一種全新的干式復(fù)合絕緣高壓套管組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種全新的干式復(fù)合絕緣高壓套管組件，其包括：干式復(fù)合絕緣高壓套管主體和傳感器子組件；所述干式復(fù)合絕緣高壓套管主體包括：導(dǎo)體，環(huán)繞導(dǎo)體的絕緣套筒，位于絕緣套筒外表面的法蘭，以及第一、第二和第三半導(dǎo)體釉帶部，第一和第二非半導(dǎo)體釉帶部，第一和第二環(huán)形肋部；所述傳感器子組件包括：傳感器，光纖網(wǎng)絡(luò)和控制單元，所述光纖網(wǎng)絡(luò)一端耦接所述傳感器，另一端耦接控制單元。本發(fā)明的有益效果在于局放水平大幅下降，克服了電磁型傳感器易受干擾的缺陷，提高了在線監(jiān)測(cè)的精度，降低了維護(hù)成本。
【專利說(shuō)明】
一種全新的干式復(fù)合絕緣高壓套管組件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及高壓絕緣設(shè)備領(lǐng)域，更具體地，涉及一種全新的干式復(fù)合絕緣高壓套管組件。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓套管是電力系統(tǒng)中高壓線路穿越墻壁、設(shè)備殼體，設(shè)備之間聯(lián)接或設(shè)備接地時(shí)承擔(dān)載流與絕緣作用的設(shè)備原件，其應(yīng)用十分廣泛，按用途分為變壓器套管、穿墻套管、GIS出線套管、變壓器與充油設(shè)備連接用油/油套管、變壓器與GIS連接用油/SF6套管等?，F(xiàn)有技術(shù)中，在電廠中，套管是重要的元件。套管的絕緣失效表現(xiàn)為套管損壞和與之相連接的設(shè)備損壞。在某些情況下，套管中的介電失效導(dǎo)致高壓設(shè)備的全部損壞，對(duì)高壓設(shè)備附近的人員造成巨大的安全威脅。高壓設(shè)備絕緣的局放是介電常數(shù)劣化的表征，并且其評(píng)估能夠?yàn)樵O(shè)備和電力系統(tǒng)產(chǎn)生重要的影響。因此，高壓系統(tǒng)中的局放評(píng)估是輔助完成高壓設(shè)備預(yù)防性維護(hù)的預(yù)警性工具。然而，包含高架輸電線路和變電站的高壓能源系統(tǒng)一般被認(rèn)為是復(fù)雜的電磁環(huán)境，因此其控制元件，傳感器和傳輸介質(zhì)必須能夠免疫高壓感應(yīng)，無(wú)線電干擾，閃電，電磁脈沖，并且還不能夠有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。目前，能夠滿足這些設(shè)計(jì)要求的系統(tǒng)通常結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高昂，可靠性隨時(shí)間下降速度持續(xù)加快。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003](I)要解決的技術(shù)問題
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的在于，提供一種全新的干式復(fù)合絕緣高壓套管組件，其能夠減小套管主體的局放水平，并能夠免疫高壓感應(yīng)，無(wú)線電干擾，閃電，電磁脈沖，無(wú)爆炸風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本效益明顯。
[0005](2)技術(shù)方案
[0006]本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)。
[0007]—種全新的干式復(fù)合絕緣高壓套管組件，其包括:干式復(fù)合絕緣高壓套管主體和傳感器子組件;所述干式復(fù)合絕緣高壓套管主體包括:導(dǎo)體，環(huán)繞導(dǎo)體的絕緣套筒，位于絕緣套筒外表面的法蘭，以及第一半導(dǎo)體釉帶部，其位于絕緣套筒的外表面上，與絕緣套筒的第一端部隔開，該第一半導(dǎo)體釉帶部包括具有不同電阻率的多個(gè)半導(dǎo)體釉子帶部;第二半導(dǎo)體釉帶部，其位于絕緣套筒的外表面上，與第一半導(dǎo)體釉帶部相反的一側(cè)，與絕緣套筒的第二端部隔開，該第二半導(dǎo)體釉帶部包括具有不同電阻率的多個(gè)半導(dǎo)體釉子帶部;第三半導(dǎo)體釉帶部，其位于絕緣套筒的內(nèi)壁;第一非半導(dǎo)體釉帶部，其位于至第一半導(dǎo)體釉帶部與導(dǎo)體伸出絕緣套筒第一端部的露出部之間；第二非半導(dǎo)體釉帶部，其位于至第二半導(dǎo)體釉帶部與導(dǎo)體伸出絕緣套筒第二端部的露出部之間；第一環(huán)形肋部，其位于第一半導(dǎo)體釉帶部與第一非半導(dǎo)體釉帶部之間；第二環(huán)形肋部，其位于第二半導(dǎo)體釉帶部與第二非半導(dǎo)體釉帶部之間；所述傳感器子組件包括:傳感器，光纖網(wǎng)絡(luò)和控制單元，所述光纖網(wǎng)絡(luò)一端耦接所述傳感器，另一端耦接控制單元。
[0008]優(yōu)選地，傳感器包括天線和放大器電路，所述天線環(huán)繞在所述第一環(huán)形肋部的凹槽內(nèi)，并與放大器電路的一端相連接，放大器電路與光纖網(wǎng)絡(luò)的供能光纖相耦接，并由供能光纖供能，放大器電路還與光纖網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)光纖相耦接，用來(lái)將所述天線俘獲的局放信號(hào)發(fā)送至控制單元。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述放大器電路包括光電變換器和發(fā)光二極管，光電變換器與供能光纖相耦接，用于將光能轉(zhuǎn)換為電能;發(fā)光二極管與信號(hào)光纖相耦接，用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述天線頻率帶寬匹配局放發(fā)射頻率范圍，使用30MHz至300MHz赫茲的甚高頻范圍。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述控制單元與電網(wǎng)管理的調(diào)度系統(tǒng)相連接，所述控制單元包括在線運(yùn)算部件，其在線判斷干式復(fù)合絕緣高壓套管的劣化程度，并向電網(wǎng)管理的調(diào)度系統(tǒng)發(fā)送報(bào)警信息。
[0012]優(yōu)選地，所述絕緣套筒包括襯底部，其由高強(qiáng)度氧化鋁瓷制成;所述干式復(fù)合絕緣高壓套管主體進(jìn)一步包括導(dǎo)電膠和熱絕緣環(huán)氧玻璃粘接材料，所述導(dǎo)電膠將法蘭連接至第一半導(dǎo)體釉帶部，所述熱絕緣環(huán)氧玻璃粘接材料填充在襯底部與法蘭的基部之間的空間內(nèi)。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選地，其中第一半導(dǎo)體釉帶部的多個(gè)半導(dǎo)體釉子帶部的數(shù)量為兩個(gè)和/或第二半導(dǎo)體釉帶部的多個(gè)半導(dǎo)體釉子帶部的數(shù)量為兩個(gè)。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)選地，其中第三半導(dǎo)體釉帶部從絕緣套筒的第一端部向絕緣套筒的第二端部延伸。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選地，第一半導(dǎo)體釉帶部的多個(gè)半導(dǎo)體釉子帶部的電阻率沿自法蘭朝絕緣套筒第一端部的方向增大;第二半導(dǎo)體釉帶部的多個(gè)半導(dǎo)體釉子帶部的電阻率沿自法蘭朝絕緣套筒第二端部的方向增大。
