CN85202537U - 充油电缆漏油报警和灭火自锁装置 - Google Patents

Abstract

充油电缆的漏油报警和灭火自锁装置，一般包括一只开关控制箱和三只与压力油箱相连的差压变送器，压力油箱通过漏油停止部件和截流阀与三相电缆相连。当相间压差超过限定值时，开关控制箱发出报警信号和截流指令。本装置在差压变送器前设一节油管，将报警指示仪分成预报警和击穿性报警两部分，后者再与时间继电器，中间继电器构成一流速测定部件，当电缆油流速超过预定值时，即判为击穿性喷油，并自动报警和切断油路。

Description

本实用新型属于充油电缆的附件中与指示非电缺陷的出现或其位置有关的装置。具体地说，是一种涉及单芯充油电缆的漏油报警和灭火自锁装置。

随着城市用电量的剧增，110千伏级以上的高压电缆直接进城的趋向已定。目前，国内可供110千伏级以上输配电用的电缆只有单芯自容式充油电缆一种。在充油电缆中由于低粘度油的应用，使其绝缘性能获得明显提高，但由此而引起的火灾事件也明显增多。一旦电缆着火，大量低燃点的高压电缆油在二端油箱的压力下源源不断地从击穿破口处向火场喷涌，燃烧的油流将任意蔓延，如波及邻近的电缆或者开关，变压器等含油设施，其后果更是不堪设想，这在国内外都有十分惨痛的实例可查。所以充油电缆如何防火已成为人们颇为关注的重大问题。

高压电缆进城一般有两种敷设方法，即用电缆沟土壤直埋或在隧道廓道内明敷，特别是后者因便于管理和日后追加敷设时不影响市政交通，故使用更为普遍。电缆隧道通常是密闭的地下设施，每隔一定间距常有不同深度的竖井，它具有自然抽风作用，因此，一旦着火后火势极易蔓延而隧道口又窄，采用人工灭火并非易事。

据国内外有关资料介绍，对充油电缆的防火措施归纳起来不外乎二类，第一类是着眼于阻燃，如防火门，埋砂，涂阻燃剂，防火槽和排油漏斗；第二类是着眼于灭火，如烟雾报警器，干粉灭火器，灭火弹，消防水管等。

显然，阻燃措施优于灭火措施，但是现行的阻燃措施收益不大且弊病不少。例如，防火门虽然阻止火焰蔓延，但不利通风以致降低电缆传输能力。同样，埋砂对于抑制火势其效果虽比防火门好，但对于降低电缆传输能力却比防火门更甚。涂敷阻燃剂虽对于电缆外界明火的防燃有一定效益，但对于着火时从电缆中喷涌出来的，到处蔓延的可燃性电缆油就作用不大。至于用漏斗和排油管来汇集着火时的电缆油，使之流入密闭的装有卵石的池内的做法更是未必现实。

总之，上述阻燃措施没有抓住充油电缆易于着火和着火后火势不易控制的要害。充油电缆的易燃性在于电缆内（包括和电缆两端相连的压力油箱内）含有大量可以喷发的可燃油这样一个事实。如果电缆在击穿性事故发生时没有油或者只有极少量油从破口处涌出，加之充油电缆本身又有不可燃烧的铜带和铅套裹紧着，这样火势就容易被控制甚至自行熄灭。由此可见，在充油电缆发生事故的瞬间及时把油源切断，不让其外流才是提高充油电缆防火能力的有效途径。

电缆击穿时必然有漏油现象存在，这一点是众所周知的，至于如何判断电缆中发生漏油，目前国内外一般采用的措施是先给压力油箱中油压定一个下限值，并采用电接触压力表测量油箱中的油压，当油压低于该下限值时，则发出报警信号。但这种电接触压力表灵敏度不高并且不能判断漏油的性质。当检修人员接到报警信号时，一则已有大量电缆油流失，为火灾种下祸根；二则电缆油压已在下限值，处理不当易造成系统失压进气；三则一旦漏油是由击穿性事故引起，漏油的同时往往伴随火灾，用电接触压力报警会产生越是火烧越是送油的严重局面；四则目前为了给维修人员发现漏油和抢修以足够的时间，在油路系统需油量计算中，追加了1.4倍的富裕油量，这样既增加了工程投资，又使电缆油流失总量相应增加。此外，在日本公开特许公报（A）昭57－78309中介绍了一种《充油电缆的漏油停止装置》，它是通过先计算出充油电缆在暂态情况下，即负载变动时（如合闸）的需油率，然后通过在供油端的流速测定仪来测定流速，当超过上述需油率时即关闭供油阀门。在使用公式

