CN117607522A - 可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置及监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于高压套管末屏电流取样技术领域，具体涉及一种可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置及监测系统。其包括外壳、高频电流传感器、低频电流传感器、金属弹片、接地铜杆，还包括绝缘罩、连接槽、校验金属导杆；所述外壳的端口一处安装有连接槽，所述连接槽的底部旋转安装于所述金属弹片的周围；所述绝缘罩设置于所述连接槽一内侧及所述金属弹片一周围；所述校验金属导杆与所述接地铜杆并联且绝缘设置，所述校验金属导杆的中间同样贯穿所述高频电流传感器、所述低频电流传感器。本发明解决了现有套管末屏电流取样装置只能在安装前进行校验，安装后难以确认安装状态，更无法验证准确性的问题。

Description

可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置及监测系统

技术领域

本发明属于高压套管末屏电流取样技术领域，具体涉及一种可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置及监测系统。

背景技术

大型变压器的套管一般为电容式套管，为检测其绝缘状态，套管最外层电容屏(末屏)通过试验抽头引至外部，正常运行时须与地电位可靠连接，停电检测时将接地打开，通过对试验抽头施加或接收信号来测量套管绝缘的状态。随着在线监测技术的发展，人们在试验抽头接地处加装高频和(或)工频电流传感器，并做成一体化末屏电流取样装置，用于获取变压器带电时流过套管末屏的信号，实现对套管甚至变压器绝缘状态的在线监测。

正常情况下流过末屏试验抽头的电流很小，为了准确反映套管绝缘状态的变化，对一体化末屏电流取样装置的准确度要求很高，在安装前，可以通过对其中间的接地导杆施加各种电流信号来校验准确度，但安装后，由于无法施加各种电流信号，将无法掌握其准确度的变化。另外一体化末屏电流取样装置在变压器运行时必须可靠接地，因此安装后验证其接地是否良好也很重要，目前采用高压试验设备对套管施加高压同时利用示波器监测一体化末屏电流取样装置中是否产生电流信号的办法来判断是否接地可靠，费时费力且有一定的危险性。因此是否可以提供一种不用拆卸即可进行安装状态确认和准确度校验的套管末屏电流取样装置是本发明亟待解决的技术问题。

如申请公告号为CN111157800A的申请公开了一种变压器套管监测系统，包括：用于采集套管的次级末屏电压信号的电压取样单元、用于采集套管的末屏电流信号的电流取样单元以及信号处理单元；所述电压取样单元与所述套管的次级末屏接口电连接，所述电流取样单元与所述套管的末屏接地线电连接，所述电压取样单元和所述电流取样单元还分别与所述信号处理单元连接，所述信号处理单元用于接收所述电压取样单元发送的次级末屏电压信号和所述电流取样单元发送的末屏电流信号，并输出一套管介损异常信号。该申请能够更灵敏地体现套管绝缘故障状况，但是因为电流取样装置对泄漏电流进行取样时，通常是根据一段时间内采集到的泄漏电流的波动情况来判断电力运行情况，所以该装置在用于电流取样时需要人工把控监测时间，可能会出现监测时间过短，无法保证检测结果准确性的状况出现。

又如申请公告号为CN104965115A的申请公开了一种容性设备末屏电流无损取样装置，用于在复杂的电磁环境中准确获取微弱信号。其特征是包括顺次设置的接地件、末屏引出前端盖、引出线固定器、衬套、末屏引出后端盖、波纹管、硬连接器、铝塑管和管道锁紧器，接地件与末屏引出前端盖的一端螺纹连接，在接地件上设有导电芯，导电芯伸入到末屏引出前端盖的内腔中；所述末屏引出前端盖的另一端与末屏引出后端盖螺纹连接，在两者之间的内腔中设有引出线固定器和绝缘衬套；在末屏引出后端盖与硬连接器之间设有一波纹管，在硬连接器的另一端螺纹连接有管道锁紧器。该装置测量误差小，但是同样存在安装后无法施加各种电流信号，无法掌握其准确度变化的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置及监测系统，解决现有套管末屏电流取样装置只能在安装前进行校验，安装后难以确认安装状态，更无法验证准确性的问题。

