套管末屏电流及电压监测装置
技术领域
本实用新型涉及套管监测技术领域,具体而言,涉及一种套管末屏电流及电压监测装置。
背景技术
高压电容式套管由导电杆、电容层、外绝缘护套、连接法兰、外部均压环等构成,通过在绝缘内部将铝箔和绝缘纸交替卷制成多层电容芯体,使导电杆与连接法兰之间的径向和轴向电场均匀分布。在套管带电运行时,套管末屏(电容芯体的最外层铝箔极板)必须与大地进行等电位连接。具体结构参见图1,末屏防护罩1'与末屏端子底座3'相连接,末屏接地导杆2'部分置于末屏防护罩1'内,并且,套管末屏引线与末屏防护罩1'连接后接地。然而,套管在运行中需要承受高电压、大电流、机械应力及其他各种环境应力,套管在设计及制造过程中的缺陷将在运行中不断放大,容易导致套管性能下降甚至出现故障。因此,对套管运行状态进行在线监测是实现套管故障预警并提前采取应对措施的有效手段。
一般而言,对套管的监测主要通过测量套管承受的电压和套管末屏泄漏电流波形数据,通过一定的算法计算套管的主电容和介质损耗因数,根据电容量和介质损耗因数的变化来判断套管绝缘状态。因此,对套管末屏电流和运行电压信号的采集是开展套管绝缘状态监测的基础。通常情况下,套管运行电压通过与套管高压端直接连接的电压互感器测量,而套管末屏泄漏电流则必须从套管末屏测量端子处获取。
参见图2,末屏接地导杆2'与延长导杆4'相连接,延长导杆4'穿设末屏防护罩1'后与末屏引出线5'相连接,末屏引出线5'穿设电流传感器6'后接地,通过电流传感器6'获取套管末屏泄漏电流信号。虽然,电流传感器6'能够测量到套管末屏泄露电流,但改变了原有套管末屏直接、可靠的接地方式,增加了末屏接地断开的风险。同时,由于末屏引出线5'的长度较长,套管末屏接地的阻抗增大,在过电压时增加了套管末屏处的电位抬升导致套管末屏损坏的风险。
实用新型内容
鉴于此,本实用新型提出了一种套管末屏电流及电压监测装置,旨在解决现有技术中的末屏引出线穿设置于末屏防护罩外部的电流传感器后再接地易导致末屏接地断开且易损坏的问题。
本实用新型提出了一种套管末屏电流及电压监测装置,该装置包括:屏蔽罩、电流传感器、电压检测装置和延长导杆;其中,屏蔽罩为内部中空结构且一端开口另一端封闭,屏蔽罩的开口端用于与末屏端子底座可拆卸连接;电流传感器、电压检测装置和延长导杆均设置于屏蔽罩内,延长导杆的第一端用于与末屏接地导杆相连接,延长导杆穿设于电流传感器,延长导杆的第二端与电压检测装置的输入端相连接;电压检测装置的接地端与屏蔽罩相连接;电流传感器的引出线与电压检测装置的引出线均穿设于屏蔽罩且用于与数据采集装置相连接。
进一步地,上述套管末屏电流及电压监测装置还包括:第一绝缘套;其中,第一绝缘套套设于延长导杆的外部。
进一步地,上述套管末屏电流及电压监测装置中,电压检测装置的接地端设置有接地端子,接地端子与屏蔽罩相连接。
进一步地,上述套管末屏电流及电压监测装置还包括:航空插头;其中,屏蔽罩开设有穿设孔,航空插头设置于穿设孔内,电流传感器的引出线与电压检测装置的引出线均通过航空插头与数据采集装置相连接。
进一步地,上述套管末屏电流及电压监测装置还包括:连接机构;其中,连接机构设置于屏蔽罩内且置于末屏接地导杆与延长导杆之间,用于使末屏接地导杆与延长导杆之间稳定接触,并传递电流。
进一步地,上述套管末屏电流及电压监测装置中,连接机构包括:均置于屏蔽罩内的导电弹簧和两个导电压板;其中,导电弹簧的两端分别与两个导电压板一一对应地连接,其中一个导电压板与末屏接地导杆相连接,另一个导电压板与延长导杆相连接。