F＝ 1/2 abl²＋P₀……（1）

时，其中P为电缆二端的油压差；

a为电缆中需油率；

l为电缆长度；

P为安全油压，（一般P＝0.1公斤力／厘米²）

当负载变动（如合闸），电缆两端产生的油压差P是一定的，故通过公式（2）

a＝ (2(P-P₀))/(bl²) ……………（2）

可算出需油率a，为了使判断更为准确起见，将负载变动时的油压差提高1公斤力／厘米后计算需油率a，这样当电缆中的需油率超过该数值a时，就可以判定电缆中存在漏油现象。

但是以这种在暂态下计算出来的需油率作为在稳态情况下测定流速，区分是否漏油的标准是不可取的；其次仅仅通过单相来测定流速是难于判断流速变化的原因，因为除漏油外，环境温度和负荷的变化都可能引起流速的变化；再其次，因一般故障也可能引起流速的变化（如小漏，渗油及阀门故障），如一旦超过流速限定值就切断油路，往往会产生因缺油等引起的其它事故。

由上可见，单在某相电缆中测定流速的变化是不能作为判断是否漏油和区分漏油性质的依据。伴随漏油发生的同时还有油压降和释压速率这二种现象，这就提供了进一步判定的依据。但是考虑到环境温度或负荷的变迁也会引起电缆油压迅速释降，要排除这样的可能性，较好的办法是监视三相电缆之间的压力差。在日本公开特许公报（A）昭57－142532中提出了一种《气压监视方式》，即在多相气体绝缘设备或充气电缆的各相之间通过安装差压式压力计或压力开关以监视相间或区域间的气压差。由于相对比较可以忽略环境温度和负荷变化的影响，从而可以提高检出发生事故性气压降的精度。

但是，该篇专利所提供的仅仅是充气电缆的气压监视方式，并没有指出可适用于充油电缆；其次充气电缆一般不会发生火灾事故，故该方式也仅适用于监视充气电缆一般事故的发生，并没有指出可适合于充油电缆的防火目的。再其次，该专利中使用的装置为差压式压力计，它只能测相间的静态压力差值，而不是动态压力差值，故即使将该监视方式转用于充油电缆，仅仅只能判断有漏油现象发生，而不能判定漏油的性质，更无法及时采取正确的对策，据实验可知，要使110千伏级以上单芯自容式充油电缆的相间油压差因漏油而达到0.1公斤力／厘米²的静态压力差值，要流出10升油，而这10升油只要有火源，就会引起一场大的火灾事故。

所以，通过对国内外充油电缆防火的现有技术的查阅和分析，尚没有一种既能准确区分电缆是漏油还是缺油，是工艺性漏油还是击穿性喷油，并能在发生击穿性喷油及时报警和切断油路的防火自锁装置。

本实用新型就是为了克服已有技术的不足之处，提供一种可用于充油电缆的漏油报警和灭火自锁装置，它可实现下述目的：首先可判断三相充油电缆中的任何一相是否确实存在漏油现象，如发生漏油，实现预报警；其次，对漏油性质进行区分，如属工艺性漏油只报警不切断油路；如属击穿性喷油，在进行击穿性报警的同时切断油路，使电缆油道中剩余的油不再流出。

本实用新型的目的是通过以下构思来实现的：

当三相充油电缆完好时，虽然电缆中的油压会随季节负荷而有所起伏，但在三相电缆中应该是同步的，只有当某相电缆油或击穿或阀门发生故障时，相与相之间的油压才会发生差异，从而引起在某相中油压突变。但这种某相中的油压突变现象仅仅是判断电缆击穿的必要条件；而判断电缆击穿的充分条件在于不论击穿点是在终端，在电缆本体还是在绝缘连接盒，塞止盒，必将炸裂瓷瓶，环氧，烧蚀铅包，护套等而造成孔洞性的破口以引起喷油。这一现象正是电缆击穿的特定现象，既判断火灾性事故漏油的充分条件。

本装置就是根据上述判定电缆击穿性喷油的充分必要条件加以设计的，具体地说，分以下几个方面构成：

1.本装置首先通过测定相与相之间的静态压力差异确定三相电缆中的任何一相是否存在漏油（或缺油）现象。即在该装置中有一个差压变送器，它有正压负压接管各一根，分别与被检测的电缆油管路系统相连。差压变送器的检测部分是一只弹性膜片盒。当被测定的两相电缆油压相等时，弹性膜片盒中的膜不发生偏移；反之当两相油压不等时，膜片即被推移。这个推移量由一个信号转换器被转换成电信号，通过电子放大线路后将放大的电信号送入预报警指示仪，该指示仪的指示针将根据膜片推移量的大小显示出某两相电缆间的油压的静态差压读数。该指示仪另有两枚调节铝旗，可根据需要    将一枚调节铝旗调定在压力差值的预报警限定值g上，一旦指示针与该调节铝旗重合，即可断定电缆中存在漏油（或缺油）现象，并通过预报警线路由报警器发出预报警信号。