本发明公开了一种可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置，包括外壳、高频电流传感器、低频电流传感器、金属弹片、接地铜杆，所述接地铜杆贯穿安装于所述外壳内部，所述接地铜杆一端通过金属弹片固定于所述外壳的端口一外部并连接到高压套管的末屏点上，且所述接地铜杆的另一端固定于所述外壳的端口二处然后通过末屏外壳后端盖接地；所述接地铜杆中间依次穿过所述高频电流传感器、所述低频电流传感器，其特征在于：

还包括绝缘罩、连接槽、校验金属导杆；所述外壳的端口一处安装有连接槽，所述连接槽的底部旋转安装于所述金属弹片的周围；所述绝缘罩设置于所述连接槽一内侧及所述金属弹片一周围；所述校验金属导杆与所述接地铜杆并联且绝缘设置，所述校验金属导杆的中间同样贯穿所述高频电流传感器、所述低频电流传感器。

优化的，在所述外壳上钻设有两个导杆孔，所述校验金属导杆的两端分别从所述导杆孔处引出且固定于所述外壳上，且所述校验金属导杆外露的两端均为可开启式密封状态。

优化的，在所述外壳上钻设有一个导杆孔，所述校验金属导杆上靠近所述外壳端口一的一端从所述导杆孔处引出且固定于所述外壳上，且所述校验金属导杆外露的一端为可开启式密封状态，所述校验金属导杆上靠近所述端口二的一端通过所述末屏外壳后端盖接地。

进一步优化的，所述校验金属导杆及所述接地铜杆上均设置有绝缘密封套。

进一步优化的，所述取样装置内部所有空隙部分填充灌封胶，保证绝缘同时防止受潮。

进一步优化的，位于所述外壳内侧且靠近所述外壳设置有由高导磁合金材料组成的金属屏蔽结构，构造取样装置内部的零磁空间，屏蔽外部电磁场对所述高频电流传感器、所述低频电流传感器的影响。

进一步优化的，位于所述末屏外罩后端盖外部设置有信号连接器，引出所述高频电流传感器、所述低频电流传感器中检测到的泄漏电流信号。

一种可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置的监测系统，包括在线监测终端、通信终端、人机交互平台，所述在线监测终端包括微处理器、显示屏、定时器、蜂鸣器、按钮；所述高频电流传感器、所述低频电流传感器分别通过所述信号输出引线连接到所述信号连接器上，所述信号连接器连接到所述微处理器上，所述微处理器通过所述显示驱动器连接到所述显示屏上；所述微处理器分别与所述定时器、所述蜂鸣器、所述按钮、所述通信终端连接，所述通信终端无线连接到所述人机交互平台上。

高压套管末屏电流取样装置是一种用于监测高压套管末屏电流的设备，主要功能是通过对末屏电流的实时监测，及时发现设备内部的异常和故障，并在必要时迅速切断电流，避免事故扩大和设备损坏，同时该装置还可以对采集的电流波形进行分析，提前发现潜在的故障隐患，提高设备的可靠性和稳定性。而高压套管末屏电流取样装置的监测系统可以对电流取样装置接收的末屏电流的分析，了解设备负载情况和使用状态，通过技术手段对末屏电流取样装置进行校正和优化，提高电流数据的测量精度和实时度，为电力系统的稳定运行提高更为准确有力的支持。但目前关于可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置及监测系统，其结构或功能上仍存在不足之处：

(1)现有套管末屏电流取样装置只能在安装前进行校验，安装后难以确认安装状态，更无法验证准确性；

(2)部分取样装置在末屏点夹持到金属夹片后的螺纹旋转固定过程中，金属夹片与末屏点之间会发生摩擦，此时若发生漏电事故，势必会扩大影响，甚至造成事故扩大；

(3)绝缘强度不足，目前对应取样装置的绝缘操作主要包括对外壳内部进行变压器油真空浸渍、以及套管末屏接地结构，但变压器油在真空状态下容易挥发，影响浸渍效果，且变压器油在真空浸渍过程中需要使用大型设备，操作麻烦，腐蚀设备；