进一步地,上述套管末屏电流及电压监测装置还包括:第二绝缘套;其中,第二绝缘套设置于屏蔽罩内;连接机构设置于第二绝缘套内。
进一步地,上述套管末屏电流及电压监测装置还包括:环形的限位件;其中,限位件设置于屏蔽罩内且靠近屏蔽罩的开口端,用于对连接机构进行限位。
进一步地,上述套管末屏电流及电压监测装置中,屏蔽罩包括:端盖、圆柱状的罩体和设置于罩体内的环形的定位件;其中,罩体的第一端与末屏端子底座可拆卸连接,罩体的第二端与端盖可拆卸连接;定位件的第一端与端盖相连接,定位件的第二端向末屏端子底座处延伸且与电流传感器相接触,以对电流传感器进行限位;电压检测装置设置于定位件的内部。
进一步地,上述套管末屏电流及电压监测装置中,屏蔽罩还包括:分隔板;其中,分隔板设置于罩体内以将罩体的内部空间分隔为两个腔室;连接机构设置于靠近罩体的第一端处的腔室内,电流传感器和电压检测装置均设置于另一个腔室内;分隔板开设有开孔,延长导杆穿设于开孔,并且,延长导杆的第一端外伸至靠近罩体的第一端处的腔室内,延长导杆的第二端外伸至另一个腔室内。
本实用新型中,电流传感器和电压检测装置均设置于屏蔽罩内,电流传感器检测套管末屏泄露的电流信号,电压检测装置检测套管末屏的电压,能够实现对套管末屏电流和套管电压的采集,便于监测套管的绝缘状态,并且,能够有效地保证套管末屏直接、可靠地接地,避免末屏接地断开,电流传感器的引出线与电压检测装置的引出线直接与数据采集装置相连接,能够有效地减少引出线的长度,避免了传统套管末屏接地引线较长带来的接地阻抗增大的问题,进而避免了末屏的损坏,同时,能够保证套管末屏的密封性能,避免套管末屏受潮,解决了现有技术中的末屏引出线穿设置于末屏防护罩外部的电流传感器后再接地易导致末屏接地断开且易损坏的问题。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1为现有的套管末屏接地装置的结构示意图;
图2为现有的套管末屏电流测量装置的结构示意图;
图3为本实用新型实施例提供的套管末屏电流及电压监测装置的结构示意图;
图4为本实用新型实施例提供的套管末屏电流及电压监测装置的又一结构示意图;
图5为本实用新型实施例提供的套管末屏电流及电压监测装置中,电压检测装置的电气原理图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
参见图3,图3为本实用新型实施例提供的套管末屏电流及电压监测装置的结构示意图。如图所示,套管末屏电流及电压监测装置包括:屏蔽罩1、电流传感器2、电压检测装置3和延长导杆4。其中,屏蔽罩1呈圆柱状且为内部中空的结构,屏蔽罩1的一端为开口端另一端为封闭端。屏蔽罩1的开口端(图3所示的左端)用于与末屏端子底座5可拆卸连接,具体地,屏蔽罩1的开口端与末屏端子底座5之间为螺纹连接或者法兰连接。当然,也可以为其他可拆卸连接方式,本实施例对此不做任何限制。
具体实施时,屏蔽罩1的开口端与末屏端子底座5之间可以设置有密封圈,以提高套管末屏的密封性能,实现套管末屏的防雨防潮。
电流传感器2、电压检测装置3和延长导杆4均设置于屏蔽罩1内,延长导杆4的第一端(图3所示的左端)用于与末屏接地导杆6相连接,延长导杆4穿设于电流传感器2,延长导杆4的第二端(图3所示的右端)与电压检测装置3的输入端相连接。具体地,延长导杆4的第一端与末屏接地导杆6可拆卸连接,更为具体地,延长导杆4的第一端与末屏接地导杆6之间为螺纹连接。电流传感器2为穿心式且呈圆环状,延长导杆4穿设于电流传感器2的内部,电流传感器2的外壁可以与屏蔽罩1的内壁相连接。电压检测装置3横设于屏蔽罩1内,并且,电压检测装置3置于电流传感器2与屏蔽罩1的封闭端(图3所示的右端)之间。
