装配有光纤的套管制造技术

本发明专利技术涉及用于高压应用的套管和包括这种套管的套管设备。套管(14)包括限定通过套管(14)的纵轴线(A)的导体(20)，其中，套管具有中间部段和沿着纵轴线(A)在中间部段的相对侧上的第一和第二边缘部段，并且包括光纤(19)，该光纤包括通过中间部段延伸的第一部分(P1)，光纤被适配为检测由套管的操作引起或受套管的操作影响的物理特性。这些部分是固体冷凝器芯(22)的部分，并且套管进一步包括将离开套管的光纤(19)长度的外壳，该外壳具有内部体积，该内部体积具有包括相对于纵轴线的最大径向距离处的至少一个点的内表面，所述外壳包括将光纤长度保持在相对于该点的预定距离处的间隔元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】装配有光纤的套管
本专利技术一般地涉及高压装置。更具体地，本专利技术涉及一种用于高压应用的套管以及涉及一种包括这种套管的套管设备(bushingarrangement)。
技术介绍
套管(例如，套管的冷凝器芯)的健康状况和状态在很多电力系统中是重要的，例如，用于检测套管中使用的绝缘材料的老化和劣化。这种健康状况和状态通常通过对电容变化和损耗因子变化的离线或在线测量确定的。传统上，固体绝缘材料的老化或劣化是通过利用在线或离线测量装置来测量电容或损失(损耗因子)确定的。在这种情况下，检测箔插入件之间发生故障后出现的电容偏差或者检测借由损耗因子的(含水量)的损失的增加。增加的损失将增加热量并且不断恶化，直到热失控为止。由于套管的健康状况和状态是重要的，所以应改善测定手段。在这种改进中关注的两个特性是绝缘材料的温度变化和冷凝器芯的箔(foil)所经受的电场应力。已知的是将在套管中、尤其是对冷凝器芯所环绕的中心导体进行温度测量。WO2017/152985描述了一个测量中心导体温度的套管。根据该文献，光波导沿着套管的导体被置于该导体上，用于测量导体温度。该波导也可被置于一个周围绝缘层或周围金属箔中的固体绝缘构件中，例如，在与中心导体相距不到2厘米的位置。光波导也可被置于固体周围的气体、多孔、或泡沫状的附加绝缘材料中。WO01/59467涉及一种套管中的传感器。该传感器包括可以为光纤的传感器线圈。该光纤可被置于隔离体的中间区域中，更具体地被置于固体绝缘填料中。该文献还公开了箔的使用。JPH04296409公开了一种使用光纤来测量充油中心导体的温度的套管。该光纤经由油流开口沿着导体放置并且被置于冷凝器芯周围，以经由接地法兰离开套管。US2011/0122654公开了一种包括用于感测中心导体中的电流的光学感测纤维的套管。US2002/0175001公开了一种具有放置在绝缘体内的支撑杆上的集成光纤传感器的合成电绝缘体。JPH02163917公开了一种绝缘管内部的光纤电缆。光纤具有螺旋形。从以上所述可以看出，有意义的是获取一种更适合与测量套管的物理特性以改善套管的健康测定的套管，其中，上述物理特性是由套管的操作引起或受套管的操作影响的特性。所述物理特性的示例是温度和所经受的电场应力。另外，生产实心芯与光纤相结合的套管是复杂的，这可能导致在将光纤连接到检测器时对光纤造成伤害。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于，提供一种解决改善套管的健康测定的以及允许从套管安全抽出光纤以连接检测器的问题的套管。根据第一方面，该目的是通过用于高压应用的套管实现的，该套管包括限定通过该套管的纵轴线的导体，该套管具有中间部段和沿着纵轴线在中间部段的相反侧的第一和第二边缘部段，并且包括检测由套管的操作引起或影响的物理特性的且具有延伸穿过中间部段的第一部分的光纤，其中，所述部分是固体冷凝器芯(solidcondensercore)的部分，并且存在将离开套管的光纤的长度上的外壳，该外壳被邻近冷凝器芯表面地掩蔽在中间部段中。该外壳包括具有内表面的内部体积，该内表面具有与纵轴线相距最大径向距离的至少一个点。该外壳还包括将光纤的长度保持在与上述点相距预定距离的位置处的间隔元件。因此，所述套管包括环绕导体的固体冷凝器芯，其中，光纤被置于冷凝器芯中。这样，所述光纤的第一部分可以被置于套管内。所述物理特性还可以是指示套管的健康状况的特性。所述物理特性还可包括温度和/或电场强度。根据第二方面，该目的通过包括根据第一方面的套管和被配置为检测由套管的操作引起或受套管的操作影响的套管的物理特性的至少一个检测器的套管设备实现。所检测的物理特性可以是冷凝器芯的由套管的操作引起或影响的物理特性，这些物理特性是指示冷凝器芯的健康状况的特性。所述物理特性还可包括冷凝器芯温度和/或电场强度。在第一和第二方面的变型中，所述第一边缘部段和中间部段被适配为插入一个高压装置中以被绝缘流体环绕，并且第二边缘部段被适配为从该装置向外伸出以被空气环绕。