CN112331386B - 一种配电线路故障在线监测装置用电缆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种配电线路故障在线监测装置用电缆，包括铜棒、铜管、接头和通气管；铜管套设在铜棒上；接头具有两个，通气管具有两个，每个接头上均连接有通气管，一个接头安装在铜棒和铜管一侧，另一个接头安装在铜棒和铜管另一侧，两个接头均通过通气管用于向铜棒和铜管之间填充绝缘气体并密封端铜棒和铜管两端的间隙。本发明在铜棒的和铜管安装的两端分别安装接头，利用两端的两个接头向铜棒和铜管之间通入绝缘气体，保证铜管和铜棒的绝缘，并密封端铜棒和铜管两端的间隙。上述结构解决了绕制绝缘层时工艺条件不合格时导致电缆损坏的问题，同时比绕制绝缘层的方法简单、可靠性高、在操作和维护上具有一定优势。

Description

一种配电线路故障在线监测装置用电缆

技术领域

本申请涉及配电线路监测技术领域，尤其涉及一种配电线路故障在线监测装置用电缆。

背景技术

《配电线路故障在线监测装置自动化检测技术的研究与应用》中记载“自动检测装置原理是如图1所示，通过控制单元建立各类检测方案，检测方案的具体测试项目可以编辑，每一个项目包括输入与预期结果等；即在进行测试时，先将故障指示器批量挂入模拟输出线圈回路中，通过控制单元选择方案启动测试后，装置自动下发测试模型控制升流升压装置，自动模拟输出所需的短路、接地、防误动等故障波形，同时控制单元获取被测故障指示器的遥测、遥信数据，结合图像识别动作情况，来判断各项是否合格，最后输出详细的测试报告”。

整个自动检测装置系统，实现了使用低成本、小容量的设备来实现大电流高电压的输出。在进行测试时，先将故障指示器批量挂入模拟输出回路中，通过控制单元控制升流升压装置，模拟故障电流，通过通信规约采集等方式，收集、记录故障定位装置在模拟线路的状态机相关数据，结合图像识别摄像头进行图像处理，自动输出测试结论。系统可设定状态序列，并自动调节升压、升流装置的输出电压、电流至，模拟各类线路运行情况，如短路故障模拟试验、接地故障模拟试验、负荷波动防误动试验、变压器空载合闸涌流防误动试验、线路突合负载误动试验、人工投切大负荷防误动试验、非故障相重合闸防误动试验、自定义波形试验、图像识别故障定位装置状态、自动报表等。其装置的系统组成框图如图2所示。

如图2所示，控制单元与测试主站是整个检测装置的核心。自动检测时，控制单元按照设定方向同步控制电流源，模拟各种测试项目所需的电流和电压，实现各种试验波形输出；同时测试主站持续通过图像采集、通信规约采集等方式，收集，记录被测设备在各测试项目下的运行情况与数据，并自动给出测试结论。

自动检测装置通过电流电压模拟系统，运用高精度程控电源，实现了一种低成本小容量的方案实现大电流高电压输出，且输出的电流电压时间可以任意设置，电流电压的输出精度可以达到1％，电流输出角度，突变角度可以灵活设定，电压和电流同步10ms之内。其电流电压模拟系统如图3所示。

如图3所示，采用电压电流分不同设备输出，然后通过特殊工艺电缆工艺电缆把电压和电流叠加到同一根电缆上，这样故障指示器在检测的时候既可以感应电流也可以感应到电压信号，同时通过控制单元实现电压和电流信号之间的同步。首先把电压和电流朝开到两个不同的设备输出，这样电压设备输出的电压，电流设备输出的电流都可以做到很大，但是设备的容量、体积却得到极大的减小，控制单元的运用又保证了电压和电流的同步。

控制单元：控制单元是电流电压模拟系统的大脑，控制整个系统的有序运行，通过下发各种时间、电流大小、相位等参数，使得在电缆上组合处各种故障特征的波形。

程控电压源：电压源股则高电压的输出，最大输出为10KV。由于电压高，所以对电流严格控制小于50mA，立马停止电压的输出，防止意外情况发生。电压输出电压的大小和时间可以远程控制。