但在此时并不通过漏油停止部件切断油路，而是继续通过油箱向电缆供油，使电缆继续保持正向油压和正常的工作状态，使电缆不进气，直至维修人员处理。这是因为：第一、产生差压的原因不明，如属阀门故障引起的缺油，停油反会引起事故，如属铅层质量不善或者安装不妥所造成的铅包裂开等一般工艺性漏油，则漏油速率不会太快，据实例测得，这种性质的漏油速率很小，可使电缆两端的油容量足以维持相当长一段时间待维修人员去处理。第二，如果只是上述性质的漏油而不是电缆击穿性喷油，电缆的油纸绝缘并不损坏，电缆仍具备正常工作的能力，况且漏油的同时也不存在燃烧的突发条件，故只报警不切断油路的作法是符合实际的，较之上述国内外漏油即报警和停油的作法为好。

2.如果电缆存在击穿性喷油，据实例测定，其流速远远大于上述工艺性漏油的流速，在这种情况下继续用油箱保压等待维修人员抢修不仅会使储油作无谓的大量流失，而且击穿时的短路能足以使电缆油爆炸，因此切断油路是唯一的必然措施。

本装置首先在每相电缆的供油端增设了一个节流管，即一个三通管，其一端D接油箱，另一端E接电缆头，还有一端F接差压变送器。该节流管和差压变送器相结合可以测定相间的动态压力差值，即当电缆油从D端流向E端的流速达到击穿性喷油时的流速时在膜片二旁产生一个动态压力差。可使膜片立即偏移，其偏移量所需的压力值差即为工艺性漏油的预报警限定值g。

节流管可大大提高预报警的灵敏度，而这正是本装置的关键措施之一，要防火自锁就应把漏油量控制在最低限度。对于2.19公里长度的电缆线路，每端油箱为5只，每只油箱降低同样油压，都要放出同样油量，而漏油多就无法防火自锁。一般来说超过400米（每端油箱1只）长度的电缆线段都要配节流管。

但是仅仅依靠发出预警报信号还不能判断漏油性质，故也不能因此就切断油路，加之电缆本身因油量流失还会继续造成一定的静态压力差值，故弹性膜片盒中膜片的偏移量是由相间动压差和静压差等因素造成，如仍以g值作为击穿性报警值显然是不合理的，必须将该值适当提高到h。

此外，本装置在预报警指示仪后又增加了一个由击穿性报警指示仪，时间继电器，中间继电器，报警器和漏油停止部件（例如电磁阀）等构成的击穿性喷油判别、报警和控制电路：

将击穿性报警指示仪中第一枚调节铝旗调定在压力差值的预报警限定值g上，将第二枚调节铝旗调定在压力差值的击穿性报警限定值h上，当相间动态和静态油压力差累计达到预报警限定值g时，预报警指示仪即发出预报警信号，与此同时击穿性报警指示仪上的指示针与其一枚调节铝旗重合，中间继电器的触头1闭合，此时时间继电器动作，使其触头闭合，其延时释放时间为t分种，若在t分种内，相间油压值从g上升到h，则中间继电器触头2闭合，导致交流接触器动作并发出击穿性报警信号。同时向电磁阀发出切断油路的指令，电磁阀自动关闭，压力油箱即终止向电缆供油。如果在t分种内油压值不能从g上升到h，则时间继电器的常开触头释放，那么即使以后中间继电器触头2闭合，也不能使交流接触器吸合，故不会发出击穿性报警信号和切断油路。

上述电路中的击穿性报警指示仪和时间继电器实际上构成了一个电缆油流速测定部件，通过计算得到击穿性喷油时的电缆油流速限定值K后，将时间继电器的触头延时释放时间定为t，如果在t时间内h－g≥K时。即判定为击穿性喷油；h－g＜K时，即为工艺性漏油。

本装置由此而自动采取相应的处置方式，而这一点正是本装置之所以能实现击穿性漏油报警和防火自锁的关键措施之二。

3.在使用本装置时，在发生击穿性喷油后油路即被关闭。此时电缆中剩余的电缆油由于电缆的终端被关闭，而在孔洞处电缆外部的大气压较内部为大，故电缆中的油一般不会再向外溢出。但为了做到更为安全起见，电缆在隧道中的敷设应采用波浪形敷设法，这样电缆中剩余的油即使在受重力作用下有可能向外流出的油量也只占整个电缆长度中的极小部分，从而可将着火处流出的油量控制在最低限度，使其不能蔓延而自灭，这一点在敷设大长度电缆或在斜坡上敷设电缆时更是必需加以考虑的。