在第一和第二方面的另一变型中，所述光纤经由环绕中间部段的法兰离开套管，该法兰可以接地。根据第一和第二方面的又一变型，所述外壳的内部体积包括在光纤长度上的第一腔体并且包括辅助的第二腔体，其中，第二腔体比第一腔体在径向方向上离纵轴线更远。在这种情况下，间隔元件可以是将第一腔体和第二腔体间隔开的壁，并且所述内表面可以是第二腔体的内表面。所述第一腔体可以具有光纤进入区域和流体排出区域，该光纤进入区域具有光纤周围的紧密密封件，该流体排出区域由单向阀密封。所述外壳可以被形成为软管或箱体。在箱体的情况下，还可以省去腔体的使用。相反，间隔元件可以替代地为放置在内部体积的内表面和光纤长度之间的盘或片。在第一和第二方面的另一变型中，所述套管包括固体冷凝器芯，第二边缘部段包括接合到中间部段的第一端和限定中心导体通过其离开套管的一端的第二端，并且光纤包括第二部分，该第二部分具有在第二边缘部段的第一端和第二端之间沿着冷凝器芯表面在冷凝器芯外部延伸的至少一个第一直线段。所述第二边缘部段可以被固体绝缘体环绕，在这种情况下，光纤的第二部分在冷凝器芯和固体绝缘体之间的缝隙中延伸，该间隙可以被填充以流体绝缘材料。所述第一直线段可以在第二边缘部段的第一端和第二端之间一直延伸。替代地，其可以在第二边缘部段的第一端处开始、沿着冷凝器芯表面延伸一定长度并且与返回第二边缘部段的第一端的第二直线段相接合。在第一和第二方面的另一变型中，冷凝器芯包括由导电材料制成的、缠绕导体并且与导体同轴的多个箔，其中，相对于导体的任意径向距离处的箔在纵向方向的长度短于相对于导体的较小径向距离处的任意相邻的箔的箔长度。所述中间部段的横截面可以是均匀的。另外，第一和第二边缘部段的横截面积也可沿着纵轴线在远离中间部段的方向上减小，以使该部段的大小适应箔的不同长度。在第一和第二方面的又一变型中，光纤的第一部分包括在中间部段的不同箔之间缠绕中心的导体的多圈光纤。当这些圈缠绕冷凝器芯内的中间部段的不同箔时，这些圈的径向距离也可从第一部分在第一区域中的第一端向第一部分在第二区域中的第二端增大，其中，中间部段在第一区域中接合第一边缘部段，中间部段在第二区域中接合第二边缘部段。在此，第一部分也可以缠绕成，使得其具有漏斗形。另外，第一部分也可以从被置于最里的箔和导体之间延伸到被置于最外的箔和冷凝器芯表面之间。在第一和第二方面的又一变型中，每个圈围绕相对于导体的纵轴线成角度的区域，使得一个圈的一点最接近第二边缘部段并且同一圈的相对点最接近第一边缘部段。在另一变型中，所述光纤的第一部分包括具有相同半径且被置于最里的箔和导体之间的圈。在又一变型中，所述光纤包括第一边缘部段中的与第一部分接合的第三部分，其中，所述第三部分具有半径相等的圈并且被置于最里层箔带和导体之间。在还一变型中，所述光纤包括在第二边缘部段中的与第一部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种套管(14)，所述套管用于高压应用，所述套管包括导体(20)，所述导体限定穿过所述套管(14)的纵轴线(A)，所述套管具有中间部段(24)以及沿着所述纵轴线(A)在所述中间部段的相反侧的第一边缘部段和第二边缘部段(26，28)，/n并且所述套管包括光纤(19)，所述光纤检测由所述套管的操作影响或引起的物理特性并且具有延伸穿过所述中间部段的第一部分(P1)，其中，所述部段是固体冷凝器芯(22)的部段，/n并且所述套管在待离开所述套管的光纤(19)的长度上进一步包括外壳(40A；40B)，所述外壳邻近于所述冷凝器芯的表面地被掩蔽在所述中间部段中并且具有内部体积，所述内部体积具有包括距离所述纵轴线最大径向距离处的至少一个点(P)的内表面(41A，41B)，所述外壳包括间隔元件(42A，42B)，所述间隔元件将所述光纤的长度保持在距离所述点的预定距离(D)处。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180426 EP 18169562.81.一种套管(14)，所述套管用于高压应用，所述套管包括导体(20)，所述导体限定穿过所述套管(14)的纵轴线(A)，所述套管具有中间部段(24)以及沿着所述纵轴线(A)在所述中间部段的相反侧的第一边缘部段和第二边缘部段(26，28)，
并且所述套管包括光纤(19)，所述光纤检测由所述套管的操作影响或引起的物理特性并且具有延伸穿过所述中间部段的第一部分(P1)，其中，所述部段是固体冷凝器芯(22)的部段，
并且所述套管在待离开所述套管的光纤(19)的长度上进一步包括外壳(40A；40B)，所述外壳邻近于所述冷凝器芯的表面地被掩蔽在所述中间部段中并且具有内部体积，所述内部体积具有包括距离所述纵轴线最大径向距离处的至少一个点(P)的内表面(41A，41B)，所述外壳包括间隔元件(42A，42B)，所述间隔元件将所述光纤的长度保持在距离所述点的预定距离(D)处。


