CN209446719U - 具有绝缘状态在线监测功能的穿墙套管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有绝缘状态在线监测功能的穿墙套管，包括穿墙套管本体，所述穿墙套管本体的内腔穿设有高压母线，所述穿墙套管本体的管壁从内到外顺序嵌套设置有高压屏蔽层、感应层以及接地屏蔽层，所述高压屏蔽层与感应层之间设置有第一绝缘层，所述感应层与接地屏蔽层之间设置有第二绝缘层，所述感应层经第一导线与低压电信号检测设备相连接，所述接地屏蔽层经第二导线接地。本实用新型不仅结构设计简单、合理，而且具有泄漏电流检测功能，可在线监测穿墙套管本体的绝缘状态，易于操作，高效便捷，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种具有绝缘状态在线监测功能的穿墙套管。
背景技术
现有的穿墙套管在数十年使用后，因材料老化容易造成穿墙套管击穿，引发接地短路故障，造成电力供应中断、电力设备损失，具有很大的局限性。
实用新型内容
鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有绝缘状态在线监测功能的穿墙套管，不仅结构设计合理，而且高效便捷。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种具有绝缘状态在线监测功能的穿墙套管，包括穿墙套管本体，所述穿墙套管本体的内腔穿设有高压母线，所述穿墙套管本体的管壁从内到外顺序嵌套设置有高压屏蔽层、感应层以及接地屏蔽层，所述高压屏蔽层与感应层之间设置有第一绝缘层，所述感应层与接地屏蔽层之间设置有第二绝缘层，所述感应层经第一导线与低压电信号检测设备相连接，所述接地屏蔽层经第二导线接地。
进一步的，所述穿墙套管本体由环氧树脂浇筑而成。
进一步的，所述高压屏蔽层、感应层以及接地屏蔽层均由铜合金网制成。
进一步的，所述第一绝缘层的厚度大于第二绝缘层的厚度。
进一步的，所述高压屏蔽层、感应层以及接地屏蔽层均呈环状且同心设置。
进一步的，所述高压屏蔽层、感应层以及接地屏蔽层的高度从内到外逐渐降低。
进一步的，所述高压屏蔽层与穿墙套管本体的内侧壁之间设置有第三绝缘层，所述接地屏蔽层与穿墙套管本体的外侧壁之间设置有第四绝缘层。
进一步的，所述低压电信号检测设备包含电压表。
进一步的，所述穿墙套管本体的中部设置有安装法兰，所述高压屏蔽层、感应层以及接地屏蔽层设置在安装法兰的旁侧，所述第一导线与第二导线穿过安装法兰。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型不仅结构设计简单、合理，而且具有泄漏电流检测功能，可在线监测穿墙套管本体的绝缘状态，易于操作，高效便捷，具有广阔的应用前景。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本实用新型实施例的构造示意图。
图中：1-穿墙套管本体，101-内腔，102-管壁，2-高压屏蔽层，3-感应层，4-接地屏蔽层，5-第一绝缘层，6-第二绝缘层，7-第一导线，8-第二导线，9-第三绝缘层，10-第四绝缘层，11-安装法兰。
具体实施方式
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1所示，一种具有绝缘状态在线监测功能的穿墙套管，包括穿墙套管本体1，所述穿墙套管本体1的内腔101穿设有高压母线，所述穿墙套管本体1的管壁102从内到外顺序嵌套设置有高压屏蔽层2、感应层3以及接地屏蔽层4，所述高压屏蔽层2与感应层3之间设置有第一绝缘层5，所述感应层3与接地屏蔽层4之间设置有第二绝缘层6，所述感应层3经第一导线7与低压电信号检测设备相连接，所述接地屏蔽层4经第二导线8接地。
在本实用新型实施例中，所述穿墙套管本体1由环氧树脂浇筑而成。
在本实用新型实施例中，所述高压屏蔽层2、感应层3以及接地屏蔽层4均由铜合金网制成。
在本实用新型实施例中，所述第一绝缘层5的厚度大于第二绝缘层6的厚度。
在本实用新型实施例中，所述高压屏蔽层2、感应层3以及接地屏蔽层4均呈环状且同心设置。
在本实用新型实施例中，所述高压屏蔽层2、感应层3以及接地屏蔽层4的高度从内到外逐渐降低。
在本实用新型实施例中，所述高压屏蔽层2与穿墙套管本体1的内侧壁之间设置有第三绝缘层9，所述接地屏蔽层4与穿墙套管本体1的外侧壁之间设置有第四绝缘层10。
在本实用新型实施例中，所述低压电信号检测设备包含电压表。
在本实用新型实施例中，所述穿墙套管本体1的中部设置有安装法兰11，所述高压屏蔽层2、感应层3以及接地屏蔽层4设置在安装法兰11的旁侧，所述第一导线7与第二导线8穿过安装法兰11，所述第一导线7与第二导线8互相绝缘。