显然，本实用新型所提供的装置是一个具有多功能的充油电缆的漏油报警和灭火自锁装置。它的优点是：首先，可用它判断电缆线路中是否存在漏油或缺油现象并报出预报警。当该装置发出预报警信号后，通过人工检查电缆供油端的阀门是否打开以确定是否存在缺油现象。如果阀门处于正常工作状态，则可确定线路中存在漏油现象，但此时并不关闭电缆供油端的阀门，而是进一步通过测定电缆中的油流速率来识别漏油性质。如果仅仅是属于工艺性漏油，只报警不切断油路，如果是属于击穿性喷油，则在发生击穿性报警的同时切断油路，加之电缆线路是以波浪形敷设的，从而可以将漏油量限定在最小限度，杜绝了发生火灾事故的可能。利用该装置还可以定期给电磁阀一个检测信号，以观察电磁阀是否处于正常工作状态，防止电磁阀在发生事故时不能及时动作。

通过模拟线路的实验得知，本装置采用的差压变送器在漏油报警方面比传统的电接触压力表为好，以实施例中所述线路为例：2.19公里充油电缆配压力箱共5只，如果3.0公斤力／厘米²油压下发生漏油则一定要漏到0.5公斤／厘米²时电接触压力表才能发生报警信号，其间共漏油量为250升；但如果采用本装置监视，其间共漏油量不超过8.29升（6.1升＋2.19升）二者灵敏度相差数十余倍，达到了安全、及时的目的。同时本装置还具有国内外同类仪表所不具备的防火自锁能力，从大喷油开始到油路切断终止，只需3秒钟时间（其间溢出油量在200毫升左右）就可达到抑制火势并使其自动熄灭的目的。

此外，采用本实用新型所提供的装置为取消传统的40％富裕油箱的计算方法提供了技术上的保证，这样既可以减少工程投资，又可以缩小油箱占地面积。更值得一提的是，使用该装置既无增加热阻，降低电缆载流之忧，又无在全线安装自动灭火机，消防水管，烟雾报警器等耗资深重，工程具大之虑。所以，该装置对于充油电缆线路的改造，无论新老设备，都具有推广使用的实用性。

附图的图面说明：

图1.50型压力油箱供油特性曲线图；

图2.本装置的实施例中采用的节流阀的构造示意图；

图3.本实施例中流速测定部件的电路原理图；

图4.本实施例的结构示意图；

图5.本实施例的电气原理图；

图6.本实施例的开关控制箱上的部件平面分布示意图；

图7.采用本装置时，将充油电缆线路作波浪形敷设的示意图。

下面将结合附图，通过实例计算给出本装置的实施例中所需的预报警限定值g，击穿报警限定值h，工艺性漏油时油流最大速率j，击穿性喷油时油流最小速率K，时间继电器延时释放时间t，节流管中的节流孔径d等数据；同时进一步给出本装置的结构，电气原理，部件分布等细节：

计算实例一：关于使用本装置的实施例进行预报警和击穿报警时的相间压力差限定值g和h的确定：

如前所述，三相电流值的不平衡，也会引起差压值，这是因为电流不一致，各相的发热量自然不等，作为温度函数的油压值也就发生变化。为了确定上述限定值，我们假设不平衡电流最大值不超过5％，并据此对某地线路作了实例计算：

已知电缆型号：110千伏，ZQCY22，400毫米²

电缆长度：2.19公里

每相配终端：2只

中间接头：2只

50型油箱：5只

由5％不平衡电流引起的电缆需油量变化如下：

电缆相别	A相	B相
			负载率	100％（694A）	95％（659A）
线芯温度	75℃	71.8℃
			铅皮温度	62℃	59.7℃
需油量	61升	94.9升

从上表得知5％的电流差值在两相电缆中引起的需油量差值为61－54.9＝6.1（升）。由于上述线路每相配50型油箱5只，每只油箱上承担的差值为：6.1÷5＝1.22（升）。

由于电缆在不同负载下的需油量不等，必然引起系统中的油压值不等，其变量关系可以从50型压力油箱供油时特性曲线中查得。

参见图1，由于该特性曲线不是一根斜率不变的直线，而是越接近上限，压力值的斜率越大。图中纵坐标P为压力值，横坐标1为油量，具体查图如下：油箱压力呈3公斤力／厘米²时对应油量为58.6升，减去1.22升后为57.48升，再查其对应的油压值为2.89公斤力／厘米，故1.22升的油量差值所引起的油压差值为3－2.89＝0.11（公斤力／厘米²）。该值即为予报警指示仪上所确定的预报警限定值g。该数值g是较为安全的，因为只有在5％的最大不平衡电流值发生在环境温度为40℃的夏季和线路的额定负荷为100％这三个条件同时满足情况下才能存在。

