CN205388519U - 一种固体绝缘柜在线温度和局放监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种固体绝缘柜在线温度和局放监测装置，该固体绝缘柜包括环氧树脂主绝缘体，环氧树脂主绝缘体内上部设有一个母线进线装置，底部设有一个母线出线装置；环氧树脂主绝缘体内还设置三工位灭弧室、断路器灭弧室和绝缘拉杆，三工位灭弧室与母线进线装置连接，断路器灭弧室与母线出线装置连接，绝缘拉杆的两端分别与三工位灭弧室和断路器灭弧室连接。
Description
技术领域
本实用新型属于电力设备控制监测技术领域，具体涉及一种固体绝缘柜的温度传感装置和局放传感装置。
背景技术
随着电力产业的大力发展，对电气设备绝缘性能和体积的要求越来越高。固体绝缘柜应运而生，并且在电力系统中广泛使用。
但在实际运行中，在受到操作的冲击振动、环境的影响等情况下，主绝缘体与进线、出线或者绝缘拉杆的接触处，会出现发热现象。另外，热老化是固体绝缘老化的一个重要因素，严重时会造成绝缘击穿，从而引发短路，形成重大事故造成巨大的经济损失。因此，实现对固体绝缘环网柜(简称固体绝缘柜)的在线温度监测，提前发现并消除故障隐患，对固体绝缘柜的安全可靠运行具有非常重要的意义。局部放电是电力设备绝缘状态的重要指标，环氧树脂中某个区域出现放电就会损害该区域的绝缘结构，当局部放电发展严重时会导致环氧树脂绝缘电气强度降低，严重时会造成主绝缘体的击穿。所以对于主绝缘的局放监测及时了解其健康状况，可以有效避免造成绝缘击穿。
现有的对于高压带电设备温度测量技术有测温蜡片法、红外测温法、无线测温法和光纤测温法。其中，蜡片法、红外测温法需要人工巡查测温不能满足在线监测的要求，无线测温法受供电电源以及空间的限制，缺乏现场实用性。
现有的对于高压设备局放测量技术主要是停电测试，无法实现对局放的实时在线监测。现有的带电测试如无线电干扰测量法等受外界电磁干扰的影响较大，灵敏度不够。
实用新型内容
因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种固体绝缘柜在线温度和局放监测装置，采用光纤测温法实现在线温度测试，将探测光路铺设在待测设备上可以实时测量到各点的温度；同时，采用光纤传感器实现局放检测装置，光纤传感器不受电磁场(EMI)的干扰，测量精准具有不停电测试的优势。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，一种固体绝缘柜在线温度和局放监测装置，该固体绝缘柜包括环氧树脂主绝缘体，环氧树脂主绝缘体内上部设有一个母线进线装置，底部设有一个母线出线装置；环氧树脂主绝缘体内还设置三工位灭弧室、断路器灭弧室和绝缘拉杆，三工位灭弧室与母线进线装置连接，断路器灭弧室与母线出线装置连接，绝缘拉杆的两端分别与三工位灭弧室和断路器灭弧室连接。
该固体绝缘柜在线温度和局放监测装置包括光纤温度测量装置和光纤局放测量装置；其中，所述光纤温度测量装置包括玻璃光纤和控制器，玻璃光纤浇筑在固体绝缘柜的环氧树脂主绝缘体内，且紧贴环氧树脂主绝缘体的内壁而铺设；玻璃光纤的输出端接于控制器的输入端；所述控制器由激光源、光器件和微处理单元组成，激光源经过玻璃光纤照射到光器件上，光器件将光信号传递给微处理单元转化为电信号；所述光纤局放测量装置包括传感器探头、光源、耦合器、微处理器和单模光纤，光源发出的光经过传感器探头后依次传递给单模光纤和耦合器，耦合器将信号传递给微处理器进行处理。
光纤局放测量装置中，所述传感器探头可设置多个，本实施例中，设有5个，分别置于环氧树脂主绝缘体上紧贴母线进线装置的搭接位置处、环氧树脂主绝缘体上的三工位灭弧室静端的位置处、环氧树脂主绝缘体上的三工位灭弧室动端的位置处、环氧树脂主绝缘体上的断路器灭弧室动端的位置处、以及环氧树脂主绝缘体上的母线出线装置搭接位置处。
本实用新型与现有技术相比，采用光纤测温法以及光纤传感器分别实现温度和局放的在线监测，可实时获得固体绝缘柜的温度和局放数据，掌握绝缘状态，降低事故发生的概率。
附图说明
图1是本实用新型玻璃光纤以及局放传感器探头安装位置示意图；
图2是OFDF拉曼温度测量系统图；
图3是F-P干涉光振动检测系统图；
图中：1-母线进线装置；2-三工位灭弧室；3-绝缘拉杆；4-断路器灭弧室；5-母线出线装置；6-玻璃光纤；7-传感器探头。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
本实用新型提供一种固体绝缘柜在线温度和局放监测装置，其应用在固体绝缘柜上。参见图1，该固体绝缘柜包括环氧树脂主绝缘体100，环氧树脂主绝缘体100内上部设有一个母线进线装置1，底部设有一个母线出线装置5；环氧树脂主绝缘体100内还设置三工位灭弧室2、断路器灭弧室4和绝缘拉杆3，三工位灭弧室2与母线进线装置1连接，断路器灭弧室4与母线出线装置5连接，绝缘拉杆3的两端分别与三工位灭弧室2和断路器灭弧室4连接。本实施例中，母线进线装置1采用主母线铜嵌件实现，母线出线装置5采用出线套管铜嵌件实现。
本实用新型的一种固体绝缘柜在线温度和局放监测装置包括光纤温度测量装置和光纤局放测量装置。
