CN114199341A - 一种电缆终端液位监测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电缆终端液位监测装置，包括标准压力装置、电缆终端、油位连通管、差压式传感器和监测主机；标准压力装置由标准液位装置油管和绝缘油组成；标准液位装置油管由直管段和弯管段组成；直管段的顶端开设有连通孔；电缆终端包括电缆终端绝缘套管；所述的差压式传感器设置在所述标准液位装置油管与所述油位连通管的连接处；所述的差压式传感器用于测量所述标准液位装置油管与所述油位连通管的连接处的压差；所述的监测主机与所述的差压式传感器连接，用于实时接收所述的差压式传感器输出的信号，根据接收到的信号监测所述的电缆终端绝缘套管内的液位变化情况，并以此判断所述的电缆终端绝缘套管中绝缘油的泄露情况。

Description

一种电缆终端液位监测装置
技术领域
本发明涉及电力电缆附件技术领域，具体涉及一种电缆终端液位监测装置。
背景技术
随着社会的快速发展，城市化进程不断加快，作为城市电网中的重要设备，高压电缆的市场需求量急剧增长。高压电缆充油户外终端常采用瓷套管或复合套管作为外绝缘装置，套管中通常充入硅油或聚异丁烯作为绝缘油。但充油终端在安装和使用过程中，可能会因失误、材料老化等因素导致内部填充的绝缘油泄露，从而导致终端发生故障，并会对会周围设备、建筑造成破坏，甚至威胁人员生命安全。对高压电缆充油终端内部绝缘油的高度进行实时监测是避免终端事故的一种有效方法。
高压电缆充油终端绝缘套管在工作过程中通常是密封的，巡检与维护时是无法进行检测的。考虑到绝缘套管内部绝缘油会发生热胀冷缩，通常绝缘套管上部会预留部分空气间隙。在终端运行时随着负荷和外部气温的变化，绝缘套管上部空气的压力也会发生变化，因此如果直接测量套管绝缘油压力会存在较大误差，无法判断绝缘油是否发生泄漏，也无法监测到准确的绝缘油液位高度。
发明内容
本发明旨在提供一种电缆终端液位监测装置，所要解决的技术问题至少包括如何实时监测高压电缆充油终端内部绝缘油的高度。
为了实现上述目的，本发明提供一种电缆终端液位监测装置，包括标准压力装置、电缆终端、油位连通管、差压式传感器和监测主机；所述的标准压力装置由标准液位装置油管和装在所述的标准液位装置油管内部的绝缘油组成；所述的标准液位装置油管由直管段和弯管段组成；所述的电缆终端包括电缆终端绝缘套管；所述的直管段设置在所述的电缆终端绝缘套管内；所述的弯管段设置在所述的电缆终端绝缘套管外；所述的直管段和所述的弯管段以机械方式连接；所述的弯管段还通过所述的油位连通管与所述的电缆终端绝缘套管的内部连通；所述的电缆终端绝缘套管内装有与所述的标准液位装置油管内部的绝缘油相同的绝缘油；所述直管段的顶端开设有连通孔，通过该连通孔使所述的标准液位装置油管与所述的电缆终端绝缘套管内的空气连通，从而保证所述的标准液位装置油管与所述的电缆终端绝缘套管内的液面压力相同，进而使得所述标准液位装置油管内的绝缘油与所述的电缆终端绝缘套管内的绝缘油的液面保持同一高度；所述的差压式传感器设置在所述标准液位装置油管与所述油位连通管的连接处；所述的差压式传感器用于测量所述标准液位装置油管与所述油位连通管的连接处的压差；所述的监测主机与所述的差压式传感器连接，用于实时接收所述的差压式传感器输出的信号，根据接收到的信号监测所述的电缆终端绝缘套管内的液位变化情况，并以此判断所述的电缆终端绝缘套管中绝缘油的泄露情况。
所述标准液位装置油管内的绝缘油的油位高度与所述的电缆终端绝缘套管内的绝缘油的油位高度相同时，所述标准液位装置油管与所述油位连通管的连接处的压差为零；所述的差压式传感器测量到所述标准液位装置油管与所述油位连通管的连接处的压差，就能够判断所述的电缆终端绝缘套管中的绝缘油是否泄漏，并根据差压值计算出所述的电缆终端绝缘套管中的绝缘油的液面下降高度。
优选地，所述电缆终端绝缘套管的顶端由上法兰密封，底端由下法兰密封。
所述的下法兰上设置有分流器，用于实现所述的标准液位装置油管、油位连通管和所述电缆终端绝缘套管的快速连接。
所述的分流器在所述的标准液位装置油管、油位连通管和所述电缆终端绝缘套管的连接处设有密封圈，用于防止所述电缆终端绝缘套管内部的绝缘油泄露。
所述的分流器上设置有第一连通孔和第二连通孔；所述的第一连通孔和第二连通孔互相平行地设置。
所述第一连通孔的上端与所述标准液位装置油管的直管段连接，下端与所述标准液位装置油管的弯管段连接。
