專利名稱：植入光纖光柵的110kV復(fù)合絕緣子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓絕緣子，特別是一種將光纖光柵植入到絕緣子芯棒中，可實(shí) 時、在線自動監(jiān)測絕緣子的應(yīng)力和溫度的植入光纖光柵的IiOkV復(fù)合絕緣子。
背景技術(shù)：
對于高壓絕緣子的性能，特別是機(jī)械性能和絕緣性能對電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生 嚴(yán)重的影響，因此，要求定期監(jiān)測絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度和絕緣性能。傳統(tǒng)的絕緣子監(jiān)測方法依 據(jù)DL/T864-2004的要求，每1_2個月進(jìn)行巡視，每3_5年從桿塔上抽取絕緣子送至試驗(yàn)室 進(jìn)行性能檢驗(yàn)。這種抽樣檢驗(yàn)方法，存在著工作強(qiáng)度大、登桿風(fēng)險和耗時很長等不足。整個 監(jiān)測過程時間長，勞動強(qiáng)度大，測量數(shù)據(jù)分散，又不能跟蹤絕緣子性能隨時間變化的狀況， 因此做出一種能實(shí)時、在線自動監(jiān)測的高壓絕緣子，對電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行顯得十分重要。復(fù)合絕緣子的機(jī)械性能指復(fù)合絕緣子的短時拉伸破壞負(fù)荷能力和長期運(yùn)行時的 疲勞蠕變破壞能力，它表示絕緣子不發(fā)生斷裂、脫落等情況下能還能正常運(yùn)行的壽命；復(fù)合 絕緣子的電氣性能主要指它的絕緣性能，由實(shí)際的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可知，絕緣子的絕緣性能發(fā)生 破壞時，產(chǎn)生導(dǎo)通性缺陷，出現(xiàn)局部的發(fā)熱現(xiàn)象，并且不會隨時間的改變完全消失，結(jié)合發(fā) 熱的特點(diǎn)，監(jiān)測絕緣子的局部發(fā)熱現(xiàn)象可以捕捉到絕緣性能改變的狀態(tài)。光纖傳感技術(shù)是伴隨著光導(dǎo)纖維及光纖通信技術(shù)發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種以 光為載體、光纖為媒質(zhì)、感知和傳輸外界信號的新型傳感技術(shù)。光纖布拉格光柵傳感器是用 布拉格光柵作為敏感元件的功能型光纖傳感器，其傳感原理是利用光纖材料的光敏性，用 紫外光的空間干涉條紋在纖芯內(nèi)形成空間相位光柵，根據(jù)外界物理參量對反射布拉格光柵 中心波長的影響來反向檢測外界物理值。對布拉格光柵中心波長有影響的物理量有兩種 溫度和應(yīng)力。并且，布拉格光柵中心波長的變化與溫度和應(yīng)力呈線性關(guān)系，由于光纖本身的 絕緣性，光信號不易受電磁環(huán)境影響等特性，將光纖布拉格光柵植入絕緣子中可以有效地 監(jiān)測絕緣子的應(yīng)力和溫度的變化，同時不影響絕緣子在高壓環(huán)境中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種為滿足電力系統(tǒng)安全運(yùn)行、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的 要求，采用光纖光柵植入到絕緣子芯棒中，可實(shí)時、在線自動監(jiān)測絕緣子的應(yīng)力和溫度的植 入光纖光柵的IlOkV復(fù)合絕緣子。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是按如下方式實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明所述植入光纖光柵的 IlOkV復(fù)合絕緣子包括光纖、白套管、金屬軟套管、戶外鎧裝套管及芯棒；光纖上設(shè)置有光 柵；在光纖的尾纖部分套接有白套管，在白套管的外側(cè)套接有金屬軟套管，在金屬軟套管的 外側(cè)套接有戶外鎧裝套管；芯棒上刻有包括槽一、槽二及槽三的階梯槽；金屬軟套管固定 連接于槽一內(nèi)，金屬軟套管覆蓋區(qū)終止截面與槽一的右端面重合；白套管固定連接于槽二 內(nèi)，白套管覆蓋區(qū)終止截面與槽二的右端面重合；未套套管的光纖部分固定連接于槽三內(nèi)； 固定好光纖的芯棒外側(cè)用密封膠密封。
