CN215493936U - 一种变电站高电压电缆充油终端隔空检测报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变电站高电压电缆充油终端隔空检测报警装置，该装置包括高电压电缆充油终端、具有隔空充电功能的氢敏组合传感器以及自动执行报警动作的外部组合装置，所述氢敏组合传感器内置封装于高电压电缆充油终端内部并通过隔空充电提供工作电源，所述外部组合装置设置于高电压电缆充油终端外部，包括外部双向射频器、隔空充电器、控制模块和报警装置，所述氢敏组合传感器将检测信息通过内置双向射频器无线发送至外部组合装置，由外部组合装置自动控制工作和故障报警。该装置有利于及时发现终端故障，且密封绝缘好。

Description

一种变电站高电压电缆充油终端隔空检测报警装置

技术领域

本实用新型属于电力设备领域，具体涉及一种变电站高电压电缆充油终端隔空检测报警装置。

背景技术

变电站高电压电缆充油终端需长期在高电压环境下保持严格密封运行，其设备外表瓷套有很高绝缘要求，如在外侧表面直接附加或安装检测装置都将影响绝缘，造成爬距减少和泄漏电流增大的负面作用。因此，高电压电缆充油终端外表严禁直接安装任何检测仪器和装置，现有检测手段对电缆充油终端内部早期故障，特别是潜伏性故障和故障萌芽，都难以检测，需要等到故障发展到一定程度才能检测到，现有对变电站高电压电缆充油终端检测方法主要有以下方式：

1）通过检测变电站运行中电力高电压电缆充油终端的各种电、磁变化的电量，或电量变化转换信号与正常值的对比，以及历史数据比对，来发现故障。

2）停电进行绝缘、耐压、泄漏、直流电阻等相关高压电气试验，进行检测。

3）定期使用红外测温试验仪器检测运行中电力高电压电缆充油终端温度是否超标。

4）变电站运行人员定期现场巡视，检查电力高电压电缆充油终端是否有渗漏油现象。

以上第一种方法，是对变电站电力高电压电缆充油终端在有涉及到异常电、磁量发生异常变化时，才能进行相应的检测，如没涉及到电、磁变化的非电量故障，或不明显，往往无法检测；第二种方法，需要停电工作才能试验；而后面两种方法，无法及时发现问题。因此，无论是以上四种方法的一种，还是综合四种方法，都不能及时发现高电压电缆充油终端内部隐藏或早期萌芽阶段故障。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种变电站高电压电缆充油终端隔空检测报警装置，该装置有利于及时发现终端故障，且密封绝缘好。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种变电站高电压电缆充油终端隔空检测报警装置，包括高电压电缆充油终端、具有隔空充电功能的氢敏组合传感器以及自动执行报警动作的外部组合装置，所述氢敏组合传感器内置封装于高电压电缆充油终端内部并通过隔空充电提供工作电源，所述外部组合装置设置于高电压电缆充油终端外部，包括外部双向射频器、隔空充电器、控制模块和报警装置，所述氢敏组合传感器将检测信息通过内置双向射频器无线发送至外部组合装置，由外部组合装置自动控制工作和故障报警。

进一步地，所述高电压电缆充油终端包括外绝缘组件、绝缘电缆、绝缘包带、应力锥、导电杆、出线连接头、上密封压紧盖组、下密封压紧盖组和绝缘油，所述外绝缘组件包括外绝缘瓷套和支撑绝缘子。

进一步地，所述高电压电缆充油终端内部充注绝缘油，所述氢敏组合传感器检测绝缘油中的氢气含量并通过内置双向射频器向外发送，所述外部组合装置通过外部双向射频器隔空接收检测数据，然后通过控制模块对接收到的检测数据进行分析处理，当检测到绝缘油中氢含量超过报警阈值时，通过报警装置发出报警信号。

进一步地，所述氢敏组合传感器固定安装于高电压电缆充油终端内腔底部侧壁处，所述氢敏组合传感器主要由喇叭吸口、第一微型电磁阀、微型循环泵、钯栅氢气检测器、第二微型电磁阀、出油口以及部件之间的连接管道组成，所述氢敏组合传感器通过喇叭吸口吸入绝缘油，所述喇叭吸口的另一端连接第一微型电磁阀一端，所述第一微型电磁阀的另一端连接微型循环泵的吸口端，所述微型循环泵的出口端连接钯栅氢气检测器的吸口端，所述钯栅氢气检测器的出口端连接第二微型电磁阀的一端，所述第二微型电磁阀的另一端通过出油口排出绝缘油，所述微型循环泵驱动绝缘油流动，所述钯栅氢气检测器对流经其中的绝缘油中所含的氢进行吸附、富集和检测，所述第一微型电磁阀、微型循环泵、钯栅氢气检测器、第二微型电磁阀上均内置双向射频器，以进行充电和通讯。

