[发明专利]一种高电压光电式温度电流电压复合传感器的结构

说明书

技术领域

本发明涉及高电压电力设备的在线监测装置，具体的说是一种高电压光电式温度电流电压复合传感器的结构。

背景技术

现有的电流电压互感器结构方式中传感电流电压有以下几种：电磁式有机绝缘互感器、电磁式充油互感器、电磁式充气互感器、电子式互感器。传统电磁式互感器存在体积大、重量重、磁饱和、铁磁谐振、以及漏油、漏气、有机绝缘老化击穿等诸多的问题。电子式互感器与电磁式互感器同样存在高、低电压间绝缘击穿带来高电压窜入低电压系统和对地短路事故等不安全问题。

电力设备导电连接处、插接处的电接触状态不良是引起该处温度过高的重要原因，即使在正常电流下也会超过最高允许温度。开关设备经常发生故障的部位是触头和进出线端电缆连接处。这些设备多为封闭式结构，运行时不能打开遮挡红外辐射的门或盖板进行红外检测；有些户外设备不便检测，且检测温度不准确。

对于目前移开式开关设备温度在线监测有采用红外检测仪非接触式传感器，由于它受柜内湿度、温度、气压、污秽、灯光以及热辐射源和强电磁场干扰，测量误差很大。又只能测到红外能够直视的部位，意义不大。而接触式的温度传感器直接与测量点接触处在高电压端，检测处理的监测单元在低压系统。为了防止高电压窜入低电压系统，目前有采用光纤直接在空气中连接、通过红外光简单地在空气中传输信号和无线电磁发射等三种方式隔离高电压和传输温度信号。由于它们受环境污秽、导电尘埃、潮湿或电磁场干扰等影响，带来新的不安全隐患。目前GIS还没有安全可靠的温度在线监测产品。

电力设备的电流、电压监测除了计量外更重要的是安全保护。然而电力设备劣化规律正朝着多因素(包括电、热、机械、光学、环境等)老化方向发展。目前电力设备检测已突破传统测量参量寻找到了新的表征劣化规律参量如温度等。国家电网公司十八项电网重大反事故措施(2012版)已规定加强开展开关柜温度检测，对温度异常的开关柜强化监测、分析和处理，防止导电回路过热引发的柜内短路故障。随着国家智能电网建设的需要，将温度与电流电压结合形成复合传感器，同时提供安全可靠的温度、电流、电压监测数据，有助于电力设备的健康状态诊断和检修。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是要提供一种具有在高电压状态下，采用光电式温度电流电压复合传感器实现在线监测的装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高电压光电式温度电流电压复合传感器的结构，其特征是：有一个前端为圆形的绝缘套环主体，绝缘套环主体内部注有非磁性骨架线圈、轻载线圈和感应电源线圈，非磁性骨架线圈、轻载线圈和感应电源线圈分别与绝缘套环主体上的光电变换器连接；绝缘套环主体圆形中心设置有导电体，导电体穿过非磁性骨架线圈、轻载线圈和感应电源线圈与低压电阻连接，低压电阻另一端与光电变换器和高压电阻连接，高压电阻另一端与接地端子连接；光电变换器上连接有热检测器，热检测器另一端与外部检测部位触及；光电变换器内端与红外发射管连接，红外发射管对应有一个气隙通道，红外发射管与光纤连接，光纤穿过气隙通道与光纤插座连接，光纤插座通过带有光纤的光纤插头与外部的监测单元连接；在气隙通道底部装有辐射电源，辐射电源通过输入端子与外部电源连接。

所述的红外发射管连接的光纤可以不采用通透的气隙通道穿孔而直接埋入在绝缘套环主体内，再连接到外部的监测单元上。

所述的绝缘套环主体在其轴向有与红外光传输方向相垂直和相平行两种型式。

本发明的高电压光电式温度电流电压复合传感器中的温度、电流、电压三者结构可以任意组合。

本发明中温度传感器结构包含有绝缘套环主体、感应电源线圈、光电变换器、红外发射管、气隙通道、光纤、光纤插座、热检测器；电流传感器结构包含有绝缘套环主体、感应电源线圈、轻载线圈、非磁性骨架线圈、光电变换器、红外发射管、气隙通道、光纤、光纤插座、输入端子、辐射电源；电压传感器结构包含有绝缘套环主体、感应电源线圈、导电体、光电变换器、红外发射管、气隙通道、光纤、光纤插座、输入端子、接地子、辐射电源、高压电阻、低压电阻。

本发明可以安装在移开式开关设备的手车上，适合新设备安装更便于在运设备改造用。它还可以安装在GIS高压气体绝缘金属封闭开关设备、架空线路的开关、变压器等电力设备上。它是个模块化的结构，使用安全、可靠、方便。