对于击穿性报警限定值h的确定，考虑到在发生击穿性喷油时电缆本身还会因流量流失继续造成一定的静态压力差，又考虑到所使用的指示仪DXB－113型本身的量程为0.2公斤力／厘米²及便于和下面算出的时间继电器延时释放时间t匹配，故一般将h值提高0.05公斤力／厘米²，即定为0.16公斤力／厘米²。

当然如果将本装置用于其它线路，对于g和h值就要通过计算另行确定。

计算实例二：确定本实施例中由于工艺性不妥造成铅包裂开的最大油流速率J。

计算方法：

（1）取110千伏，ZQCY22型，700毫米²电缆12米；

（2）取串心变压器加热电缆，使电缆温度达到75℃－80℃；

（3）油箱压力为3公斤力／厘米²；

（4）在电缆6米处的铅包上开裂口，用油杯测定1分钟的流量；

计算结果：

电缆线芯温度77℃
					油箱压力	铅包裂口长度	漏油速率
1	2.62－2.61公斤力／厘米2	5毫米	320毫升／分钟
				2	2.6-2.59公斤力／厘米2	25毫米	300毫升／分钟
3	2.59-2.56公斤力／厘米2	75毫米	300毫升／分钟

由此表可见，铅包漏油速率与铅包裂口长度关系不大，由工艺性不善造成的铅包漏油，其流速最大不超过350毫升／分钟。

计算实例三：确定本实施例中电缆击穿性喷油的最小流速限定值。

计算方法：

取110千伏，ZQCY22型，400毫米²成品电缆一盘，电缆一端接油箱，一端接放油阀门，用打开放油阀门的方法来模拟电缆突发性喷油并测定其2分钟内流出的油量。

计算结果，电缆长度653米，环境温度12.5℃。

	油箱压力	2分钟流量
			1	2.13-2.03公斤力／厘米2	1850毫升
2	2.03-1.95公斤力／厘米2	1850毫升
			3	1.95-1.87公斤力／厘米2	1750毫升

由于电缆油的粘度是油的温度的函数，温度越高，粘度越低，油阻越小，流速越快。另一方面，油压与流速成正比，油压越低，其流速越慢。考虑到实际线路中可能出现的情况，假设其线芯的工作温度为50℃（冬天，负载不足）油压在1.0公斤力／厘米²（处于低油压），此时两端挂油箱的1300米长的电缆发生击穿的流量约为1365毫升／分钟。故本装置中由时间继电器和击穿性报警指示仪构成的流量测速部件中击穿性报警的流速最小值定为1000毫升（公里）／分钟左右。

用户当然可以根据实际使用的线路，对这一限定值进行调整。

计算实例四：关于时间继电器延时释放时间t值的确定：

仍以计实例一中的2.19公里长度的电缆线路为例：

由于在计算实例三中已给出击穿性报警的流速最小值为1000毫升／公里·分钟，那么2.19公里长度的电缆对应的临界流速即为1000÷2.19＝452（毫升／分钟）。

已知时间继电器吸合时漏油相间油压差已达0.11公斤力／厘米²并且漏油是在环境温度40℃，正常相油压为3公斤力／厘米²的条件下发生的，则漏油相油压为3－0.11＝2.89公斤力／厘米²。查图1，其对应的储油量为57.43升。已知击穿性报警指示仪中第二枚调节铝旗之间的差值为0.16－0.11＝0.05公斤力／厘米²，其间油箱压力即从2.89公斤力／厘米²下降到2.84公斤力／厘米²，查图1可知2.84公斤力／厘米²处对应的储油量为57升，这样每只压力油箱流出的油量

即为57.43－57＝0.43（升），据时间＝ (油量)/(流速) ，则0.43（升）÷0.452（升／分钟）≈1（分钟），即为时间继电器延时释放的时间t。

计算实例五，确定本实施例中节流管中的节流孔孔径d。

据流体力学中伯努力方程的经验公式：

Q＝α·A· $\sqrt{\frac{\mathrm{2g}}{r}{\mathrm{(P}}_1\mathrm{-P}{}_2)}\mathrm{\dots \dots \dots \dots （3）}$

其中：

Q＝由D端流向E端的油的流速，单位为毫升／分钟

A＝节流孔的面积，单位为厘米

γ＝油的比重，单位为公斤／厘米³

P₁＝节流孔D端的压力，单位为公斤力／厘米²

P₂＝节流孔E端的压力，单位为公斤力／厘米²

α＝流量系数

g＝重力加速度，单位为厘米／秒²

由式（3）得

A＝ (Q)/(α) $\sqrt{\frac{r}{{\mathrm{2g(P-P}}_1)}}\mathrm{\dots \dots \dots \dots （4）}$

