[發明專利]一種運行溫度分布實時監測的直流分壓器

在審

• 申請號: 202111356536.3
• 申請日: 2021-11-16
• 公開（公告）號: CN114838840A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 張旭樂;劉曄;孫海洋;王龍海;薛瀟敏;張國銳;李鵬浩;周煬
• 申請（專利權）人: 許繼集團有限公司
• 主分類號: G01K11/3206
• 分類號: G01K11/3206
• 代理公司: 北京中創云知識產權代理事務所(普通合伙) 11837
• 代理人: 劉佳音

本發明涉及一種運行溫度分布實時監測的直流分壓器，包括多級阻容分壓芯體、多個光柵溫度傳感器、耦合器、光纖、光纖密封法蘭、光纜、光柵解調儀以及顯示模塊；每一級阻容分壓芯體高壓電阻、高壓電容及法蘭處設置光柵溫度傳感器；m個光柵溫度傳感器為一組，耦合器一組光柵溫度傳感器檢測溫度信號進行耦合，并通過光纖傳輸；每根光纖連接至所述光纖密封法蘭；所述光纖密封法蘭通過光纜連接至所述光柵解調儀，所述光柵解調儀解調根據不同測點光波長與溫度變化關系進行解調，輸出至顯示模塊顯示各個測點的溫度。

技術領域

本發明涉及直流輸電技術領域，尤其涉及一種運行溫度分布實時監測的直流分壓器。

背景技術

目前直流工程中應用的直流分壓器采用阻容分壓器原理，由高阻值的高壓電阻實現一次直流電壓的分壓，電容起均壓作用，并保證暫態及階躍等響應特性，其中高壓電阻、高壓電容均安裝固定在充滿SF6氣體的環氧絕緣套管內部，即直流分壓器內部高壓電阻、高壓電容部件處于密封的SF6氣室內。在額定直流工況下高壓電阻持續發熱，在密封氣室內部產生高溫會對高壓電阻、高壓電容等核心部件的壽命及可靠性造成影響。

直流分壓器應用于特高壓直流工程一次電壓測量，正常運行時工作電壓較高，如±800kV，考慮到在直流分壓器內部的高壓電阻、高壓電容等核心部件位置安裝測溫傳感器可能會對產品絕緣可靠性產生影響，目前直流工程應用的直流分壓器產品均無配備內部溫度在線實時監測功能。

無線測溫傳感器方案，將測溫單元內置固定于直流分壓器密封SF6氣室內部高壓電阻、高壓電容部件上，通過Rola無線通信技術將實時監測溫度信號傳輸到直流分壓器絕緣套管外部的接收裝置。該方案中無線測溫單元需要使用電池供電，因此電池使用壽命、電池更換及傳感器對絕緣的影響是本方案的技術難點及缺陷。

熒光式光纖測溫方案，該方案采用熒光光纖測溫原理，基于附著在光纖尾端的一種溫度敏感熒光材料實現溫度測量，該種方案測溫光纖信號傳變距離較短，無法滿足直流工程中300m-500m的遠距離傳輸需求。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種運行溫度分布實時監測的直流分壓器，通過在核心部件處安裝光柵式溫度傳感器進行氣室內部實時溫度監測，在不影響直流分壓器內部絕緣可靠性前提下可實時對直流分壓器運行溫度實時監測。采用光柵式溫度傳感器解決了信號遠距離傳變可靠性及直流分壓器內部SF6氣室內高壓絕緣問題，采用光纖法蘭解決了絕緣氣體密封和光信號轉接傳輸問題。

為達到上述目的，本發明提供了一種運行溫度分布實時監測的直流分壓器，包括多級阻容分壓芯體、多個光柵溫度傳感器、耦合器、光纖、光纖密封法蘭、光纜、光柵解調儀以及顯示模塊；

每一級阻容分壓芯體高壓電阻、高壓電容及高壓電阻、高壓電容緊固連接法蘭處設置光柵溫度傳感器；光柵溫度傳感器檢測溫度，m個光柵溫度傳感器為一組，耦合器一組光柵溫度傳感器檢測溫度信號進行耦合，并通過光纖傳輸；每根光纖連接至所述光纖密封法蘭；所述光纖密封法蘭通過光纜連接至所述光柵解調儀，所述光柵解調儀解調根據不同測點光波長與溫度變化關系進行解調，輸出至顯示模塊顯示各個測點的溫度。

進一步地，所述光柵解調儀光波長解析范圍為1525～1565nm，支持16通道擴展，每個通道最大溫度測量點數為80個，光波長測量精度滿足1pm，能夠實現±0.1℃的溫度監測精度。

進一步地，光柵溫度傳感器通過耐高溫膠帶或者絕緣膠粘接在待檢測部位。

進一步地，實時監測溫度超過+85℃后發出信號告警，提醒直流分壓器運行溫度處于異常狀態，應及時檢查或維修。

本發明的上述技術方案具有如下有益的技術效果：

(1)本發明采用光柵式溫度傳感器方案，通過解析光纖布拉格光柵反射波長變化得到環境溫度值，該方案具有準確度高、傳輸距離遠及多通道可擴展等優勢，適用于直流分壓器內部多溫度點的實時監測，同時不影響直流分壓器內部絕緣可靠性。