电压检测装置3可以与屏蔽罩1的内壁相连接,优选的,电压检测装置3与屏蔽罩1之间为螺纹连接。
延长导杆4的第二端与电压检测装置3的输入端为可拆卸连接,优选的,延长导杆4的第二端与电压检测装置3的输入端为螺纹连接。具体实施时,电压检测装置3的输入端可以为设置于电压检测装置3中心的螺母,延长导杆4的第二端与螺母相螺接,并且,螺母丝套较长,能够起到固定和电连接的作用。
具体实施时,参见图5,电压检测装置3可以包括:分压电容、放电电阻R1和压敏电阻R2。分压电容由CTL,C1,C2,C3并联形成,分压电容与套管主电容CTH串联共同构成电容分压器,通过测量分压电容两端的电压和标定的分压比可以监测套管的运行电压。放电电阻R1为电容提供放电回路,压敏电阻R2用于套管末屏开路保护。图5中CT为电流传感器。
具体实施时,构成电压检测装置3的电路元件可集成于一块电路板上。由于电阻、电容元件均为并联结构,因此,可将所有元件的输入端并联作为整个电压检测装置3的输入端。所有元件的另一端并联后接地,同时在电压检测装置3上设置接地端。
电压检测装置3的接地端与屏蔽罩1相连接,具体地,电压检测装置3的接地端设置有接地端子9,接地端子9与屏蔽罩1相连接。
具体实施时,屏蔽罩1整体接地,并且,屏蔽罩1整体接地的连接方式可以参考现有技术中的接地方式,本实施例在此不再赘述。具体实施时,末屏接地导杆6的外部套设有末屏绝缘套7。
电流传感器2的引出线与电压检测装置3的引出线均穿设于屏蔽罩1,并且,电流传感器2的引出线与电压检测装置3的引出线均用于与数据采集装置11相连接。具体地,屏蔽罩1开设有穿设孔,电流传感器2的引出线与电压检测装置3的引出线均穿设于穿设孔后与数据采集装置11相连接。更为具体地,穿设孔开设于屏蔽罩1的封闭端。
运行时,套管末屏电流穿过电流传感器2并输入到电压检测装置3,最终与屏蔽罩1连接并与大地连通,实现了套管末屏电流、电压检测和末屏接地一体化。
具体实施时,屏蔽罩1由导电金属制成,屏蔽罩1对电流传感器2和电压检测装置3进行电磁屏蔽,具有良好的电磁屏蔽效果,并降低了外部电磁场对套管末屏泄漏电流及电容分压信号的干扰,还能保护屏蔽罩1内的各个部件。
可以看出,本实施例中,电流传感器2和电压检测装置3均设置于屏蔽罩1内,电流传感器2检测套管末屏泄露的电流信号,电压检测装置3检测套管的电压,能够实现对套管末屏电流和套管电压的采集,便于监测套管的绝缘状态,并且,能够有效地保证套管末屏直接、可靠地接地,避免末屏接地断开,电流传感器2的引出线与电压检测装置3的引出线直接与数据采集装置11相连接,能够有效地减少引出线的长度,避免了传统套管末屏接地引线较长带来的接地阻抗增大的问题,进而避免了末屏的损坏,同时,能够保证套管末屏的密封性能,避免套管末屏受潮,解决了现有技术中的末屏引出线穿设置于末屏防护罩外部的电流传感器后再接地易导致末屏接地断开且易损坏的问题。
上述实施例中,套管末屏电流及电压监测装置还可以包括:第一绝缘套8。其中,第一绝缘套8套设于延长导杆4的外部,并且,延长导杆4与第一绝缘套8一起穿设电流传感器2。第一绝缘套8的设置,能够有效地保证电流传感器2与延长导杆4之间的绝缘状态,提高了绝缘强度。
