[发明专利]预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器

说明书

技术领域

    本发明属于电抗器、尤其是干式空心电抗器结构技术领域。

背景技术

    电抗器在电力系统中用于限制短路电流、无功补偿和移相等。在国家高压输电大电网建设中，各类型的电抗器及高压电器的绕组必须要耐受高电压，同时还要降低电能损耗，保证输配电的安全。

    干式空心电抗器相对于油浸式、铁心式电抗器，无油结构，杜绝了油浸电抗器漏油、易燃等缺点，没有铁芯，不存在铁磁饱和，电感值的线性度好。现有使用的干式空心电抗器其线圈多是由传统的单股多根圆形导线并绕而成。由于干式电抗器的线圈直径很大，采用传统方法并绕的线圈中，每一圈内外测绕包直径差可以达到2根导线直径的宽度，导致绕制作多层后，各根导线长度、电阻相差很大，运行中产生磁漏通，在导线内产生涡流，造成电能的损耗，发热产生的热量一定程度上会引起电抗器的形变，存在极大的安全隐患。采用普通铝导线单根绕制，线间无法承受高电压，不能满足超高压输变电的需要。

    原始的玻璃纤维层只有经向纤维，无纬向纤维，容易在纤维与纤维间出现横向裂纹，破坏绝缘效果，降低耐压等级。

    基于以上情况，提出一种预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器。 

发明内容

    本发明针对上述存在问题及缺陷，提供一种性能良好、能量损耗低、可以在线监测电抗器运行过程中的温升变化和型变量变化，并可较长时间安全运行的一种预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器。

技术方案

    实现上述目的的技术方案是：

    预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器的干式换位导线空心电抗器，包括导电臂、撑条、绝缘中心柱、包封层和预埋的光纤Bragg光栅测温形变传感器；其特征在于，在电抗器所有包封层的内、中、外部分别选择三个单层包封在其中预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器；单层包封由内到外分别采用干式空心电抗器包封内层常规结构、换位导线线圈绕组、玻璃纤维包封层（加玻璃丝布带）、环氧胶层构成；

设有光纤Bragg光栅测温形变传感器分别预埋在内层包封、中层包封、外层包封经向的中部位置，置于包封层的玻璃纤维包封层（加玻璃丝布带）与环氧胶层之间，采用环氧胶把传感器覆盖粘在玻璃纤维包封层上；

    电抗器线圈绕组采用扁形铝绞线换位导线线圈绕组绕制而成；在线圈绕组的外部采用环氧树脂浸透的加玻璃丝带的玻璃纤维包封。 

本发明预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器采用高渗透率的绝缘半导体外包一层杜邦聚酰亚胺薄膜封装，即把光纤Bragg光栅用环氧树脂粘贴在敏感原件上，然后用环氧树脂整体固定在半导体保护装置的内侧。

    本发明光纤Bragg光栅测温形变传感器包括传感元件光纤Bragg光栅、罩在光纤Bragg光栅外的内管保护装置、外管封装装置，内管保护装置用环氧树脂粘贴于外管封装装置内。

    本发明电抗器线圈绕组采用的扁平形铝绞线换位导线，为多根多层排列的扁形铝绞线，绕制而成的线圈绕组呈矩形扁平状。

本发明扁形铝芯换位导线为由多根呈双层排列的导体组成的线芯；每根铝芯导体为无缺陷单股扁矩形铝导线包覆在铝导线外一层高渗透率的半导体绝缘膜和至少一层杜邦聚酰亚胺薄膜；在所述线芯外包覆有一层耐电晕聚酰亚胺薄膜，或依次包覆有一层耐电晕聚酰亚胺薄膜和一层无纺布聚酰亚胺薄膜。

本发明的积极效果

    本发明预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器，可以在电抗器运行过程中在线监测电抗器温升变化和型变量变化，能直观的监测到电抗器的温升和型变量，可以及时发现电抗器运行不正常状态，及时检修或更换电抗器，保证输变电的安全运行。

    光纤Bragg光栅测温形变传感器分别埋在电抗器的内层包封、中层包封、外层包封，均埋在每层包封的经向中部位置，由于中部温升变化最大，这样可以及时发现由于温升带来的安全隐患。

    预埋光纤Bragg光栅测温形变传感器采用绝缘材料进行封装，封装采用高渗透率的绝缘半导体外包一层杜邦聚酰亚胺薄膜，即把光纤Bragg光栅用环氧树脂粘贴在敏感原件上，然后整体用环氧树脂固定在半导体保护装置的内侧，使光栅传感器免受外界带来的损伤。