2.根据权利要求1所述的套管(14)，其中，所述光纤(19)经由环绕所述中间部段(24)的法兰(34)离开所述套管(14)。


3.根据前述权利要求中任一项所述的套管(14)，其中，所述第二边缘部段(28)包括接合到所述中间部段的第一端(30)和限定所述套管的一端的第二端(32)，中心的导体穿过所述套管的所述一端离开，并且所述光纤包括具有至少一个第一直线段(P2A)的第二部分，所述第一直线段沿着在所述第二边缘部段(28)的所述第一端和所述第二端(30，32)之间的冷凝器芯表面延伸到所述冷凝器芯(22)的外部。


4.根据权利要求3所述的套管(14)，其中，所述第一直线段(P2A)在所述第二边缘部段(28)的所述第一端和所述第二端(30，32)之间始终延伸。


5.根据权利要求3所述的套管(14)，其中，所述第一直线段(P2A)在所述第二边缘部段的第一端(30)处开始、沿着所述冷凝器芯表面延伸一长度、并且与返回到所述第二边缘部段(28)的所述第一端(30)的第二直线段(P2B)接合。


6.根据前述权利要求中任一项所述的套管(14)，其中，所述套管包括由导电材料制成的多个箔(F1，F2，F3，F4，F5，...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·赫德伦德，P·斯约博格，
申请(专利权)人：ABB电网瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH