[发明专利]植入光纤光栅的110kV复合外套氧化锌避雷器及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种植入光纤光栅的110kV复合外套氧化锌避雷器及制备方法。

背景技术

目前，经过对氧化锌避雷器多年的运行情况分析，世界各国一致认为氧化锌阀片的固有热特性是影响避雷器尤其是超高压避雷器可靠运行的重要因素之一。而当前对于氧化锌避雷器的监测方法，主要还是通过离线测量泄漏电流，在线监测全电流，以及红外测温等手段。因此开展光纤测温技术及装置的研究，对于有效监测避雷器的运行状态有重要作用。

光纤传感技术是伴随着光导纤维及光纤通信技术发展而迅速发展起来的一种以光为载体、光纤为媒质、感知和传输外界信号的新型传感技术。光纤布拉格光栅传感器是用布拉格光栅作为敏感元件的功能型光纤传感器，其传感原理是利用光纤材料的光敏性，用紫外光的空间干涉条纹在纤芯内形成空间相位光栅，根据外界物理参量对反射布拉格光栅中心波长的影响来反向检测外界物理值。温度对布拉格光栅中心波长有影响。并且，布拉格光栅中心波长的变化与温度呈线性关系，由于光纤本身的绝缘性，光信号不易受电磁环境影响等特性，将光纤布拉格光栅植入避雷器中可以有效地监测避雷器阀片的温度的变化，同时不影响避雷器在高压环境中的应用。

发明内容

本发明的目的提供一种植入光纤光栅的110kV复合外套氧化锌避雷器及制备方法。本发明提供的装置在不停电的情况下对避雷器的氧化锌阀片进行实时、在线监测，能够防止雷击时避雷器失效对电力设备冲击等事故的发生，对电网的运行提供安全保障，也为国民经济的发展和广大人民群众的生活质量提供保障。

本发明的技术方案为：

植入光纤光栅的110kV复合外套氧化锌避雷器，包括110kV复合外套氧化锌避雷器、光纤布拉格光栅传感器、光纤，其特征在于：将多个光纤布拉格光栅传感器均匀串接在700mm的光纤上，尾纤长度至少保留1500mm，将带有多个光纤布拉格光栅传感器的光纤植入110kV复合外套氧化锌避雷器的环氧套筒内，且每个光纤布拉格光栅传感器分别与110kV复合外套氧化锌避雷器的阀片组用环氧无尾带紧密缠绕在一起，尾纤从110kV复合外套氧化锌避雷器的低压端金具孔中伸出。

所述的整根光纤及串接的多个光纤布拉格光栅传感器均套上耐高温套管，尾纤再套上直径为1.5mm金属软管。如果光纤布拉格光栅传感器套上的耐高温套管，此时光纤布拉格光栅传感器通过耐高温套管与阀片紧密接触，耐高温套管相当于是光纤布拉格光栅传感器的外壳，起到保护光纤布拉格光栅传感器的作用，光纤布拉格光栅传感器的外壳和阀片紧密接触。

植入光纤光栅的110kV复合外套氧化锌避雷器制备方法，其特征在于按以下步骤进行：

(1)根据110kV复合外套氧化锌避雷器的阀片组的长度要求，设计相应个光纤布拉格光栅传感器均匀串接在700mm的光纤上，且尾纤长度至少保留1500mm；

(2)在整根光纤及串接的多个光纤布拉格光栅传感器均套上耐高温套管，尾纤再套上直径为1.5mm金属软管；

(3)将每个光纤布拉格光栅传感器的探测点均匀地从上到下分布在110kV复合外套氧化锌避雷器的阀片组中，并用环氧无尾带将带有光纤布拉格光栅传感器的耐高温套管与阀片组紧密缠绕在一起，尾纤带金属软管的部分从110kV复合外套氧化锌避雷器的低压端金具孔中伸出；再整体依次经过烘烤收缩环氧无尾带、内部注胶、烘烤、套伞裙过程而得植入光纤光栅的110kV复合外套氧化锌避雷器。烘烤收缩环氧无尾带、内部注胶、烘烤、套伞裙过程均为现有工序。

本发明通过在110kV复合外套氧化锌避雷器植入光纤布拉格光栅传感器测量温度技术，最终形成可以在线监测避雷器阀片温度，为实现氧化锌避雷器的状态监测提供手段。本发明将光纤布拉格光栅传感器直接贴在阀片侧面，沿着阀片位置形成准分布式的光纤测温结构，直接感受各阀片的温度变化，通过光信号传输温度变化值，整个测量过程是无源光信号，不受高电压的影响，使得实时在线安全监测避雷器阀片温度成为可能。

本发明的装置在不停电的情况下对避雷器的氧化锌阀片进行实时、在线监测，能够防止雷击时避雷器失效对电力设备冲击等事故的发生，对电网的运行提供安全保障，也为国民经济的发展和广大人民群众的生活质量提供保障。该装置最直观的优势在于可以大量节省人力、财力，还可以准确的监测到人工测量方法很难或不能测量的避雷器阀片实时发热性能，间接反映其电气性能的变化，解决了人工测量方法带来的各种问题。填补了国内该领域的空白。

附图说明