一种充气式环网柜侧扩型母线连接器系统的测量装置的制作方法

1.本发明属于开关设备技术领域，尤其涉及一种充气式环网柜侧扩型母线连接器系统的测量装置。


背景技术：

2.随着社会对电能需求不断增长，输电及配电线路规模及复杂程度也越来越高，提高电网中输电和配电设备质量、可靠性、运行安全成为当前电力行业首要任务，其中40.5kv充气式环网柜作为输电线路中广泛应用的一次开关设备，行业内已大范围替代空气绝缘开关设备，通过使用该设备，有效实现了电网智能化、小型化、减少运维量、提高运行可靠程度。
3.目前，市场上40.5kv充气式环网柜侧扩型母线连接系统中有机绝缘材料主要有：室温硫化硅橡胶（rtv）、高温硫化硅橡胶（htv）、液体硅橡胶（lsr），该类有机绝缘材料为母线连接系统主绝缘部分，若在运行中出现被破坏或产品缺陷，两者引发局部放电的同时，会加剧产品绝缘进一步破坏，最终引发接地故障。另外，有机绝缘材料老化同样易产生故障，有机绝缘材料老化（介质损耗）主要受频率（f）、温度（t）、湿度（%rh）影响，温度直接影响到有机绝缘材料老化（介质损耗）和产品使用寿命。然而现有40.5kv充气式环网柜侧扩型母线连接器系统只能实现母线连接作用或装置本身无法同时对其它参数实现测量，如对系统的局部放电测量、有机绝缘材料层温度测量等，所以无法提前预判事故、提前进行运维和检修、预防事故发生。公告号为cn100379109c的专利申请提供了一种用于气体绝缘的开关设备中的母线连接器的连接套筒，包括：连接套筒(m)具有一个接地的外导电表面(oa)及一个内导电表面(oi)，母线(s)的电压电位接触在该内导电表面上；该连接套筒(m)具有一个嵌入到该绝缘材料(i)中的耦合电极(ke)。其中传感器(耦合电极ke)位于该设备的气体腔的外部，这使得在更换传感器时无需气体操作。通过该连接套筒(m)的构型可实现传感器(耦合电极ke)的高的局部放电灵敏性。此专利只对局部放电测量进行了简单研究，并未记载绝缘材料的温度测量相关技术方案。
4.因此，如何实现母线连接器的局部放电测量和有机绝缘材料层温度测量，是本技术领域人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种充气式环网柜侧扩型母线连接器系统的测量装置，以解决现有技术中无法同时实现母线连接器的局部放电测量和有机绝缘材料层温度测量的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：本发明提供了一种充气式环网柜侧扩型母线连接器系统的测量装置，包括：设置在侧扩型母线连接器系统的侧扩插座中的橡胶套，所述橡胶套包括外半导电层、绝缘材料层和内半导电层；所述外半导电层上设有耦合电极，所述耦合电极包含超高频传感器，用于
收集所述外半导电层中流过的高频电流信号，采集到的高频电流信号通过局部放电传感器连接线提供给外部采集主机；还包括光纤测温传感器，所述光纤测温传感器嵌设在所述外半导电层中，用于采集所述绝缘材料层的温度，并通过光纤测温传感器连接线与外部采集主机连接。
7.进一步的，所述光纤测温传感器包括对外光纤接口、多个金属光纤光栅应变传感器和光纤，所述对外光纤接口、多个所述金属光纤光栅应变传感器均通过所述光纤连接。
8.进一步的，还包括传感器连接嵌件，所述传感器连接嵌件设置在所述外半导电层与局部放电传感器连接线之间。
9.进一步的，还包括用于起支撑元器件和密封作用的环网柜气箱钣金，所述环网柜气箱钣金设置在所述侧扩插座上。
10.进一步的，所述光纤测温传感器的温度测量范围为-20℃～1000℃。
11.本发明提供的充气式环网柜侧扩型母线连接器系统的测量装置与现有技术相比，至少具有如下有益效果：现有40.5kv充气式环网柜侧扩型母线连接器系统只能实现母线连接作用或装置本身无法同时对其它参数实现测量，如对系统的局部放电测量、有机绝缘材料层温度测量等，所以无法提前预判事故、提前进行运维和检修、预防事故发生。本发明结构简单、功能多样，通过无源传感器采集运行中局部放电情况及有机绝缘材料层的温度，可以综合判断侧扩型母线连接器系统是否发生局部放电和绝缘材料层的温度变化情况，及时了解绝缘材料层的老化情况，从而起到到期提醒检修作用，有效预防事故发生，减少经济损失。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的图作一个简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1为本发明实施例提供的一种充气式环网柜侧扩型母线连接器系统的测量装置结构图；图2为本发明实施例提供的一种充气式环网柜侧扩型母线连接器系统的测量装置的光纤测温传感器结构图；附图标记：10-侧扩插座；20-橡胶套；201-外半导电层；30-耦合电极；40-局部放电传感器连接线；50-光纤测温传感器；501-对外光纤接口；502-金属光纤光栅应变传感器；503-光纤；60-光纤测温传感器连接线；70-传感器连接嵌件；80-环网柜气箱钣金；90-外部采集主机。
具体实施方式