在本实用新型实施例中，使用时，接地屏蔽层4与感应层3之间形成第一电容C1，感应层3与高压屏蔽层2之间形成第二电容C2，受高压母线的泄漏电流和高压母线的高压电场影响，此时高压母线的泄漏电流和高压母线的高压电场处于安全范围内，高压屏蔽层2与接地屏蔽层4之间感应产生电信号，经第一电容C1与第二电容C2分压，低压电信号检测设备经第一导线7检测到在感应层3与接地屏蔽层4之间得到的低压电信号，当穿墙套管本体1的内部发生变异，此时高压母线的泄漏电流和高压母线的高压电场超过安全范围，第一电容C1与第二电容C2的值发生变化，将导致输出的低压电信号变化，从而可以检测到穿墙套管本体1的绝缘性能发生了变化。
本实用新型的具体计算分析过程如下：
圆柱电容值计算公式
π为圆周率，ε为环氧树脂介电常数，L为较短极板(接地屏蔽层、感应层、高压屏蔽层是由相同的导体材料制成，此处统称为“极板”)上下宽度，R为极板半径，t为两极板间绝缘层厚度
由上式可知：t越大则C越小，R越大则C越大，根据实际情况设定合适的半径与厚度，使第二绝缘层6的电容(以下称C6)与第一绝缘层5的电容(以下称C5)比例为：
容抗的计算方法为：
若将C6与C5的比例设计为99:1，则C6在50Hz频率下的容抗X6与C5在50Hz下的容抗X5比例为：
系统电压由PT柜的电压互感器提供，设系统电压为UN，C6两端的电压为U6，此处U6为低压电信号检测设备经第一导线7检测到在感应层3与接地屏蔽层4之间得到的低压电信号，则：
当绝缘层轻度受损时，部分绝缘被击穿，成为导体，绝缘层总体厚度是制造时决定的，不会改变，部分绝缘失效将造成绝缘介质有效厚度t减小(电容计算公式中的绝缘介质厚度t＝t有效＝t制造-t击穿)，电容C增大，容抗X减小；
通常情况下，C6介质与C5介质中的电场强度不一致，由于C5靠近中心，第一绝缘层5电场更强，不能按比例受损，这将导致X6和X5的比例发生变化，进而导致发生变化，此时的U6受损与绝缘正常时的U6不同；
较常见的情况是，电场强度更高的第一绝缘层5会先发生击穿，而第二绝缘层6不会击穿，此时X5减小、X6不变，U6升高；
有时，因绝缘层制造缺陷，导致电场强度低的第二绝缘层6先击穿，第一绝缘层5不变，此时X6减小、X5不变，U6降低；
由于每一批次的制造误差，导致每一套管的输出有所差异，需要在第一次使用时，记录下最初的输出电压，作为以后在线检测的判定依据。
上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (9)
1.一种具有绝缘状态在线监测功能的穿墙套管，其特征在于：包括穿墙套管本体，所述穿墙套管本体的内腔穿设有高压母线，所述穿墙套管本体的管壁从内到外顺序嵌套设置有高压屏蔽层、感应层以及接地屏蔽层，所述高压屏蔽层与感应层之间设置有第一绝缘层，所述感应层与接地屏蔽层之间设置有第二绝缘层，所述感应层经第一导线与低压电信号检测设备相连接，所述接地屏蔽层经第二导线接地。
2.根据权利要求1所述的具有绝缘状态在线监测功能的穿墙套管，其特征在于：所述穿墙套管本体由环氧树脂浇筑而成。
3.根据权利要求1所述的具有绝缘状态在线监测功能的穿墙套管，其特征在于：所述高压屏蔽层、感应层以及接地屏蔽层均由铜合金网制成。
4.根据权利要求1所述的具有绝缘状态在线监测功能的穿墙套管，其特征在于：所述第一绝缘层的厚度大于第二绝缘层的厚度。
5.根据权利要求1所述的具有绝缘状态在线监测功能的穿墙套管，其特征在于：所述高压屏蔽层、感应层以及接地屏蔽层均呈环状且同心设置。
6.根据权利要求1所述的具有绝缘状态在线监测功能的穿墙套管，其特征在于：所述高压屏蔽层、感应层以及接地屏蔽层的高度从内到外逐渐降低。
7.根据权利要求1所述的具有绝缘状态在线监测功能的穿墙套管，其特征在于：所述高压屏蔽层与穿墙套管本体的内侧壁之间设置有第三绝缘层，所述接地屏蔽层与穿墙套管本体的外侧壁之间设置有第四绝缘层。
8.根据权利要求1所述的具有绝缘状态在线监测功能的穿墙套管，其特征在于：所述低压电信号检测设备包含电压表。
9.根据权利要求1所述的具有绝缘状态在线监测功能的穿墙套管，其特征在于：所述穿墙套管本体的中部设置有安装法兰，所述高压屏蔽层、感应层以及接地屏蔽层设置在安装法兰的旁侧，所述第一导线与第二导线穿过安装法兰。
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|---|---|---|---|---|
| CN109342901A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-02-15 | 福州天宇电气股份有限公司 | 具有绝缘状态在线监测功能的穿墙套管及其工作方法 |
| CN112018686A (zh) * | 2020-07-17 | 2020-12-01 | 清华大学 | 一种低压交直流穿墙套管及其制备方法 |
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