故障指示器工作的环境是电流和电压混合，要模拟这样的环境，那么就需要把电压源和电流源两个设备的输出合二为一。但是电流源输出电压只有18V，在耐压方面承受不了电压源输出电压，如果直接把两个设备的输出叠加到一起，势必会造成设备的损坏，所以电缆需要经过特殊的的处理，让挂载到电缆上的指示器既可以感应到电压和电流型号同时两个设备之间又不相互干扰。其电缆构造如图4所示。

故障指示器工作的环境是电流和电压混合，要模拟这样的环境，那么就需要把电压源和电流源两个设备的输出合二为一。但是电流源输出电压只有18V，在耐压方面承受不了电压源输出电压，如果直接两个设备的输出的大小和时间可以远程控制。

故障指示器工作的环境是电流和电压混合，要模拟这样的环境，那么就需要把电压源和电流源两个设备的输出合二为一。但是电流源输出电压只有18V，在耐压方面承受不了电压源输出电压，如果直接把两个设备的输出叠加到一起，势必会造成设备的损坏，所以电缆需要经过特殊的处理，让挂载到电缆上的指示器既可以感应到电压和电流型号同时两个设备之间又不相互干扰。其电缆构造如图4所示。

由图4可看出，电缆最里层为铜棒，为电流的流经通道，最外层为铜管，为电压的流进通道，中间为绝缘层，绝缘层要求又20KV的耐压能力。要求外层铜管两端的长度比中间绝缘层的长度都短100mm，中间的绝缘层完全包裹逐里层的铜棒，这样电压和电流回路完成独立，但都集合到了一根电缆上。

制作是首先按照自己需要的长度截取铜棒，然后再外层套上绝缘层，通过加热的方式，让绝缘层热缩，并抱紧铜棒，最后把热缩号的铜棒穿过铜管在用一小节绝缘层在两端并热缩，这样挂载到电缆上的指示器就既可以感应到电压信号和电流信号，而设备的容量和体积却得到了极大的减小。

制作电缆的过程需要非常麻烦，而且往往由于包裹绝缘层收缩没有调整好，往往导致测试的失败。

发明内容

本申请提供了一种配电线路故障在线监测装置用电缆，可以有效解决绝缘层制作工艺不达标的问题。

本申请采用的技术方案如下：

本申请提供了一种配电线路故障在线监测装置用电缆，其特征在于，包括铜棒、铜管、接头和通气管；

所述铜管套设在铜棒上，铜棒为电流的流经通道，铜管为电压的流经通道，铜管两端的长度比铜棒两端的长度均短90～110mm；

所述接头具有两个，所述通气管具有两个，每个所述接头上均连接有通气管，一个所述接头安装在铜棒和铜管一侧，另一个所述接头安装在铜棒和铜管另一侧，两个所述接头均通过通气管用于向铜棒和铜管之间填充绝缘气体并密封端铜棒和铜管两端的间隙。

进一步地，所述接头包括内层支撑筒、外层支撑筒和固定座；

所述内层支撑筒和外层支撑筒均设置在所述固定座的一侧，所述外层支撑筒位于所述内层支撑筒外部，所述内层支撑筒和外层支撑筒之间形成放置间隙，安装时，铜棒位于所述内层支撑筒内，所述铜管位于放置间隙内；

所述固定座具有气体通道，所述气体通道一端连通至内层支撑筒内，另一端连接有通气管，所述通气管连接有空压机。

进一步地，所述气体通道包括漏气孔和进气孔，

所述固定座上开设有与所述铜棒和铜管相平行的漏气孔，所述漏气孔连通至内层支撑筒内，所述固定座内还开设有与所述漏气孔垂直的进气孔，所述进气孔一端与所述漏气孔连通，另一端与所述通气管相连通。