(4)监测取样时间仅能人工控制，因为电流取样装置对泄漏电流进行取样时，通常是根据一段时间内采集到的泄漏电流的波动情况来判断电力运行情况，所以该装置在用于电流取样时需要人工把控监测时间，可能会出现监测时间过短，无法保证检测结果准确性的状况出现；

(5)不能在显示屏上即时显示监测曲线，仅能直接看到监测结果，对于经验较少的电力人员来说，可能难以直观看到检测结果。

本发明所述的一种可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置及监测系统的有益效果为：

(1)采用一根金属导杆与一体化末屏电流取样装置中接地导杆在电气上并联，结构上金属导杆与一体化末屏电流取样装置中接地导杆及其它部件间互相绝缘，金属导杆的两端露出一体化末屏电流取样装置或一端外露、一端通过取样装置直接接地，一体化末屏电流取样装置安装完毕后，可以通过对金属导杆施加各种电流信号来校验准确度，也可以验证取样装置是否接地可靠；

(2)所述外壳的端口一处安装有连接槽，所述连接槽的底部旋转安装于所述金属弹片的周围，连接槽内侧通过螺纹连接连接到高压套管的末屏点外围，具体操作时，将末屏点部分插入金属弹片中，随着连接槽在末屏点外围上螺纹连接的进一步旋转固定，末屏点进一步被推入金属弹片中，在整个操作过程中，末屏点与金属弹片之间不会发生旋转摩擦，避免发生漏电事故时因摩擦作业进一步扩大影响；

(3)提升了绝缘性能，接地铜杆在穿过电流传感器之前采用聚四氟乙烯绝缘罩方式与外壳进行绝缘，此外末屏装置内部所有空隙部分填充灌封胶，保证绝缘同时防止受潮，且灌胶操作成本较低；

(4)取样装置的金属夹片完全夹持末屏点后，点击按钮，微处理器控制定时器开始计时，同时通过显示驱动器将检测时间显示于显示屏上，以供电力人员进行时间监测；

(5)信号连接器接收到电流信号后，通过微处理器进行初步处理后，经显示驱动器将监测到的泄漏电流曲线显示于显示屏上，便于电力人员观测判断。

附图说明

图1是本发明一种可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置及监测系统的取样装置实施例1示意图。

图2是本发明一种可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置及监测系统的取样装置实施例2示意图。

图3是本发明一种可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置及监测系统的监测系统示意图。

附图标示：1：外壳、2：高频电流传感器、3：低频电流传感器、4：金属弹片、5：接地铜杆、6：末屏外壳后端盖、7：绝缘罩、8：连接槽、9：校验金属导杆、10：金属屏蔽结构、11：信号连接器、12：微处理器、13：按钮、14：显示屏、15：定时器、16：蜂鸣器、17：通信终端、18：人机交互平台、19：显示驱动器。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

本发明的实施方式涉及一种可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置及监测系统。所述可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置如图1所示，包括外壳1、高频电流传感器2、低频电流传感器3、金属弹片4、接地铜杆5。所述接地铜杆5贯穿安装于所述外壳1内部。所述接地铜杆5一端通过金属弹片4固定于所述外壳1的端口一外部并连接到高压套管的末屏点上，所述接地铜杆5的另一端固定于所述高压末屏电流取样装置的端口二处然后通过末屏外壳后端盖6接地；所述接地铜杆5中间依次穿过所述高频电流传感器2、所述低频电流传感器3。