参见图3,上述各实施例中,套管末屏电流及电压监测装置还可以包括:航空插头10。其中,屏蔽罩1开设有穿设孔,航空插头10设置于穿设孔内,电流传感器2的引出线与电压检测装置3的引出线均通过航空插头10与数据采集装置11相连接。具体地,航空插头10置于穿设孔内且与屏蔽罩1相连接。航空插头10的设置,能够有效地保证套管末屏的密封可靠性,防止套管末屏受潮,还能安全可靠地传递电流传感器2输出的电流信号和电压检测装置3输出的电压信号,从而实现了对套管末屏电流和套管电压的收集。
参见图4,上述各实施例中,套管末屏电流及电压监测装置还可以包括:连接机构12。其中,连接机构12设置于屏蔽罩1内,并且,连接机构12设置于末屏接地导杆6与延长导杆4之间,连接机构12的一端与末屏接地导杆6相连接,连接机构12的另一端与延长导杆4相连接。连接机构12用于使末屏接地导杆6与延长导杆4之间稳定接触,并传递电流即将末屏接地导杆6的电流传递给延长导杆4。连接机构的设置能够有效地保证末屏接地导杆6与延长导杆4之间的稳定接触,从而保证电流稳定传递,进而保证检测到的电流和电压数据的准确度。
继续参见图4,上述实施例中,连接机构12可以包括:导电弹簧121和两个导电压板122。其中,导电弹簧121和两个导电压板122均设置于屏蔽罩1内,导电弹簧121的两端分别与两个导电压板122一一对应地连接,即导电弹簧121的一端与其中一个导电压板122相连接,导电弹簧121的另一端与另一个导电压板122相连接。并且,其中一个导电压板122与末屏接地导杆6相连接,另一个导电压板122与延长导杆4相连接,具体地,两个导电压板122均横设于屏蔽罩1内,即两个导电压板122垂直地设置于屏蔽罩1内,更具体地,两个导电压板122均与屏蔽罩1的长度方向相垂直。导电弹簧121的长度方向与屏蔽罩1的长度方向相平行。
优选的,其中一个导电压板122与末屏接地导杆6之间为可拆卸连接,另一个导电压板122与延长导杆4之间也为可拆卸连接。更为优选的,其中一个导电压板122与末屏接地导杆6之间为螺纹连接,即导电压板122开设有螺纹孔,末屏接地导杆6设置有螺纹,末屏接地导杆6螺接于导电压板122的螺纹孔内。另一个导电压板122与延长导杆4之间也为螺纹连接,即该导电压板122开设有螺纹孔,延长导杆4设置有螺纹,延长导杆4螺接于该导电压板122的螺纹孔内。
可以看出,本实施例中,通过导电弹簧121利用其弹性力来对两个导电压板122进行挤压,使得两个导电压板122与末屏接地导杆6与延长导杆4之间均为紧密接触,能够有效地保证末屏接地导杆6与延长导杆4之间的稳定连接,进而保证电流稳定传递。
继续参见图4,上述实施例中,套管末屏电流及电压监测装置还可以包括:第二绝缘套13。其中,第二绝缘套13设置于屏蔽罩1内,连接机构12设置于第二绝缘套13内。具体地,第二绝缘套13呈圆环状,第二绝缘套13的外壁与屏蔽罩1的内壁相连接,第二绝缘套13的内部设置连接机构12,即导电弹簧121和两个导电压板122均设置于第二绝缘套13的内部。这样,能够有效地保证连接机构12与屏蔽罩1之间的绝缘性能,提高绝缘强度。
继续参见图4,上述各实施例中,套管末屏电流及电压监测装置还可以包括:限位件14。其中,限位件14呈环形,限位件14设置于屏蔽罩1内,并且,限位件14靠近屏蔽罩1的开口端处设置,限位件14用于对连接机构12进行限位。具体地,限位件14为绝缘材质制成,限位件14设置于第二绝缘套13的端部,并且,置于靠近末屏接地导杆6处的导电压板122处,以对该导电压板122进行限位,防止该导电压板122被导电弹簧121弹出。具体实施时,限位件14可以为橡皮圈。