进一步地，所述绝缘气体为六氟化硫气体或者氮气。

进一步地，还包括绝缘橡胶，所述绝缘橡胶位于铜棒和内层支撑筒之间，且靠近所述接头处。

进一步地，所述固定座的材质为塑料。

进一步地，所述铜管外壁与所述外层支撑筒内壁之间具有粘接胶。

采用本申请的技术方案的有益效果如下：

本申请的一种配电线路故障在线监测装置用电缆，在铜棒的和铜管安装的两端分别安装具有特殊内部结构的接头，利用两端的两个接头向铜棒和铜管之间通入绝缘气体，保证铜管和铜棒的绝缘，并密封端铜棒和铜管两端的间隙，保证了绝缘气体只在铜管和铜管之间内循环。

利用上述结构解决了绕制绝缘层时工艺条件不合格时导致电缆损坏的问题，同时比绕制绝缘层的方法简单、可靠性高、在操作和维护上具有一定的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为背景技术中自动检测装置原理图；

图2为背景技术中自动检测装置的系统框图；

图3为背景技术中低成本小容量的方案实现大电流高电压输出原理图；

图4为背景技术中电缆线圈构造示意图；

图5为一种配电线路故障在线监测装置用电缆的整体结构示意图；

图6为图5中A处接头座透视结构示意图；

图7为右接头未安装时的俯视图；

图示说明：

其中，1-铜棒；2-铜管；3-左接头；4-右接头；5-左通气管；6-右通气管；

41-内层支撑筒；42-外层支撑筒；43-固定座；44-漏气孔；45-进气孔；46-放置间隙；47-绝缘橡胶。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。

参见图5至图7。

如图5所示，本申请提供的一种配电线路故障在线监测装置用电缆，包括铜棒、铜管、接头和通气管。

本实施例中将电缆按照下述放置布置，电缆最里层为铜棒，铜棒为电流的流经通道，最外层为铜管，铜管为电压的流经通道，铜管两端的长度比铜棒两端的长度均短90～110mm；所述接头包括左接头和右接头，所述通气管包括左通气管和右通气管，所述左接头上均连接有左通气管，所述右接头上均连接有右通气管，所述左接头安装在铜棒和铜管右侧，所述右接头安装在铜棒和铜管右侧，所述左接头用于通过左通气管向铜棒和铜管填充绝缘气体并密封左端铜棒和铜管的间隙，所述右接头用于通过右通气管向铜棒和铜管填充绝缘气体并密封右端铜棒和铜管的间隙。

在本实施例中，铜管两端的长度比铜棒两端的长度均短100mm。

在铜棒和铜管填充绝缘气体，以保证铜管和铜棒的绝缘，所述绝缘气体为六氟化硫气体或者氮气，当然，还可以为其他合适的绝缘气体，只要能起到绝缘的效果即可，在此不多做赘述。

具体来说，所述左接头和右接头结构一致，且所述左接头和右接头在铜棒和铜管两端的安装方式一致。

如图6所示，所述右接头包括内层支撑筒、外层支撑筒和固定座；所述内层支撑筒和外层支撑筒均设置在所述固定座的左侧，所述外层支撑筒位于所述内层支撑筒外部，所述内层支撑筒和外层支撑筒之间形成放置间隙，安装时，铜棒位于所述内层支撑筒内，所述铜管位于放置间隙内；所述固定座具有气体通道，所述气体通道一端连通至内层支撑筒内，另一端连接有右通气管，所述通气管连接有空压机；使用时，启动空压机，先补入氮气/6fs气体(六氟化硫气体)升压至一定压力后，再打开阀门，让气体顺着通气管，进入铜管和铜棒之内，待压力稳定后。关闭空压机，带压力减少到一定压力时，再次通过空压机补入一定的氮气/6fs气体(六氟化硫气体)。

具体地，所述气体通道包括漏气孔和进气孔，所述固定座上开设有与所述铜棒和铜管相平行的漏气孔，所述漏气孔连通至内层支撑筒内，所述固定座内还开设有与所述漏气孔垂直的进气孔，所述进气孔一端与所述漏气孔连通，另一端与所述通气管相连通。