[0016](3)有益效果
[0017]本發(fā)明的有益效果在于:
[0018]1.由于本發(fā)明采用了不用電阻率的材料包覆絕緣套筒的外層，使得套管主體的絕緣套筒的局放水平得以大幅下降，有利于提高套管的整體壽命，降低使用成本；
[0019]2.使用由光纖供電的傳感器子組件，克服了電磁型傳感器易受干擾的缺陷，并且使用頻率范圍大，適用性強(qiáng)，并且通過使用放大電路使得傳感器的靈敏度有了明顯改善，提高了在線監(jiān)測(cè)的精度。
[0020]3.在組件中嵌入了專家模塊，能夠在線直接判斷套管組件的老化程度，減少了預(yù)防性維護(hù)的次數(shù)，降低了維護(hù)成本，并且可以預(yù)測(cè)套管失效的時(shí)間，便于制定精確的維護(hù)計(jì)劃。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)成的一種全新的干式復(fù)合絕緣高壓套管組件的透視圖；
[0022]圖2是依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)成的一種全新的干式復(fù)合絕緣高壓套管組件的側(cè)視圖；
[0023]圖3是是依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)成的一種全新的干式復(fù)合絕緣高壓套管組件的傳感器子組件的示意圖。
[0024]圖中:1-干式復(fù)合絕緣高壓套管主體;2-第一端部;3-第二端部；10-導(dǎo)體;20-絕緣套筒;21-第一環(huán)形肋部;24-第二環(huán)形肋部;25-第一非半導(dǎo)體釉帶部;26-第二非半導(dǎo)體釉帶部；27-襯底部；28-凸出部；30-法蘭；31-基部；32-延伸部；33-孔;40-導(dǎo)電膠；50-輪環(huán)；51-間隔部;52-熱絕緣環(huán)氧玻璃粘接材料;61-第一半導(dǎo)體釉帶部;62-第二半導(dǎo)體釉帶部；63-第一半導(dǎo)體釉子帶部;64-第二半導(dǎo)體釉子帶部;65-第三半導(dǎo)體釉子帶部;66-第四半導(dǎo)體釉子帶部;71-供能光纖;72-天線;73-信號(hào)光纖;74-發(fā)光二極管。
【具體實(shí)施方式】
[0025]在下文中，將參考附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)地描述，依照這些詳細(xì)的描述，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員能夠清楚地理解本發(fā)明，并能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。在不違背本發(fā)明原理的情況下，各個(gè)不同的實(shí)施例中的特征可以進(jìn)行組合以獲得新的實(shí)施方式，或者替代某些實(shí)施例中的某些特征，獲得其它優(yōu)選的實(shí)施方式。
[0026]參考圖1和2，示出了一種全新的干式復(fù)合絕緣高壓套管組件，其包括:干式復(fù)合絕緣高壓套管主體I和傳感器子組件。
[0027]所述干式復(fù)合絕緣高壓套管主體I包括:導(dǎo)體10，環(huán)繞導(dǎo)體10的絕緣套筒20，位于絕緣套筒20外表面的法蘭30，第一半導(dǎo)體釉帶部61，第二半導(dǎo)體釉帶部62，第三半導(dǎo)體釉帶部，第一非半導(dǎo)體釉帶部25，第二非半導(dǎo)體釉帶部26，第一環(huán)形肋部21，第二環(huán)形肋部24。