14.除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。
15.本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。
16.此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
17.本发明提供了一种充气式环网柜侧扩型母线连接器系统的测量装置，应用于40.5kv充气式环网柜侧扩型母线连接器系统的检测过程中，充气式环网柜侧扩型母线连接器系统的测量装置包括：设置在侧扩型母线连接器系统的侧扩插座中的橡胶套，所述橡胶套包括外半导电层、绝缘材料层和内半导电层；所述外半导电层上设有耦合电极，所述耦合电极包含超高频传感器，用于收集所述外半导电层中流过的高频电流信号，采集到的高频电流信号通过局部放电传感器连接线提供给外部采集主机；还包括光纤测温传感器，所述光纤测温传感器嵌设在所述外半导电层中，用于采集所述绝缘材料层的温度，并通过光纤测温传感器连接线与外部采集主机连接。
18.本发明结构简单、功能多样，可以综合判断侧扩型母线连接器系统是否发生局部放电和绝缘材料层的温度变化情况，从而有效预防事故发生，减少经济损失。
19.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
20.本发明提供了一种充气式环网柜侧扩型母线连接器系统的测量装置，应用于40.5kv充气式环网柜侧扩型母线连接器系统的检测过程中，在实际安装过程中，左侧单个环网柜气箱与右侧单个环网柜气箱通过侧扩母线连接器系统进行母线连接，一方面，侧扩母线连接器在安装和使用过程中连接部位容易产生气泡、杂质等，继而容易引发局部放电危害，另一方面，在适温环境中使用，有机绝缘材料寿命很长，但容易受局部放电等危害而缩短使用寿命和降低绝缘，该产品在正常使用过程中，主要受局部放电的危害，因此需要对该侧扩型母线连接器系统进行局部放电测量，在侧扩型母线连接器系统中通常使用有机绝缘材料，有机绝缘材料绝缘性能随局部放电发生而变差，结合图1至图2，所述充气式环网柜侧扩型母线连接器系统的测量装置包括：设置在侧扩型母线连接器系统的侧扩插座10中的橡胶套20，橡胶套20包括外半导电层201、绝缘材料层和内半导电层；外半导电层201上设有耦合电极30，耦合电极30包含超高频传感器，用于收集外半导电层201中流过的高频电流信号，由外半导电层201流经耦合电极30后流入相应接地点，超高频传感器中采集到侧扩型母线连接器系统中产生的超高频电流，高频电流信号通过局部放电传感器连接线40提供给外部采集主机90；还包括光纤测温传感器50，光纤测温传感器50嵌设在外半导电层201中，主要布置在橡胶套20的绝缘材料
层和半导电层区域附近，用于采集绝缘材料层的温度，尤其在半导电层和绝缘材料层交接位置最为明显，因泄漏电流往半导电层集中，该区域温度变化会较大，光纤测温传感器50测量的温度与有机绝缘材料介质损耗具有对应函数关系，测量的温度可以充分反映有机绝缘材料的介质损耗情况，光纤测温传感器50通过光纤测温传感器连接线60与外部采集主机90连接，光纤测温传感器50包括对外光纤接口501、多个金属光纤光栅应变传感器502和光纤503，对外光纤接口501、多个所述金属光纤光栅应变传感器502均通过光纤503连接，光纤测温传感器50的测量温度范围为-20℃～1000℃，光纤503和金属光纤光栅应变传感器502采用耐高温材料进行封装，每间隔一定距离布置金属光纤光栅应变传感器502，光纤503可直接与金属光纤光栅应变传感器502熔接，串联成多个金属光纤光栅应变传感器502，金属光纤光栅应变传感器502的测温点数量可调整，自身具有体积小、测量范围广、精度高等特点以满足光纤测温传感器50的实际需求。
21.进一步的，本实施例中，还包括用于起连接和固定作用的传感器连接嵌件70，传感器连接嵌件70设置在所述外半导电层201与局部放电传感器连接线40之间，便于两者交接。
22.进一步的，本实施例中，还包括用于起支撑元器件和密封作用的环网柜气箱钣金80，所述环网柜气箱钣金80设置在所述侧扩插座10上。
23.上述实施例所述的充气式环网柜侧扩型母线连接器系统的测量装置，与现有技术相比，现有40.5kv充气式环网柜侧扩型母线连接器系统只能实现母线连接作用或装置本身无法同时对其它参数实现测量，如对系统的局部放电测量、有机绝缘材料层温度测量等，所以无法提前预判事故、提前进行运维和检修、预防事故发生。本发明结构简单、功能多样，通过无源传感器采集运行中局部放电情况及有机绝缘材料层的温度，可以综合判断侧扩型母线连接器系统是否发生局部放电和绝缘材料层的温度变化情况，及时了解绝缘材料层的老化情况，从而起到到期提醒检修作用，有效预防事故发生，减少经济损失。
24.显然，以上所描述的实施例仅仅是本发明较佳实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围。本发明可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