因A＝ (π)/4 d²

故d＝2 $\sqrt{\frac{A}{\pi }}\mathrm{\dots \dots \dots \dots （5）}$

根据式（4）和（5），代入有关数据即可求得孔径d的数据。反之由该孔径值设计的节流管，在流速Q达到击穿性喷油的流速时，即可在弹性膜片盒的膜片二旁产生预报警时所需的压力差值。

参见图2，这是本装置中采用的节流管的构造示意图，该节流节管是一个由金属制成的三通管，其中D端［16D］，E端［16E〕的孔径为8毫米，F端〔16F〕的孔径为6毫米，在各端的外部制有1M22的外螺纹。

根据公式（4）

A＝ $\sqrt{\frac{Q}{a}}$ 2g（P₁－P₂）代入上述计算实例有关数据：P₁－P₂＝0.11公斤力／厘米Q＝1000毫米／分钟，另外在本实施例所述的线路中γ＝0.00086公斤／厘米³，α＝0.5，g＝980厘米／秒²代入（2）式后得到：A＝0.77（厘米）

将A代入（5）式

d＝2 $\sqrt{\frac{A}{\pi }}$ ＝0.3（厘米）＝3（毫米）

孔径〔31〕按3毫米设计的节流管，当流量达到或超过Q＝1000毫升／分钟时，即可在弹性膜片盒中产生0.11公斤力／厘米²，从而使预报警指示仪的指示针超过预报警限定值g并发出预报警信号。

参见图3，这是本实施例中流速测定部件的电路原理图，它由击穿性报警指示铃〔24〕交流接触器〔13〕，时间继电器〔12〕及其常开触头SJⅡ，两个中间继电器各自的常开触头ZJⅠ，ZJⅡ，预报警信号，即下文中将要描述的蜂鸣器〔22〕构成。根据上述实例计算，将预报警限定值g定为0.11公斤力／厘米²，将击穿报警指示仪的第一枚调节铝旗调定在限定值上，将第二面调节铝旗调定在击穿报警限定值0.16公斤力／厘米²，当相间油压差累计达到0.11公斤力／厘米²时，预报警指示仪上的指示针和调节铝旗重合，中间继电器的触头ZJⅠ闭合，发出预报警信号，击穿报警指示仪上的指示针与第一枚调节铝旗重合，此时时间继电器〔12〕动作，其触头SJⅡ闭合。时间继电器的延时释放时间定为1分钟，若1分钟内相间油压差从0.11增加到0.16公斤力／厘米²，此时指示针与第二枚调节铝旗重合，中间继电器的触头ZJⅡ闭合，导致交流接触器〔13〕动作和发出击穿报警信号，并给电磁阀门发出切断油源的指令，此时意味着油流速率等于或高于1000毫升／分钟。如果在1分钟内油压差不能从0.11公斤力／厘米²上升到0.16公斤力／厘米²，则时间继电器常开触头SJⅡ释放，那么即使中间继电器的触头ZJⅡ闭合，也不能使交流接触器〔13〕吸合，故不会发生击穿性报警信号和切断油源。

参见图4和图5，本实施例中提供的装置是一个自容式低油压110－220千伏充油电缆漏油报警和灭火自锁装置。其中与图2和图3中相同的部件采用相同的数字标出，同时图4和图5中相同的部件也采用相同的数字标出。在图4中，只标出C相中部件的数字，A，B两相中的数字末标出，因为它们与C相中相应部件的数字相同，现以C相为例说明：现有三组压力油箱〔19〕（每组由数个50型直筒式压力油箱组成），每组压力油箱〔19〕的给油端安装一个油箱连接阀门〔17b〕，然后通过连接油管〔3〕与节流管〔16〕的D端相连，节流管〔16〕的E端又通过连接油管〔3〕与电磁阀〔14〕（22EHB10型）相连，再通过截流阀〔15〕与安装在高压终端瓷瓶〔1〕上的充油电缆〔2〕相连。节流管的F端通过连接油管〔3〕和连接阀〔4a〕、切断阀〔4c〕与压差变送器〔5〕（DBC－311型）的一端相连。差压变送器〔5〕内装一个弹性膜片盒（图中未画出）。差压变送器〔5〕的另一端又通过切断阀［4C］，连接阀［4a］及连接油管［3］再与另一相的压力油箱相连，并在各相的油箱连接阀［17a］处安装一个远程压力表［18］（量程范围0－4公斤力／厘米²）并通过动圈指示仪［6］（XCE104型）反应各组压力油箱［19］中的油压。