其中，光纤温度测量装置包括玻璃光纤6和控制器，参见图1，玻璃光纤6作为温度传感器，浇筑在固体绝缘柜的环氧树脂主绝缘体100内，且紧贴环氧树脂主绝缘体100的内壁而铺设；玻璃光纤6的输出端接于控制器的输入端；控制器由激光源、光器件和微处理单元组成，激光源经过玻璃光纤6照射到光器件上，光器件将光信号传递给微处理单元转化为电信号。
图2为本装置实现温度监测功能所依据的原理：该系统所依据的基本原理是光频域反射法(OFDR)。受温度影响时，光源发射出的光在光纤中发生散射，变成光谱不同的三部分，利用反斯托克斯线的强度和温度有关，斯托克斯线和温度无关,即可得到这一点的温度。控制器有三个通道：两个测量通道(反斯托克斯和斯托克斯)和一个参考通道，这些背光散射的幅值和各点的喇曼散射光的强度成比例，从两个测量通道的得到幅值的关系即可得到沿传感器电缆的光纤温度。
光纤局放测量装置包括传感器探头8、光源、耦合器、微处理器和单模光纤，光源发出的光经过传感器探头8后依次传递给单模光纤和耦合器，耦合器将信号传递给微处理器进行处理。
本实施例中，参见图1，传感器探头8设有5个，分别位于：分别置于环氧树脂主绝缘体100上紧贴母线进线装置1(主母线铜嵌件)的搭接位置处、环氧树脂主绝缘体100上的三工位灭弧室2静端的位置处、环氧树脂主绝缘体100上的三工位灭弧室2动端的位置处、环氧树脂主绝缘体100上的断路器灭弧室4动端的位置处、以及环氧树脂主绝缘体100上的母线出线装置5(出线套管铜嵌件)搭接位置处。另外，传感器探头8也可设置多个，每个位置处也可设置多个。
图3为装置实现局放监测功能所依据的方法：该系统所依据的基本方法是法布里-帕罗(Febry-Perot)干涉法。其中，光源发出的光经过传感器探头8时小部分反射进入单模光纤，大部分进入F-P腔后再进入单模光纤，两部分光相互干涉后光强变化，利用光强的变化可以得到超声振动的信息，从而得到局部放电的状态。其中F-P腔是传感器探头8上的一个部件。
本实用新型通过上述方案，采用光纤温度测量装置监测主绝缘的温度。玻璃光纤6将采集到的温度信号传送到控制器，控制器将接受到的温度信息利用光频域反射法(OFDR)转换成可识别信息输出，通过485总线输出到上位机。采用光纤局放测量装置监测主绝缘的局放，将采集到的局放信号传送到控制器，控制器将接受到超声振动信息转换成可识别信息输出显示到控制器的液晶显示屏或者通过485总线输出到上位机。
本实用新型采用光纤方案实现，光纤重量轻且不受外部电磁场的影响，测量准确。采用本实用新型方案后，可以实时监测固体绝缘的温度以及局放，时刻掌握绝缘状态，降低事故发生的概率。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种固体绝缘柜在线温度和局放监测装置，该固体绝缘柜包括环氧树脂主绝缘体，环氧树脂主绝缘体内上部设有一个母线进线装置，底部设有一个母线出线装置；其特征在于：
该固体绝缘柜在线温度和局放监测装置包括光纤温度测量装置和光纤局放测量装置；
所述光纤温度测量装置包括玻璃光纤和控制器，玻璃光纤浇筑在环氧树脂主绝缘体内，且紧贴环氧树脂主绝缘体的内壁而铺设；玻璃光纤的输出端接于控制器的输入端；所述控制器由激光源、光器件和微处理单元组成，激光源经过玻璃光纤照射到光器件上，光器件将光信号传递给微处理单元转化为电信号；
所述光纤局放测量装置包括传感器探头、光源、耦合器、微处理器和单模光纤，光源发出的光经过传感器探头后依次传递给单模光纤和耦合器，耦合器将信号传递给微处理器进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种固体绝缘柜在线温度和局放监测装置，其特征在于：所述传感器探头设有多个，其中至少一个设于环氧树脂主绝缘体上紧贴母线进线装置的搭接位置处，至少一个设于环氧树脂主绝缘体上的母线出线装置搭接位置处。
3.根据权利要求1或2所述的一种固体绝缘柜在线温度和局放监测装置，其特征在于：所述环氧树脂主绝缘体内还设置三工位灭弧室、断路器灭弧室和绝缘拉杆，三工位灭弧室与母线进线装置连接，断路器灭弧室与母线出线装置连接，绝缘拉杆的两端分别与三工位灭弧室和断路器灭弧室连接。
4.根据权利要求3所述的一种固体绝缘柜在线温度和局放监测装置，其特征在于：所述传感器探头设有5个，分别置于环氧树脂主绝缘体上紧贴母线进线装置的搭接位置处、环氧树脂主绝缘体上的三工位灭弧室静端的位置处、环氧树脂主绝缘体上的三工位灭弧室动端的位置处、环氧树脂主绝缘体上的断路器灭弧室动端的位置处、以及环氧树脂主绝缘体上的母线出线装置搭接位置处。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112255517A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-01-22 | 云南电网有限责任公司临沧供电局 | 一种开关柜的局部放电和温度联合在线监测系统 |
| CN114122984A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-03-01 | 北京交通大学 | 动车组用集成式固体绝缘高压电器箱 |
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