[0028]絕緣套筒20具有第一端部2和第二端部3。所述絕緣套筒20包括襯底部27，其由高強(qiáng)度氧化鋁瓷制成。襯底27包括凸出部28，用來(lái)相對(duì)于襯底部27保持法蘭30的位置。輪環(huán)50位于襯底部27內(nèi)部，用來(lái)將導(dǎo)體10安裝在絕緣套筒20內(nèi)部。輪環(huán)50由導(dǎo)體材料制成，譬如由不銹鋼制成。間隔部51位于絕緣套筒20的端部處。
[0029]法蘭30由不銹鋼之類的非磁性材料制成，其安裝至一固定面，使得干式復(fù)合絕緣高壓套管主體I的一端位于固定面的一側(cè)，另一端位于固定面的另一側(cè)。法蘭30包括基部31，延伸部32和孔33。基部31呈圓柱形或者錐形，并且平行于絕緣套筒20;延伸部32從基部31延伸，并且呈盤形;孔33至少為六個(gè)，用來(lái)將所述干式復(fù)合絕緣高壓套管主體I安裝至一固定面。
[0030]第一半導(dǎo)體釉帶部61位于絕緣套筒20的外表面上，與絕緣套筒20的第一端部2隔開，該第一半導(dǎo)體釉帶部61包括具有不同電阻率的第一半導(dǎo)體釉子帶部63和第二半導(dǎo)體釉子帶部64。第一半導(dǎo)體釉子帶部63的電阻率大于第二半導(dǎo)體釉子帶部64的電阻率。類似于第一半導(dǎo)體釉帶部61，第二半導(dǎo)體釉帶部62位于絕緣套筒20的外表面上，與第一半導(dǎo)體釉帶部61相反的一側(cè)，與絕緣套筒20的第二端部3隔開，該第二半導(dǎo)體釉帶部62包括具有不同電阻率的第三半導(dǎo)體釉子帶部65和第四半導(dǎo)體釉子帶部66。第三半導(dǎo)體釉子帶部65的電阻率大于第四半導(dǎo)體釉子帶部66的電阻率。第三半導(dǎo)體釉帶部位于絕緣套筒20的內(nèi)壁，從絕緣套筒20的第一端部2向絕緣套筒的第二端部3延伸。
[0031]盡管圖1只示出了第一半導(dǎo)體釉子帶部63和第二半導(dǎo)體釉子帶部64，第三半導(dǎo)體釉子帶部65和第四半導(dǎo)體釉子帶部66，實(shí)際上可以使用多于兩個(gè)的子帶。
[0032]第一非半導(dǎo)體釉帶部25位于至第一半導(dǎo)體釉帶部61與導(dǎo)體10伸出絕緣套筒20第一端部2的露出部之間。第二非半導(dǎo)體釉帶部26，其位于至第二半導(dǎo)體釉帶部62與導(dǎo)體10伸出絕緣套筒20第二端部3的露出部之間。
[0033]第一環(huán)形肋部21位于第一半導(dǎo)體釉帶部61與第一非半導(dǎo)體釉帶部25之間。第二環(huán)形肋部24位于第二半導(dǎo)體釉帶部62與第二非半導(dǎo)體釉帶部26之間。
[0034]所述干式復(fù)合絕緣高壓套管主體I進(jìn)一步包括導(dǎo)電膠40和熱絕緣環(huán)氧玻璃粘接材料52，所述導(dǎo)電膠40施加在法蘭靠近半導(dǎo)體釉帶部61和62的法蘭30的端部處，導(dǎo)電膠40將法蘭30連接至第一半導(dǎo)體釉帶部61，所述熱絕緣環(huán)氧玻璃粘接材料52填充在襯底部27與法蘭30的基部31之間的空間內(nèi)，法蘭30通過熱絕緣環(huán)氧玻璃粘接材料52安裝至襯底部27。
[0035]所述傳感器子組件包括:傳感器，光纖網(wǎng)絡(luò)和控制單元，所述光纖網(wǎng)絡(luò)一端耦接所述傳感器，另一端耦接控制單元。
[0036]參考圖1和3，傳感器包括天線72和放大器電路，所述天線72環(huán)繞在所述第一環(huán)形肋部21的凹槽內(nèi)，并與放大器電路的一端相連接，放大器電路與光纖網(wǎng)絡(luò)的供能光纖71相耦接，并由供能光纖供能，放大器電路還與光纖網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)光纖73相耦接，用來(lái)將所述天線72俘獲的局放信號(hào)發(fā)送至控制單元。