进一步地，所述第一微型电磁阀、微型循环泵、钯栅氢气检测器、第二微型电磁阀的电池电源由外部组合装置的隔空充电器提供。

进一步地，所述微型循环泵为蠕动泵。

进一步地，所述外部双向射频器和隔空充电器均安装在高电压电缆充油终端外部靠近氢敏组合传感器一侧并距其一段距离的位置，所述外部双向射频器可双向工作，既可以隔空接收高电压电缆充油终端内部的氢敏组合传感器发来的检测数据和电池电量信号，并传送至控制模块，也可以向高电压电缆充油终端内部的氢敏组合传感器发送控制模块的控制指令信号，所述外部双向射频器通过光纤连接控制模块；所述第一微型电磁阀、微型循环泵、钯栅氢气检测器、第二微型电磁阀内置的双向射频器分别通过双向隔空电磁感应与外部双向射频器无线连接；所述控制模块的第一输出端电性连接于报警装置，第二输出端电性连接于外部双向射频器，第三输出端电性连接于隔空充电器，由外部双向射频器隔空发出控制氢敏组合传感器中第一微型电磁阀、微型循环泵、钯栅氢气检测器和第二微型电磁阀自动运行或停止的控制指令，当第一微型电磁阀、微型循环泵、钯栅氢气检测器和第二微型电磁阀内置电池电量不足时，由隔空充电器隔空进行自动充电。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型针对变电站高电压电缆充油终端结构、工作形式、内部绝缘油的理化性质，以及各种故障都会使绝缘油产生氢气的特点，提出了一种变电站高电压电缆充油终端隔空检测报警装置，将整个氢敏传感检测装置内置封装于高电压电缆充油终端内腔，由内部绝缘油环绕浸渍，保证良好的绝缘，这样不仅不会影响高电压电缆充油终端外表绝缘，密封绝缘效果好，而且能够最直接对高电压电缆充油终端内部绝缘油所产生的氢气进行检测，从而及时发现隐藏故障，或早期故障萌芽。同时，本装置将隔空充电技术运用于传统高电压电缆充油终端设备，解决了高电压电缆充油终端密闭隔绝内部空间检测传感装置的长期工作能源提供难题，将双向射频技术移植运用于高电压电缆充油终端设备，解决了高电压电缆充油终端密闭隔绝内部空间检测数据的隔空传输难题，内置的微型循环泵还能起到流动循环油加强冷却充油终端的作用。因此，本实用新型具有很强的实用性和广阔的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型实施例的装置结构示意图。

图2是本实用新型实施例中高电压电缆充油终端的内部结构示意图。

图3是本实用新型实施例中高电压电缆充油终端的安装状态示意图。

图4是本实用新型实施例的控制原理框图。

图中：1-高电压电缆充油终端；2-绝缘电缆；3-出线连接头；4-上密封压紧盖组；5-导电杆；6-绝缘油；7-外绝缘瓷套；8-应力锥；9-绝缘包带；10-下密封压紧盖组；11-支撑绝缘子；12-氢敏组合传感器；13-隔空充电器；14-外部双向射频器；15-喇叭吸口；16-第一微型电磁阀；17-微型循环泵；18-钯栅氢气检测器；19-第二微型电磁阀；20-出油口；21-第一微型电磁阀内置双向射频器；22-微型循环泵内置双向射频器；23-钯栅氢气检测器内置双向射频器；24-第二微型电磁阀内置双向射频器；25-氢敏组合传感器底脚；26-射频电磁波；27-控制模块，28-报警装置；29-终端支撑构架。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文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。

如图1-4所示，本实施例提供了一种变电站高电压电缆充油终端隔空检测报警装置，包括高电压电缆充油终端1、具有隔空充电功能的氢敏组合传感器12以及自动执行报警动作的外部组合装置，所述氢敏组合传感器12内置封装于高电压电缆充油终端1内部并通过隔空充电提供工作电源，所述外部组合装置设置于高电压电缆充油终端外部，包括外部双向射频器14、隔空充电器13、控制模块27和报警装置28，所述氢敏组合传感器12将检测信息通过内置双向射频器无线发送至外部组合装置，由外部组合装置自动控制工作和故障报警。

高电压电缆充油终端作为高电压电缆的一个重要组成部分，主要起着保护和支撑高电压电缆连接、过渡和转换的作用，其制造和安装要求高，并为全密闭封装带高压电大电流运行，高电压电缆充油终端内部充注的绝缘油起到浸润充填绝缘保护和冷却高压电缆终端的重要作用，在运行中由于长期高电压和大电流的作用，在其充油终端内部会产生很大电、磁场，以及电致热作用。如果充油终端内部发生故障，无论是过热、放电，还是外部密封破坏造成进水受潮，其绝缘油都会部分分解产生氢气，或绝缘油与潮气水分进行化学反应而产生氢气，并溶解于油中。