高压套管末屏电流取样装置还包括绝缘罩7、连接槽8、校验金属导杆9。所述外壳1的端口一处安装有连接槽8，所述连接槽8的底部旋转安装于所述金属弹片4的周围。安装时，将末屏点部分插入金属弹片4中，随着连接槽8在末屏点外围上螺纹连接的进一步旋转固定，末屏点进一步被推入金属弹片4中，在整个操作过程中，末屏点与金属弹片4之间不会发生旋转摩擦，避免发生漏电事故时因摩擦作业进一步扩大影响。

所述绝缘罩7设置于所述连接槽8一内侧及所述金属弹片4一周围。在本实施例中，绝缘罩7可以使用聚四氟乙烯绝缘罩7，主要用于接地铜杆5在穿过电流传感器之前采用聚四氟乙烯绝缘护套方式与外壳1进行绝缘。所述取样装置内部所有空隙部分填充灌封胶，保证绝缘同时防止受潮。

所述校验金属导杆9与所述接地铜杆5并联且绝缘设置，所述校验金属导杆9的中间同样贯穿所述高频电流传感器2、所述低频电流传感器3。在所述外壳1上钻设有两个导杆孔，所述校验金属导杆9的两端均引出且固定于所述外壳1上，且所述校验金属导杆9外露的两端均为可开启式密封状态。所述可开启式密封状态在本申请中意为：需要使用校验金属导杆9时，将其上的密封结构取下；不需要使用校验金属导杆9时，将金属导杆接头的接口封严，避免潮气、杂质等进入。在本申请中，金属导杆的接口可以使用橡胶密封圈将金属导电接头的接口封严；也可以使用一些防松动的螺丝和螺母将其拧紧。取样装置安装到高压套管末屏后，通过对金属导杆施加各种电流信号来校验准确度，也可以验证取样装置是否接地可靠。

所述校验金属导杆9及所述接地铜杆5上均设置有绝缘密封套，进一步提升校验金属导杆9的绝缘性能。

位于所述外壳1内侧且靠近所述外壳1设置有由高导磁合金材料组成的金属屏蔽结构10。套管一体化末屏电流取样装置处于变电站等一次设备的强电磁干扰环境中，为保证装置可靠运行、数据稳定，必须解决电磁场干扰问题。利用高导磁合金材料构造近零磁空间，屏蔽外部电磁场对高频电流传感器2、低频电流传感器3的影响。

位于所述末屏外罩后端盖外部设置有信号连接器11，引出所述高频电流传感器2、所述低频电流传感器3中检测到的泄漏电流信号到监测系统中。

一种可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置的监测系统，如图3所示，包括在线监测终端、通信终端17、人机交互平台18。所述在线监测终端包括微处理器12、按钮13、显示屏14、定时器15、蜂鸣器16。

所述高频电流传感器2、所述低频电流传感器3分别通过所述信号输出引线连接到所述信号连接器11上。所述信号连接器11连接到所述微处理器12上，对采集到的电流信号进行处理和存储，包括数据平滑、滤波等处理方法，并将处理后的数据存储在内存或数据库中。所述微处理器12可以为ARM Cortex-M系列微控制器。所述微处理器12通过所述显示驱动器19连接到所述显示屏14上，微处理器12需要将信号发送到显示驱动器19。显示驱动器19根据接收到的信号控制显示屏14的像素点，以显示相应的电流值。通常，显示驱动器19与显示屏14连接，可以将二进制数据转化为像素点的亮度和颜色，从而实现电流信号的实时显示。显示屏14可以为液晶显示屏14(LCD)、发光二极管显示屏14(LED)等，用于显示电流信号数据和与标准曲线的对比结果。

所述微处理器12分别与所述按钮13、所述定时器15、所述蜂鸣器16、所述通信终端17连接，所述通信终端17无线连接到所述人机交互平台18上。取样装置的金属夹片完全夹持末屏点后，点击按钮13，微处理器12控制定时器15开始计时，同时通过显示驱动器19显示于显示屏14上，以供电力人员进行时间监测。微处理器12同时控制蜂鸣器16鸣叫，提醒电力人员已经开始泄漏电流取样。

