绕制。匝密度为2～100匝/cm，正向绕制段5和反向绕制段6的匝数选择2～100匝。绝缘包封层1采用商品化的热缩管、PVC、尼龙、玻璃纤维束、聚四氟乙烯等绝缘套管对绕制完毕的传输线进行封装，壁厚约为0.01～2mm。绝缘芯线采用商品化的尼龙、聚四氟乙烯、PVC、玻璃纤维束、聚四氟乙烯等柔性绝缘有机线材或管材，线径为Φ0.5mm～15mm。作为绕线固定芯和信号传输线的承力体。

下面通过两个具体实施例来证明。

实施例1：

图2是传输线用于干式空心电抗器包封间气道温度测量的抗电磁干扰实验数据图。用于干式空心电抗器的包封间气道温度测量的热电偶传感器的电压信号传输，电抗器的额定容量1000kvar、额定电压2100V、额定电流476A、额定电感14.04mH，工作频率为50Hz。信号传输线采用覆膜铜导线并行绕制方式，传输线单元的正绕、反绕匝数各100匝，内部绝缘芯线采用玻璃纤维束(直径2mm)，外包覆绝艳封套采用耐高温热缩管，传输线长度3.5m。测温传感器采用T型热电偶接入传输线的信号输入端，传输线输出端则通过补偿导线接入温度探测模块。实测工况下传输线输出端对地电位约为0.3V，输出端差分电压≤0.005mV，在30℃工作温度下，T型热电偶测温，传输线输出电势～1.65mV，即便在电抗器通断过程中，温度信号输出仍能保持稳定，表现出良好的抗干扰性和可靠性。

实施例2：

图3是传输线用于干式铁芯电抗器铁芯上轭温度测量的抗电磁干扰实验数据图。用于480kvar的干式铁芯电抗器的铁轭温度监控工况，电抗器的额定电压381kV、额定电流420A、额定电感2.89mH，工作频率为50Hz。电抗器上铁轭的温度测量采用热电阻pt100传感器，测试工作电流为直流0.3A，信号传输线采用覆膜铜导线并行绕制方式，传输线单元的正绕、反绕匝数各50匝，线径0.3mm，匝密度33匝/cm，内部绝缘芯线采用聚四氟乙烯线材(直径4mm)，外包覆绝艳封套采用玻璃纤维套管，传输线长度5.5m。实测工况下传输线输出端对地电位约为0.1V，输出端差分电压≤0.01mV，在室温条件下温度监控，变负荷工况下测试，对于强电磁干扰环境，温度信号输出仍能保持稳定，表现出良好的抗干扰性和可靠性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种用于干式电抗器匝间绝缘检测的弱电信号传输线，其特征在于：包括传输线承力体，所述传输线承力体的外表面绕制有导线，所述导线在传输线承力体的表面采用正向绕制和反向绕制交替、连续的方式周期性重复绕制，正向绕制和反向绕制的匝数相同、匝密度相同，一个正向绕制段和一个反向绕制段组成一个绕制单元，在绕制后的传输线外表面封装有绝缘包封层。

2.根据权利要求1所述的一种用于干式电抗器匝间绝缘检测的弱电信号传输线，其特征在于：所述传输线承力体为柔性绝缘芯线，柔性绝缘芯线的材质可以是PVC线材、尼龙线材、聚四氟乙烯线材、玻璃纤维束线材或管材。

3.根据权利要求1所述的一种用于干式电抗器匝间绝缘检测的弱电信号传输线，其特征在于：所述导线采用带绝缘层的、非导磁的双线或多线，所述双线或多线可以是绞线，也可以是并行导线。

4.根据权利要求1所述的一种用于干式电抗器匝间绝缘检测的弱电信号传输线，其特征在于：所述导线的材质为铜或铝，导线的直径为0.1mm～2mm。

5.根据权利要求1所述的一种用于干式电抗器匝间绝缘检测的弱电信号传输线，其特征在于：所述导线绕制的匝密度为2～100匝/cm。

6.根据权利要求1所述的一种用于干式电抗器匝间绝缘检测的弱电信号传输线，其特征在于：所述绕制单元的总匝数为2～100匝。

7.根据权利要求2所述的一种用于干式电抗器匝间绝缘检测的弱电信号传输线，其特征在于：所述柔性绝缘芯线直径为0.5～15mm。

8.根据权利要求1所述的一种用于干式电抗器匝间绝缘检测的弱电信号传输线，其特征在于：所述绝缘包封层材质为热缩管、PVC、尼龙、玻璃纤维束、聚四氟乙烯等绝缘套管，绝缘套管的壁厚为0.01～2mm。