继续参见图4,上述各实施例中,屏蔽罩1可以包括:端盖111、罩体110和定位件112。其中,罩体110呈圆柱状,并且,罩体110的两端均为开口端。罩体110的第一端(图4所示的左端)与末屏端子底座5可拆卸连接,罩体110的第二端(图4所示的右端)与端盖111可拆卸连接。具体地,罩体110的第一端与末屏端子底座5为螺纹连接,罩体110的第二端与端盖111通过紧固螺丝连接。
具体实施时,罩体110的第一端与末屏端子底座5之间以及罩体110的第二端与端盖111之间均设置有密封圈,以保证套管末屏整体的密封。
定位件112呈环形,定位件112设置于罩体110内。定位件112的第一端(图4所示的右端)与端盖111相连接,定位件112的第二端(图4所示的左端)向末屏端子底座5处延伸,并且,定位件112的第二端与电流传感器2相接触,定位件112用于对电流传感器2进行限位。电压检测装置3设置于定位件112的内部,即电压检测装置3垂直地设置于定位件112的内部。
具体实施时,电压检测装置3与定位件112的内壁之间可以为通过螺丝连接。也可以是,电压检测装置3仅仅置于定位件112的内部而与定位件112之间没有连接关系,但是电压检测装置3与端盖111之间可以通过螺丝连接。具体地,电压检测装置3的接地端子9可以设置有螺纹,端盖111开设有螺孔,接地端子9与端盖111相螺接。在本实施例中,接地端子9可以为两个,或者多个,只要能够保证电压检测装置3与端盖111之间的稳定连接即可,本实施例对于接地端子9的数量不做任何限制。
优选的,定位件112与端盖111为一体成型,便于加工制作。
可以看出,本实施例中,通过罩体110与端盖111可拆卸连接,便于对屏蔽罩1内的各部件进行更换拆卸,定位件112的设置能够有效地保证电流传感器2的位置,避免电流传感器2的移动,进而保证电流传感器2对电流的检测。
继续参见图4,上述实施例中,屏蔽罩1还可以包括:分隔板113。其中,分隔板113横向设置于罩体110内,即分隔板113与罩体110的长度方向相垂直。分隔板113用于将罩体110的内部空间分隔为两个腔室,两个腔室沿罩体110的长度方向设置,两个腔室中的一个腔室靠近罩体110的第一端,另一个腔室靠近端盖111。
连接机构12设置于靠近罩体110的第一端处的腔室内,电流传感器2和电压检测装置3均设置于靠近端盖111处的另一个腔室内。
分隔板113开设有开孔,延长导杆4穿设于该开孔。延长导杆4的第一端外伸至靠近罩体110的第一端处的腔室内且与其中一个导电压板122相连接,延长导杆4的第二端外伸至靠近端盖111处的另一个腔室内且与电压检测装置3的输入端相连接。
优选的,分隔板113与罩体110为一体成型,便于加工制作。
可以看出,本实施例中,通过分隔板113将罩体110的内部空间分隔为两个腔室,将连接机构12与电流传感器2和电压检测装置3进行分隔,有效地保证了屏蔽罩1内各部件的绝缘性能。
综上所述,本实施例中,电流传感器2和电压检测装置3均设置于屏蔽罩1内,不仅能够实现对套管末屏电流和套管电压的采集,便于监测套管的绝缘状态,并且,能够有效地保证套管末屏直接、可靠地接地,避免末屏接地断开,电流传感器2的引出线与电压检测装置3的引出线直接与数据采集装置11相连接,能够有效地减少引出线的长度,避免了传统套管末屏接地引线较长带来的接地阻抗增大的问题,进而避免了末屏的损坏,同时,能够保证套管末屏的密封性能,避免套管末屏受潮。
显然,本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。