[0037]所述放大器電路包括光電變換器PV和發(fā)光二極管74，光電變換器PV與供能光纖71相耦接，用于將光能轉(zhuǎn)換為電能。發(fā)光二極管74與信號(hào)光纖73相耦接，用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。
[0038]所述天線72頻率帶寬匹配局放發(fā)射頻率范圍，使用30MHz至300MHz赫茲的甚高頻范圍。
[0039]所述控制單元與電網(wǎng)管理的調(diào)度系統(tǒng)相連接，所述控制單元包括在線運(yùn)算部件，其在線判斷干式復(fù)合絕緣高壓套管的劣化程度，并向電網(wǎng)管理的調(diào)度系統(tǒng)發(fā)送報(bào)警信息。
[0040]本發(fā)明的有益效果在于:由于本發(fā)明采用了不用電阻率的材料包覆絕緣套筒的外層，使得套管主體的絕緣套筒的局放水平得以大幅下降，有利于提高套管的整體壽命，降低使用成本;使用由光纖供電的傳感器子組件，克服了電磁型傳感器易受干擾的缺陷，并且使用頻率范圍大，適用性強(qiáng)，并且通過使用放大電路使得傳感器的靈敏度有了明顯改善，提高了在線監(jiān)測(cè)的精度;在組件中嵌入了專家模塊，能夠在線直接判斷套管組件的老化程度，減少了預(yù)防性維護(hù)的次數(shù)，降低了維護(hù)成本，并且可以預(yù)測(cè)套管失效的時(shí)間，便于制定精確的維護(hù)計(jì)劃。
[0041]盡管在上文中參考特定的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明公開的原理和范圍內(nèi)，可以針對(duì)本發(fā)明公開的配置和細(xì)節(jié)做出許多修改。本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求來(lái)確定，并且權(quán)利要求意在涵蓋權(quán)利要求中技術(shù)特征的等同物文字意義或范圍所包括的全部修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種全新的干式復(fù)合絕緣高壓套管組件，其包括:干式復(fù)合絕緣高壓套管主體(I)和傳感器子組件； 其特征在于， 所述干式復(fù)合絕緣高壓套管主體(I)包括:導(dǎo)體(10)，環(huán)繞導(dǎo)體(10)的絕緣套筒(20)，位于絕緣套筒(20)外表面的法蘭(30)，以及 第一半導(dǎo)體釉帶部(61)，其位于絕緣套筒(20)的外表面上，與絕緣套筒(20)的第一端部(2)隔開，該第一半導(dǎo)體釉帶部(61)包括具有不同電阻率的多個(gè)半導(dǎo)體釉子帶部(63，64); 第二半導(dǎo)體釉帶部(62)，其位于絕緣套筒(20)的外表面上，與第一半導(dǎo)體釉帶部(61)相反的一側(cè)，與絕緣套筒(20)的第二端部(3)隔開，該第二半導(dǎo)體釉帶部(62)包括具有不同電阻率的多個(gè)半導(dǎo)體釉子帶部(65，66); 第三半導(dǎo)體釉帶部，其位于絕緣套筒(20)的內(nèi)壁； 第一非半導(dǎo)體釉帶部(25)，其位于至第一半導(dǎo)體釉帶部(61)與導(dǎo)體(10)伸出絕緣套筒(20)第一端部(2)的露出部之間； 第二非半導(dǎo)體釉帶部(26)，其位于至第二半導(dǎo)體釉帶部(62)與導(dǎo)體(10)伸出絕緣套筒(20)第二端部(3)的露出部之間； 第一環(huán)形肋部(21)，其位于第一半導(dǎo)體釉帶部(61)與第一非半導(dǎo)體釉帶部(25)之間； 第二環(huán)形肋部(24)，其位于第二半導(dǎo)體釉帶部(62)與第二非半導(dǎo)體釉帶部(26)之間； 