如图7所示，还包括绝缘橡胶，所述绝缘橡胶位于铜棒和内层支撑筒之间，且靠近所述接头处。利用绝缘橡胶通气时膨胀密封，保证了6fs气体或氮气只在铜棒和铜管区间内循环。

所述固定座的材质为塑料。

所述铜管外壁与所述外层支撑筒内壁之间具有粘接胶，即，安装时，铜管插入外层防护壳和内层防护壳之间，安装时先在铜管上涂抹一定的粘接胶，防止压力过大接头被冲开。

本实施例在使用时：

先将左接头安装在铜棒和铜管的左端，使得铜棒左端位于左接头的内层支撑筒内，所述铜管左端位于内层支撑筒和外层支撑筒之间的放置间隙内，将右接头安装在铜棒和铜管的右端，使得铜棒右端位于右接头的内层支撑筒内，所述铜管右端位于内层支撑筒和外层支撑筒之间的放置间隙内；

启动空压机，先补入氮气/6fs气体升压至一定压力后，再打开阀门，让气体顺着左通气管依次经先进气孔和漏气孔进入铜棒左侧与固定座相接触的位置，然后进入内层支撑筒和铜棒之间的间隙，再进入铜管和铜棒之间，待压力稳定后，关闭空压机；

此时，利用绝缘橡胶通气时膨胀，铜棒和内层支撑筒之间密封，保证了6fs气体或氮气只在铜棒和铜管区间内循环；

右接头和右通气管同理通入氮气/6fs气体，利用绝缘橡胶通气时膨胀密封。

本实施例在铜棒的和铜管安装的两端分别安装具有特殊内部结构的接头，设置内层支撑筒和外层支撑筒，将铜管夹在内层支撑筒和外层支撑筒之间，再利用左右两端的两个接头向铜棒和铜管之间通入0.6MPa及以上6fs气体或氮气，保证铜管和铜棒之间的绝缘，并在接头与铜棒接触处利用绝缘的橡胶通气时膨胀密封，保证了6fs气体或氮气只在铜管和铜管区间内循环。利用上述结构解决了绕制绝缘层时工艺条件不合格时导致电缆损坏的问题，同时比绕制绝缘层的方法简单、可靠性高、在操作和维护上具有一定的优势。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种配电线路故障在线监测装置用电缆，其特征在于，包括铜棒、铜管、接头和通气管；

所述铜管套设在铜棒上，铜棒为电流的流经通道，铜管为电压的流经通道，铜管两端的长度比铜棒两端的长度均短90～110mm；

所述接头具有两个，所述通气管具有两个，每个所述接头上均连接有通气管，一个所述接头安装在铜棒和铜管一侧，另一个所述接头安装在铜棒和铜管另一侧，两个所述接头均通过通气管用于向铜棒和铜管之间填充绝缘气体并密封端铜棒和铜管两端的间隙；

所述接头包括内层支撑筒、外层支撑筒和固定座，所述内层支撑筒和外层支撑筒均设置在所述固定座的一侧，所述外层支撑筒位于所述内层支撑筒外部，所述内层支撑筒和外层支撑筒之间形成放置间隙，安装时，铜棒位于所述内层支撑筒内，所述铜管位于放置间隙内，所述固定座具有气体通道，所述气体通道一端连通至内层支撑筒内，另一端连接有通气管，所述通气管连接有空压机。

2.根据权利要求1所述的配电线路故障在线监测装置用电缆，其特征在于，所述气体通道包括漏气孔和进气孔，

所述固定座上开设有与所述铜棒和铜管相平行的漏气孔，所述漏气孔连通至内层支撑筒内，所述固定座内还开设有与所述漏气孔垂直的进气孔，所述进气孔一端与所述漏气孔连通，另一端与所述通气管相连通。

3.根据权利要求1或2所述的配电线路故障在线监测装置用电缆，其特征在于，所述绝缘气体为六氟化硫气体或者氮气。

4.根据权利要求2所述的配电线路故障在线监测装置用电缆，其特征在于，还包括绝缘橡胶，所述绝缘橡胶位于铜棒和内层支撑筒之间，且靠近所述接头处。

5.根据权利要求2所述的配电线路故障在线监测装置用电缆，其特征在于，所述固定座的材质为塑料。

6.根据权利要求5所述的配电线路故障在线监测装置用电缆，其特征在于，所述铜管外壁与所述外层支撑筒内壁之间具有粘接胶。

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