技术特征：
1.一种充气式环网柜侧扩型母线连接器系统的测量装置，其特征在于，包括：设置在侧扩型母线连接器系统的侧扩插座中的橡胶套，所述橡胶套包括外半导电层、绝缘材料层和内半导电层；所述外半导电层上设有耦合电极，所述耦合电极包含超高频传感器，用于收集所述外半导电层中流过的高频电流信号，采集到的高频电流信号通过局部放电传感器连接线提供给外部采集主机；还包括光纤测温传感器，所述光纤测温传感器嵌设在所述外半导电层中，用于采集所述绝缘材料层的温度，并通过光纤测温传感器连接线与外部采集主机连接。2.根据权利要求1所述的一种充气式环网柜侧扩型母线连接器系统的测量装置，其特征在于，所述光纤测温传感器包括对外光纤接口、多个金属光纤光栅应变传感器和光纤，所述对外光纤接口、多个所述金属光纤光栅应变传感器均通过所述光纤连接。3.根据权利要求1所述的一种充气式环网柜侧扩型母线连接器系统的测量装置，其特征在于，还包括传感器连接嵌件，所述传感器连接嵌件设置在所述外半导电层与局部放电传感器连接线之间。4.根据权利要求1所述的一种充气式环网柜侧扩型母线连接器系统的测量装置，其特征在于，还包括用于起支撑元器件和密封作用的环网柜气箱钣金，所述环网柜气箱钣金设置在所述侧扩插座上。5.根据权利要求1所述的一种充气式环网柜侧扩型母线连接器系统的测量装置，其特征在于，所述光纤测温传感器的温度测量范围为-20℃～1000℃。

技术总结
本发明适用于开关设备技术领域，涉及一种充气式环网柜侧扩型母线连接器系统的测量装置，包括：设置在侧扩型母线连接器系统的侧扩插座中的橡胶套，橡胶套包括外半导电层、绝缘材料层和内半导电层；外半导电层上设有耦合电极，耦合电极包含超高频传感器，用于收集外半导电层中流过的高频电流信号，采集到的高频电流信号通过局部放电传感器连接线提供给外部采集主机；还包括光纤测温传感器，光纤测温传感器嵌设在外半导电层中，用于采集绝缘材料层的温度，并通过光纤测温传感器连接线与外部采集主机连接。本发明结构简单、功能多样，可以综合判断侧扩型母线连接器系统是否发生局部放电和绝缘材料层的温度变化情况，从而预防事故发生，减少经济损失。减少经济损失。减少经济损失。


技术研发人员：刘章 唐文 颜松江
受保护的技术使用者：长缆电工科技股份有限公司
技术研发日：2023.08.08
技术公布日：2023/9/9