上述差压变送器［5］由环形夹安装在垂直或水平的管状支架或管道上，仪表垂直安装。为了防震，在夹环与管道间衬以橡皮或塑料。差压变送器［5］与压力油箱［19］之间的连接油管［3］的长度不超过50米，油管内径不得小于6毫米，差压变送器［5］与被测压力油箱［19］之间引入平衡调节阀，它由两个切断阀［4C］和一个平衡阀［4b］组成。三只差压变送器［5］的正负压容室通过切断阀［4C］，分别和AB相，BC相，CA相的压力油箱系统连接。然后打开平衡阀［4b］，松开进入差压变送器［5］正负压容室的接口螺牙和泄放螺钉，缓缓打开相应油箱的阀门［17a］［17b］，用电缆油赶净管道与容室里边的残余气泡，然后再拧紧泄放螺钉和接口螺牙，关闭平衡阀［4b］。

将从差压变送器［5］中的弹性膜片盒中的膜片的推移量变成电信号，通过电子放大线路后将电信号送入预报警指示仪D×BⅠ［7］，在合上分路开关K₁［32］后，时间继电器［8］的常开触头SJⅠ开始延时闭合，使预报警指示仪D×BⅠ［7］显示出两相电缆间的差压读值，当差压值达到预报警限定值g时，中间继电器［9］的常开触头ZJⅠ接通，使击穿性报警指示D×BⅡ［10］和时间继电器［12］的常开触头SJⅡ开始工作，对电缆油流速度进行测定，时间继电器［12］的触头SJⅡ的延时释放时间定为1分钟。当流速超过击穿性报警限定值h时，中间继电器［11］的常开触头ZJⅡ闭合，交流接触器［13］立即闭合，对电磁阀门［14］发出截流指令。

在上述电气原理图中还有一对供电线路的分路熔断器［20］，同时在分路上还通过变压器B1［26］与一个报警线路耦合，该变压器为220伏／6.3伏的交流变压器，在该报警线路上有二个报警停止关K₂［25］，K₃［33］，同时还有电源指示灯［21］和故障灯［23］，预报警信号的蜂鸣器［22］和击穿性报警信号的电铃［24］。在该分路上还有另一个变压器B2［27］与电磁阀整流电路耦合，线路有作为整流元件的二极管［28］和电解电容器［30］及电磁阀［14］和电磁阀电流表［29］，以及交流接触器［13］的触头JC及电磁阀检测开关K₄［35］。变压器B2［27］为220伏／24伏的交流变压器。

将上述装置中的各部件和线路安装完毕后，即可合上电源，在差压变送器［15］的负压管处适量放油以建立差值，这时预报警指示仪的指示针应有对应差值显示。然后打开平衡阀，使差压值复原，指针回零，再次关闭平衡阀，至此差压变送器系统进入工作状态。再将预报警指示仪和击穿性报警指示仪上的调节铝旗调节到报警限定值0.11公斤力／厘米²和0.16公斤力／厘米²上，并将时间继电器［12］的延时释放时间调到1分钟上，在A，B，C三相油路中进行工艺性漏油和击穿性漏油的调试，使之在符合本实施例中规定的报警值时发出报警信号和截流指令。在满足上述要求后重新打开平衡阀［4b］，使三相油压获得平衡，预报警指示仪的指示针回零，切断平衡阀［4b］，至此，该装置全部进入工作状态。

此外，本装置中使用的电源电压为工频220伏＋10％，该电源必须与被监视的电缆系统电源分开。该装置在本实施例中的使用油压范围为0.5至3公斤／厘米²，电磁阀在截止情况下的泄漏量不超过30毫升／分钟。

参见图6，这是本装置的实施例的开关控制箱上的部件的平面分布示意图。在机壳的左上角安放了一个蜂鸣器［22］，它可以在电缆相间压差超过预报警限定值时发出预报警信号；在右上角安放了一个电铃［24］，它可以在电缆中的流速超过限定值时发出击穿性报警信号。外壳上的其它仪表和开关分别按A，B，C，三相划分，每相一组。现仅标出C相各部件的数字，A，B两相中的数字未标出，因它们与C相中相应部件的数字相同，现以C相为例说明：第一排为电源指示灯，其中指示灯Ⅰ［21］为电源正常工作状态时的指示灯；指示灯Ⅱ［23］为电源故障时的指示灯。第二排为电磁阀电流表［29］，从该表上的指针可以看出电磁阀的工作是否正常。第三排为时间继电器［12］的显示表。第四排为远程压力表指示仪［6］，可以显示远程压表［18］的读数。第五排为预报警指示仪［7］，从中可以看出相间压力差，根据线路的不同情况可以调整压差限定值。第六排为击穿报警指示仪［10］，将它和上述时间继电器［12］结合起来可构成一个流速测定部件，根据线路的不同情况调整流速限定值。第七排为开关Ⅰ［32］为该装置的各相供电线路的分路开关，开关Ⅱ［25］为蜂鸣器［22］的报警停止开关，开关Ⅲ［33］为电铃［24］的报警停止开关，开关Ⅳ［35］为电磁阀检测开关。