所述微处理器12接收到取样信号后，通过通信终端17将取样信号传输到远方人机交互平台18上，以便将测试数据和对比结果传输到其他设备或系统中进行分析和处理。远方人机交互平台18可以采用智慧用电安全管理云平台，高压套管末屏泄漏电流取样装置监测到电流后，将其无线传输到用电安全管理云平台进行远程实时监测和数据分析。用电安全管理云平台可以对接收到的电流数据进行实时监测和可视化展示，帮助用户了解和掌握设备的工作状态。同时，通过对电流数据的分析和处理，可以进行故障预警、故障排查、能耗分析等应用，提高设备的安全性和可靠性。

实施例2

如图2所示，本实施例是在实施例1基础上对校验金属导杆9的优化，具体表现为：在所述外壳1上钻设有一个导杆孔，所述校验金属导杆9上靠近所述外壳1端口一的一端引出且固定于所述外壳1上，且所述校验金属导杆9外露的一端为可开启式密封状态，所述校验金属导杆9上靠近所述端口二的一端通过所述末屏外壳后端盖6接地。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应当明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改仍在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置，包括外壳、高频电流传感器、低频电流传感器、金属弹片、接地铜杆，所述接地铜杆贯穿安装于所述外壳内部，所述接地铜杆一端通过金属弹片固定于所述外壳的端口一外部并连接到高压套管的末屏点上，且所述接地铜杆的另一端固定于所述外壳的端口二处然后通过末屏外壳后端盖接地；所述接地铜杆中间依次穿过所述高频电流传感器、所述低频电流传感器，其特征在于：

还包括绝缘罩、连接槽、校验金属导杆；所述外壳的端口一处安装有连接槽，所述连接槽的底部旋转安装于所述金属弹片的周围；所述绝缘罩设置于所述连接槽一内侧及所述金属弹片一周围；所述校验金属导杆与所述接地铜杆并联且绝缘设置，所述校验金属导杆的中间同样贯穿所述高频电流传感器、所述低频电流传感器。

2.按照权利要求1所述的一种可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置，其特征在于，在所述外壳上钻设有两个导杆孔，所述校验金属导杆的两端分别从所述导杆孔处引出且固定于所述外壳上，且所述校验金属导杆外露的两端均为可开启式密封状态。

3.按照权利要求1所述的一种可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置，其特征在于，在所述外壳上钻设有一个导杆孔，所述校验金属导杆上靠近所述外壳端口一的一端从所述导杆孔处引出且固定于所述外壳上，且所述校验金属导杆外露的一端为可开启式密封状态，所述校验金属导杆上靠近所述端口二的一端通过所述末屏外壳后端盖接地。

4.按照权利要求1所述的一种可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置，其特征在于，所述校验金属导杆及所述接地铜杆上均设置有绝缘密封套。

5.按照权利要求1所述的一种可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置，其特征在于，所述取样装置内部所有空隙部分填充灌封胶，保证绝缘同时防止受潮。

6.按照权利要求1所述的一种可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置，其特征在于，位于所述外壳内侧且靠近所述外壳设置有由高导磁合金材料组成的金属屏蔽结构，构造取样装置内部的零磁空间，屏蔽外部电磁场对所述高频电流传感器、所述低频电流传感器的影响。

7.按照权利要求1所述的一种可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置，其特征在于，位于所述末屏外罩后端盖外部设置有信号连接器，引出所述高频电流传感器、所述低频电流传感器中检测到的泄漏电流信号。

8.按照权利要求1-7中任一项所述的一种可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置的监测系统，其特征在于，包括在线监测终端、通信终端、人机交互平台，所述在线监测终端包括微处理器、显示屏、定时器、蜂鸣器、按钮；所述高频电流传感器、所述低频电流传感器分别通过所述信号输出引线连接到所述信号连接器上，所述信号连接器连接到所述微处理器上，所述微处理器通过所述显示驱动器连接到所述显示屏上；所述微处理器分别与所述定时器、所述蜂鸣器、所述按钮、所述通信终端连接，所述通信终端无线连接到所述人机交互平台上。