如图2、3所示，所述高电压电缆充油终端1包括外绝缘组件、绝缘电缆2、绝缘包带9、应力锥8、导电杆5、出线连接头3、上密封压紧盖组4、下密封压紧盖组10和绝缘油6，所述外绝缘组件包括外绝缘瓷套7和支撑绝缘子11。高电压电缆充油终端通过终端支撑构架29安装于地面上。所述高电压电缆充油终端内部充注绝缘油，所述氢敏组合传感器检测绝缘油中的氢气含量并通过内置双向射频器向外发送，所述外部组合装置通过外部双向射频器隔空接收检测数据，然后通过控制模块对接收到的检测数据进行分析处理，当检测到绝缘油中氢含量超过报警阈值时，通过报警装置发出报警信号。

在本实施例中，所述氢敏组合传感器12通过氢敏组合传感器底脚25固定安装于高电压电缆充油终端内腔底部侧壁处，所述氢敏组合传感器12主要由喇叭吸口15、第一微型电磁阀16、微型循环泵17、钯栅氢气检测器18、第二微型电磁阀19、出油口20以及部件之间的连接管道组成，所述氢敏组合传感器通过喇叭吸口吸入绝缘油，所述喇叭吸口的另一端连接第一微型电磁阀一端，所述第一微型电磁阀的另一端连接微型循环泵的吸口端，所述微型循环泵的出口端连接钯栅氢气检测器的吸口端，所述钯栅氢气检测器的出口端连接第二微型电磁阀的一端，所述第二微型电磁阀的另一端通过出油口排出绝缘油，所述微型循环泵驱动绝缘油流动，所述钯栅氢气检测器对流经其中的绝缘油中所含的氢进行吸附、富集和检测，所述第一微型电磁阀、微型循环泵、钯栅氢气检测器、第二微型电磁阀上分别内置双向射频器21、22、23、24，以进行充电和通讯。

微型电磁阀、微型循环泵、钯栅氢气检测器以及连接管道大部为绝缘材料材质制造，少量金属材料部分均有屏蔽设计，以防止产生悬浮电位。微型循环泵应满足适应高粘度绝缘油的循环要求，可以是蠕动泵或其它合适形式的微型油泵。

所述氢敏组合传感器按设定周期自动运行检测，如每天一次，如果发现氢气有增长趋势，则根据氢气增长情况增加检测次数。所述第一微型电磁阀、微型循环泵、钯栅氢气检测器、第二微型电磁阀的电池电源由外部组合装置的隔空充电器提供。

所述外部双向射频器和隔空充电器均安装在高电压电缆充油终端外部靠近氢敏组合传感器一侧并距其一段距离的位置，所述外部双向射频器可双向工作，既可以隔空接收高电压电缆充油终端内部的氢敏组合传感器发来的检测数据和电池电量信号，并传送至控制模块，也可以向高电压电缆充油终端内部的氢敏组合传感器发送控制模块的控制指令信号，所述外部双向射频器通过光纤连接控制模块，所述控制模块按不同规格高电压电缆充油终端，预先设置编程有相应的控制氢敏组合传感器运行的程序、氢气含量指标报警阈值以及自动充电阈值；所述第一微型电磁阀、微型循环泵、钯栅氢气检测器、第二微型电磁阀内置的双向射频器分别通过双向隔空电磁感应与外部双向射频器无线连接；所述控制模块的第一输出端电性连接于报警装置，第二输出端电性连接于外部双向射频器，第三输出端电性连接于隔空充电器，由外部双向射频器隔空发出控制氢敏组合传感器中第一微型电磁阀、微型循环泵、钯栅氢气检测器和第二微型电磁阀自动运行或停止的控制指令，当第一微型电磁阀、微型循环泵、钯栅氢气检测器和第二微型电磁阀内置电池电量不足时，由隔空充电器隔空进行自动充电。