上述各仪表和开关的排列和分布可以根据生产和使用需要进行调整，还可对上述部件作必要的增减。至于各个仪表和开关的电气连结可以根据结构和电气原理图自行设计，这部分内容也已为本专业内的普通技术人员所熟知，在此就不另作介绍。

参见图7，在采用本装置时最好将充油电缆作波浪形敷设，以便在发生击穿性喷油和切断油路后，从电缆油道中流出的剩余油控制在最低限度。当电缆在水平面敷设时，如图7a所示。当电缆在斜坡上敷设时，如图7b所示。

一根敷设在隧道中的充油电缆［2］，其二端的高压终端［1］分别与压力油箱相连，隧道中埋有电缆安放墩［34］，每墩相距2米，以高低相间排列，高低墩之间的高度差至少为电缆本身直径的1倍。

Claims (13)

1、一种用于单芯充油电缆的漏油报警和灭火自锁装置，包括一只开关控制箱和三只差压变送器[5]，每只差压变送器[5]有正压、负压管各一根，分别与位于AB相、BC相、CA相终端的压力油箱[19]相连、压力油箱[19]又通过漏油停止部件和截流阀[15]与三相充油电缆[2]相连，差压变送器[5]中的位移信号通过开关控制箱内的信号转换和放大电路与开关控制箱面板上的报警指示仪相连，并显示出相间差压值读数，当相间压差超过报警限定值时，开关控制箱面板上的报警器发出报警信号，同时开关控制箱给漏油停止部件一个截流信号，本发明的特征在于在上述每只差压变送器前再增设一个节流管[16]，通过连接油管[3]将节流管的D端与压力油箱相连，E端与漏油停止部件相连，F端与差压变送器相连。

2、据权利要求1所述的装置，其特征在于，上述报警指示仪由预报警指示仪［7］和击穿性报警指示仪［10］两部分组成，上述报警器预报警器由和击穿性报警器二部分组成；从差压变送器［5］来的相间差压信号先输入到预报警指示仪［7］，当相间压差值超过预报警限定值、预报警器发出报警信号、但开关控制箱不给漏油停止部件发出截流信号，而击穿性报警指示仪［10］上的指示针开始动作。

3、据权利要求2所述的装置，其特征在于，上述预报警器为一只蜂鸣器［22］，上述击穿性报警器为一只电铃［24］。

4、据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，上述开关控控制箱还包括一个时间继电器［12］，并通过交流接触器［13］和中间继电器［9］、［11］与上述的击穿性报警指示仪［10］构成一个电缆油流速测定部件，当流速超过击穿性报警限定值时，击穿性报警器发生信号，同时给漏油停止部件发出一个截流信号。

5、据权利要求4所述的装置，其特征在于，上述的漏油停止部件是一个位于截流阀［15］前的电磁阀［14］，电磁阀接到截流信号后即自动关闭电磁阀门。

6、根据利要求5所述的装置，其特征在于，当电缆油流速超过击穿性报警限定值时，在上述开关控制箱中来自于流速测定部件的截止信号是通过一个中间继电器［11］和一个交流接触器［13］输入到电磁阀［14］中。

7、据权利要求6中所述的装置，其特征在于，在上述开关控制箱面板上还有三只电磁阀电流表［29］和三只电磁阀检测开关Ⅳ［35］。

8、据权利要求7中所述的装置，其特征在于，在上述开关控制箱面板上还有三只电源故障灯［23］，三只各相供电线路的分路开关Ⅰ［32］，三只预报警停止开关Ⅱ［25］，三只击穿性报警停止开关Ⅲ［33］。

9、据权利要求1或2或3或5或6或7或8中所述的装置，其特征在于，在上述差压变送器［5］和压力油箱［19］之间引入平衡调节阀，它是由二个切断阀［4C］和一个平衡阀［4b］组成

10、据权利要求4所述的装置，其特征在于，在上述各个差压变送器［5］和压力油箱［19］之间引入平衡调节阀，它是由二个切断阀［4C］和一个平衡［4b］组成。

11、据权利要求1或2或3或5或6或7或8或10中所述的装置，其特征在于，在上述压力油箱［19］上各有一个远程压力表［18］，在开关控制箱面板上有三个显示其读数的远程压力指示仪［6］。

12、据权利要求4所述的装置，其特征在于，在上述压力油箱［19］上各有一个远程压力表［18］，在开关控制箱上有三个显示其读数的远程压力指示仪［6］。

13、据权利要求9中所述的装置，其特征在于，在上述压力箱［19］上各有一个远程压力表［18］，在开关控制箱上有三个显示其读数的远程压力指示仪［6］。

Images