所述第二连通孔的上端与所述电缆终端绝缘套管内的绝缘油连通，下端直接连接所述的油位连通管。
所述的直管段为非金属管。
所述的弯管段为金属管。
有益效果
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所述的电缆终端液位监测装置通过增加标准压力装置和差压式传感器，解决了无法通过绝缘套管内绝缘油压力的变化来准确测量液位高度的问题的问题。标准压力装置内部油位高度与终端套管内部油位设置为基本相同，降低了对于差压式传感器量程的要求，在传感器精度不变的情况下可以降低传感器测量偏差。本发明所述的电缆终端液位监测装置成本低、操作简单、监测精度高。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的具体实施方式一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1是所述电缆终端液位监测装置的结构示意图。
图2是差压式液位监测原理说明示意图。
具体实施方式
在下文中更详细地描述了本发明以有助于对本发明的理解。
如图1所示，本发明所述的电缆终端液位监测装置包括标准压力装置、电缆终端2、油位连通管3、差压式传感器4和监测主机5；所述的标准压力装置由标准液位装置油管1和装在所述的标准液位装置油管内部的绝缘油组成；所述的标准液位装置油管1由直管段11和弯管段12组成；所述的电缆终端2包括电缆终端绝缘套管21；所述的直管段设置在所述的电缆终端绝缘套管21内；所述的弯管段设置在所述的电缆终端绝缘套管21外；所述的直管段和所述的弯管段以机械方式连接；所述的弯管段还通过所述的油位连通管3与所述的电缆终端绝缘套管的内部连通；所述的电缆终端绝缘套管21内装有与所述的标准液位装置油管内部的绝缘油相同的绝缘油22；所述直管段的顶端开设有连通孔13，通过该连通孔使所述的标准液位装置油管与所述的电缆终端绝缘套管内的空气连通，从而保证所述的标准液位装置油管与所述的电缆终端绝缘套管内的液面压力相同，进而使得所述标准液位装置油管内的绝缘油与所述的电缆终端绝缘套管内的绝缘油的液面保持同一高度；所述的差压式传感器4设置在所述标准液位装置油管与所述油位连通管的连接处；所述差压式传感器为小量程、高精度传感器；所述的差压式传感器用于测量所述标准液位装置油管与所述油位连通管的连接处的压差；所述的监测主机5与所述的差压式传感器连接，用于实时接收所述的差压式传感器输出的信号，根据接收到的信号监测所述的电缆终端绝缘套管内的液位变化情况，并以此判断所述的电缆终端绝缘套管中绝缘油的泄露情况。
标准压力装置的作用是消除空气膨胀压力带来的测量误差，准确判断绝缘套管内是否漏油。
所述标准液位装置油管内的绝缘油的油位高度与所述的电缆终端绝缘套管内的绝缘油的油位高度相同时，所述标准液位装置油管与所述油位连通管的连接处的压差为零；所述的差压式传感器测量到所述标准液位装置油管与所述油位连通管的连接处的压差，就能够判断所述的电缆终端绝缘套管中的绝缘油是否泄漏，并根据差压值计算出所述的电缆终端绝缘套管中的绝缘油的液面下降高度。
优选地，所述电缆终端绝缘套管的顶端由上法兰23密封，底端由下法兰24密封。
所述的下法兰24上设置有分流器6，用于实现所述的标准液位装置油管、油位连通管和所述电缆终端绝缘套管的快速连接。
所述的分流器在所述的标准液位装置油管、油位连通管和所述电缆终端绝缘套管的连接处设有密封圈，用于防止所述电缆终端绝缘套管内部的绝缘油泄露。
所述的分流器6上设置有第一连通孔61和第二连通孔62；所述的第一连通孔61和第二连通孔62互相平行地设置。
所述第一连通孔的上端与所述标准液位装置油管1的直管段11连接，下端与所述标准液位装置油管1的弯管段12连接。
所述第二连通孔的上端与所述电缆终端绝缘套管内的绝缘油连通，下端直接连接所述的油位连通管3。
所述的直管段为非金属管。
所述的弯管段为金属管。
本发明所述的电缆终端液位监测装置通过增加标准压力装置和差压式传感器，解决了无法通过绝缘套管内绝缘油压力的变化来准确测量液位高度的问题。标准压力装置内部油位高度与终端套管内部油位设置为基本相同，降低了对于差压式传感器量程的要求，在传感器精度不变的情况下可以降低传感器测量偏差。