所述变电站高电压电缆充油终端隔空检测报警装置的工作过程为：1）装置按设定周期自动运行检测。比如，每日自动定时开机一次检测。2）分别开启第一微型电磁阀16和第二微型电磁阀19。3）开启微型循环泵17，开始进油循环。4）开启钯栅氢气检测器18，对流经其中的绝缘油中所含的氢进行吸附、富集和检测。5）钯栅氢气检测器18通过内置微型射频器23将检测数据隔空发送至外部双向射频器14。6）控制模块对接收到的检测数据进行分析处理，当检测到绝缘油中氢含量超过报警阈值时，通过报警装置发出报警信号；7）检测完成后，先关闭钯栅氢气检测器18，再关闭微型循环泵17，最后关闭第一微型电磁阀16和第二微型电磁阀19；8）待机，准备下一次运行。当第一微型电磁阀、微型循环泵、钯栅氢气检测器和第二微型电磁阀内置电池电量不足时，由隔空充电器隔空进行隔空自动充电。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种变电站高电压电缆充油终端隔空检测报警装置，其特征在于，包括高电压电缆充油终端、具有隔空充电功能的氢敏组合传感器以及自动执行报警动作的外部组合装置，所述氢敏组合传感器内置封装于高电压电缆充油终端内部并通过隔空充电提供工作电源，所述外部组合装置设置于高电压电缆充油终端外部，包括外部双向射频器、隔空充电器、控制模块和报警装置，所述氢敏组合传感器将检测信息通过内置双向射频器无线发送至外部组合装置，由外部组合装置自动控制工作和故障报警。

2.根据权利要求1所述的一种变电站高电压电缆充油终端隔空检测报警装置，其特征在于，所述高电压电缆充油终端包括外绝缘组件、绝缘电缆、绝缘包带、应力锥、导电杆、出线连接头、上密封压紧盖组、下密封压紧盖组和绝缘油，所述外绝缘组件包括外绝缘瓷套和支撑绝缘子。

3.根据权利要求1所述的一种变电站高电压电缆充油终端隔空检测报警装置，其特征在于，所述高电压电缆充油终端内部充注绝缘油，所述氢敏组合传感器检测绝缘油中的氢气含量并通过内置双向射频器向外发送，所述外部组合装置通过外部双向射频器隔空接收检测数据，然后通过控制模块对接收到的检测数据进行分析处理，当检测到绝缘油中氢含量超过报警阈值时，通过报警装置发出报警信号。

4.根据权利要求1所述的一种变电站高电压电缆充油终端隔空检测报警装置，其特征在于，所述氢敏组合传感器固定安装于高电压电缆充油终端内腔底部侧壁处，所述氢敏组合传感器主要由喇叭吸口、第一微型电磁阀、微型循环泵、钯栅氢气检测器、第二微型电磁阀、出油口以及部件之间的连接管道组成，所述氢敏组合传感器通过喇叭吸口吸入绝缘油，所述喇叭吸口的另一端连接第一微型电磁阀一端，所述第一微型电磁阀的另一端连接微型循环泵的吸口端，所述微型循环泵的出口端连接钯栅氢气检测器的吸口端，所述钯栅氢气检测器的出口端连接第二微型电磁阀的一端，所述第二微型电磁阀的另一端通过出油口排出绝缘油，所述微型循环泵驱动绝缘油流动，所述钯栅氢气检测器对流经其中的绝缘油中所含的氢进行吸附、富集和检测，所述第一微型电磁阀、微型循环泵、钯栅氢气检测器、第二微型电磁阀上均内置双向射频器，以进行充电和通讯。

5.根据权利要求4所述的一种变电站高电压电缆充油终端隔空检测报警装置，其特征在于，所述第一微型电磁阀、微型循环泵、钯栅氢气检测器、第二微型电磁阀的电池电源由外部组合装置的隔空充电器提供。

6.根据权利要求4所述的一种变电站高电压电缆充油终端隔空检测报警装置，其特征在于，所述微型循环泵为蠕动泵。

7.根据权利要求4所述的一种变电站高电压电缆充油终端隔空检测报警装置，其特征在于，所述外部双向射频器和隔空充电器均安装在高电压电缆充油终端外部靠近氢敏组合传感器一侧并距其一段距离的位置，所述外部双向射频器可双向工作，既可以隔空接收高电压电缆充油终端内部的氢敏组合传感器发来的检测数据和电池电量信号，并传送至控制模块，也可以向高电压电缆充油终端内部的氢敏组合传感器发送控制模块的控制指令信号，所述外部双向射频器通过光纤连接控制模块；所述第一微型电磁阀、微型循环泵、钯栅氢气检测器、第二微型电磁阀内置的双向射频器分别通过双向隔空电磁感应与外部双向射频器无线连接；所述控制模块的第一输出端电性连接于报警装置，第二输出端电性连接于外部双向射频器，第三输出端电性连接于隔空充电器，由外部双向射频器隔空发出控制氢敏组合传感器中第一微型电磁阀、微型循环泵、钯栅氢气检测器和第二微型电磁阀自动运行或停止的控制指令，当第一微型电磁阀、微型循环泵、钯栅氢气检测器和第二微型电磁阀内置电池电量不足时，由隔空充电器隔空进行自动充电。

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