所述傳感器子組件包括:傳感器，光纖網(wǎng)絡(luò)(71，73)和控制單元，所述光纖網(wǎng)絡(luò)(71，73)一端耦接所述傳感器，另一端耦接控制單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1的干式復(fù)合絕緣高壓套管組件，其特征在于，傳感器包括天線(72)和放大器電路，所述天線(72)環(huán)繞在所述第一環(huán)形肋部(21)的凹槽內(nèi)，并與放大器電路的一端相連接，放大器電路與光纖網(wǎng)絡(luò)的供能光纖(71)相耦接，并由供能光纖供能，放大器電路還與光纖網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)光纖(73)相耦接，用來(lái)將所述天線(72)俘獲的局放信號(hào)發(fā)送至控制單J L ο3.根據(jù)權(quán)利要求2的干式復(fù)合絕緣高壓套管組件，其特征在于，所述放大器電路包括光電變換器(PV)和發(fā)光二極管(74)，光電變換器(PV)與供能光纖(71)相耦接，用于將光能轉(zhuǎn)換為電能;發(fā)光二極管(74)與信號(hào)光纖(73)相耦接，用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。4.根據(jù)權(quán)利要求3的干式復(fù)合絕緣高壓套管組件，其特征在于，所述天線(72)頻率帶寬匹配局放發(fā)射頻率范圍，使用30MHz至300MHz赫茲的甚高頻范圍。5.根據(jù)權(quán)利要求1的干式復(fù)合絕緣高壓套管組件，其特征在于，所述控制單元與電網(wǎng)管理的調(diào)度系統(tǒng)相連接，所述控制單元包括在線運(yùn)算部件，其在線判斷干式復(fù)合絕緣高壓套管的劣化程度，并向電網(wǎng)管理的調(diào)度系統(tǒng)發(fā)送報(bào)警信息。6.根據(jù)權(quán)利要求1的干式復(fù)合絕緣高壓套管組件，其特征在于，所述絕緣套筒(20)包括襯底部(27)，其由高強(qiáng)度氧化鋁瓷制成;所述干式復(fù)合絕緣高壓套管主體(I)進(jìn)一步包括導(dǎo)電膠(40)和熱絕緣環(huán)氧玻璃粘接材料(52)，所述導(dǎo)電膠(40)將法蘭(30)連接至第一半導(dǎo)體釉帶部(61)，所述熱絕緣環(huán)氧玻璃粘接材料(52)填充在襯底部(27)與法蘭(30)的基部(31)之間的空間內(nèi)。7.根據(jù)權(quán)利要求1的干式復(fù)合絕緣高壓套管組件，其特征在于，其中第一半導(dǎo)體釉帶部(61)的多個(gè)半導(dǎo)體釉子帶部的數(shù)量為兩個(gè)和/或第二半導(dǎo)體釉帶部(62)的多個(gè)半導(dǎo)體釉子帶部的數(shù)量為兩個(gè)。8.根據(jù)權(quán)利要求1的干式復(fù)合絕緣高壓套管組件，其特征在于，其中第三半導(dǎo)體釉帶部從絕緣套筒(20)的第一端部(2)向絕緣套筒的第二端部(3)延伸。9.根據(jù)權(quán)利要求1的干式復(fù)合絕緣高壓套管組件，其特征在于，第一半導(dǎo)體釉帶部(61)的多個(gè)半導(dǎo)體釉子帶部的電阻率沿自法蘭朝絕緣套筒(20)第一端部(2)的方向增大。10.根據(jù)權(quán)利要求1的干式復(fù)合絕緣高壓套管組件，其特征在于，第二半導(dǎo)體釉帶部(62)的多個(gè)半導(dǎo)體釉子帶部的電阻率沿自法蘭朝絕緣套筒(20)第二端部(3)的方向增大。
【文檔編號(hào)】H01B7/17GK106098195SQ201610443152
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月20日
【發(fā)明人】安澤慶, 張藝瀟
【申請(qǐng)人】山東錦安電氣有限公司