如图2所示，因为终端绝缘套管内部为密闭空间31，由于结构设计需要在上部预留一定空间，无法完全填充绝缘油，所以存在一段空气25。因此在终端运行过程中，随着负荷和外部气温的变化，上部空气的压力也会随着变化。
根据理想气体公式：
PV＝nRT
其中，n为气体的物质的量；
R为常数；
P为气体压力；
V为气体体积；
T为气体温度；
因为油是几乎不可压缩物质，因此气体体积基本不变，因此压力的变化与温度成正比。
标准油位的压力P标准＝ρgH；
监测油位的压力P监测＝ρgh；
因此在H＝h的初始状态，差压传感器两侧的压力公式可以写做如下形式：
P空气+P标准＝P空气+P监测
P标准＝P监测
P标准—P监测＝0
由此可以看出该种结构可以消除空气膨胀压力带来的误差影响。因此当h变小时，
P标准—P监测＞0
从而判断监测侧漏油问题，通过两个压力的差值可以计算出液面下降高度。
以上描述了本发明优选实施方式，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化。

Claims (10)

1.一种电缆终端液位监测装置，其特征在于，所述的电缆终端液位监测装置包括标准压力装置、电缆终端、油位连通管、差压式传感器和监测主机；所述的标准压力装置由标准液位装置油管和装在所述的标准液位装置油管内部的绝缘油组成；所述的标准液位装置油管由直管段和弯管段组成；所述的电缆终端包括电缆终端绝缘套管；所述的直管段设置在所述的电缆终端绝缘套管内；所述的弯管段设置在所述的电缆终端绝缘套管外；所述的直管段和所述的弯管段以机械方式连接；所述的弯管段还通过所述的油位连通管与所述的电缆终端绝缘套管的内部连通；所述的电缆终端绝缘套管内装有与所述的标准液位装置油管内部的绝缘油相同的绝缘油；所述直管段的顶端开设有连通孔，通过该连通孔使所述的标准液位装置油管与所述的电缆终端绝缘套管内的空气连通，从而保证所述的标准液位装置油管与所述的电缆终端绝缘套管内的液面压力相同，进而使得所述标准液位装置油管内的绝缘油与所述的电缆终端绝缘套管内的绝缘油的液面保持同一高度，消除空气膨胀压力带来的误差影响；所述的差压式传感器设置在所述标准液位装置油管与所述油位连通管的连接处；所述的差压式传感器用于测量所述标准液位装置油管与所述油位连通管的连接处的压差；所述的监测主机与所述的差压式传感器连接，用于实时接收所述的差压式传感器输出的信号，根据接收到的信号监测所述的电缆终端绝缘套管内的液位变化情况，并以此判断所述的电缆终端绝缘套管中绝缘油的泄露情况。
2.根据权利要求1所述的电缆终端液位监测装置，其特征在于，所述标准液位装置油管内的绝缘油的油位高度与所述的电缆终端绝缘套管内的绝缘油的油位高度相同时，所述标准液位装置油管与所述油位连通管的连接处的压差为零；当绝缘套管内绝缘油高度发生变化时，所述的差压式传感器测量到所述标准液位装置油管与所述油位连通管的连接处的存在压差，就能够判断所述的电缆终端绝缘套管中的绝缘油是否泄漏，并根据差压值计算出所述的电缆终端绝缘套管中的绝缘油的液面下降高度。
3.根据权利要求1所述的电缆终端液位监测装置，其特征在于，所述电缆终端绝缘套管的顶端由上法兰密封，底端由下法兰密封。
4.根据权利要求3所述的电缆终端液位监测装置，其特征在于，所述的下法兰上设置有分流器，用于实现所述的标准液位装置油管、油位连通管和所述电缆终端绝缘套管的快速连接。
5.根据权利要求4所述的电缆终端液位监测装置，其特征在于，所述的分流器在所述的标准液位装置油管、油位连通管和所述电缆终端绝缘套管的连接处设有密封圈，用于防止所述电缆终端绝缘套管内部的绝缘油泄露。
6.根据权利要求4所述的电缆终端液位监测装置，其特征在于，所述的分流器上设置有第一连通孔和第二连通孔；所述的第一连通孔和第二连通孔互相平行地设置。
7.根据权利要求6所述的电缆终端液位监测装置，其特征在于，所述第一连通孔的上端与所述标准液位装置油管的直管段连接，下端与所述标准液位装置油管的弯管段连接。
8.根据权利要求6所述的电缆终端液位监测装置，其特征在于，所述第二连通孔的上端与所述电缆终端绝缘套管内的绝缘油连通，下端直接连接所述的油位连通管。
9.根据权利要求1所述的电缆终端液位监测装置，其特征在于，所述的直管段为非金属管。
10.根据权利要求1所述的电缆终端液位监测装置，其特征在于，所述的弯管段为金属管。
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