所述光纖的直徑為250um。所述光柵共13個，其均勻分布在1205mm的光纖上，尾纖長度至少保留500mm。所述白套管的直徑為900um，白套管覆蓋區(qū)終止截面距光柵覆蓋區(qū)起始截面右側(cè) 150mm ；所述白套管為耐高溫套管。所述金屬軟套管的直徑為1. 5mm，金屬軟套管覆蓋區(qū)終止截面距光柵覆蓋區(qū)起始 截面左側(cè)5mm。所述戶外鎧裝套管的直徑為3mm，戶外鎧裝套管區(qū)終止截面距金屬軟套管覆蓋區(qū) 終止截面左側(cè)5mm。所述芯棒直徑為18mm，總長為1425mm ；槽一為2. 5mmX 2. 5mm距芯棒左端3mm長的 槽；槽二為1. 5mmX 1. 5mm距槽一的右端155mm長的槽；槽三為ImmX Imm的槽，槽三的長度 為從槽二的右端開始一直到芯棒的右端終止。本發(fā)明的加工實(shí)施方式的步驟如下1、光柵的加工根據(jù)IlOkV絕緣子的長度要求，設(shè)計(jì)13個光柵均勻分布在1205mm 的光纖上，尾纖長度至少保留500mm ；2、光纖的封裝在光纖的尾纖部分的對應(yīng)位置套上了白套管，在白套管上套上金 屬軟套管，在金屬軟套管套上戶外鎧裝套管；3、將封裝好的光纖放入芯棒槽中的對應(yīng)位置；4、將芯棒槽中的光纖的兩端用502膠水固定；5、將AB膠以1 1比例混合后填入2. 5mmX 2. 5mm槽一中，用牙簽頂住金屬軟套
管在槽一內(nèi)，直到膠干；6、用按1 10比例調(diào)勻的353nd膠填充1. 5mmX 1. 5mm的槽二和1_X Imm的槽 三；在填充353nd膠的過程中，要盡量避免產(chǎn)生氣泡，如有氣泡必須用牙簽將它挑破。7、將芯棒放入硫化箱中，在160°C 170°C環(huán)境下烘烤4小時。8、將芯棒按正常的生產(chǎn)絕緣子的工序進(jìn)行擠包，套傘。9、在絕緣子的低壓端金具上打孔，將尾纖從孔中伸出，進(jìn)行金具壓接，再按正常的 工序進(jìn)行界面的密封。這套工藝的核心是確保光纖的存活，同時對復(fù)合絕緣子不能做大的改動，在生產(chǎn) 的過程中有高溫，金具壓接等步驟，很容易造成光纖的折斷。本發(fā)明的積極效果本發(fā)明所述植入光纖光柵的IlOkV復(fù)合絕緣子是一種可實(shí) 時、在線自動監(jiān)測絕緣子的應(yīng)力和溫度的高壓復(fù)合絕緣子。依據(jù)國家電網(wǎng)《標(biāo)稱電壓高于 1000V交流架空線路用復(fù)合絕緣子使用導(dǎo)則DL/T864-2004》的要求，每1_2個月進(jìn)行巡視， 每3-5年從桿塔上抽取絕緣子送至試驗(yàn)室進(jìn)行性能檢驗(yàn)。采用光纖復(fù)合絕緣子的方法可 以避免定期抽樣檢驗(yàn)，并且能夠?qū)崟r對復(fù)合絕緣子狀況進(jìn)行監(jiān)測。同時我們通過光纖復(fù)合 絕緣子的應(yīng)用，以期組建復(fù)合絕緣子狀態(tài)監(jiān)測網(wǎng)，從而著手開展“用狀態(tài)監(jiān)測指導(dǎo)絕緣子更 換”的方案，以取代“計(jì)劃抽樣” “定時抽樣”的檢修模式；掌握電網(wǎng)主網(wǎng)架輸變電絕緣子的 劣化規(guī)律，從而預(yù)防、減少掉串、閃絡(luò)事故的發(fā)生。該設(shè)計(jì)在不停電的情況下對復(fù)合絕緣子進(jìn)行實(shí)時、在線監(jiān)測，能夠防止掉串、導(dǎo)線 落地、閃絡(luò)事故的發(fā)生，對電網(wǎng)的運(yùn)行提供安全保障，也為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和廣大人民群眾 的生活質(zhì)量提供保障。該項(xiàng)目最直觀的優(yōu)勢在于可以大量節(jié)省人力、財(cái)力，還可以準(zhǔn)確的監(jiān)
4測到人工測量方法很難或不能測量的復(fù)合絕緣子實(shí)時機(jī)械和電氣性能，解決了人工測量方 法帶來的各種問題，填補(bǔ)了國內(nèi)該領(lǐng)域的空白。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1是本發(fā)明的光柵分布示意2是本發(fā)明的光纖封裝示意3是本發(fā)明的芯棒刻槽示意4是本發(fā)明的光纖安放示意中，1光柵2光柵覆蓋區(qū)起始截面3光柵覆蓋區(qū)終止截面 4白套管覆蓋區(qū)終止截面5金屬軟套管覆蓋區(qū)終止截面6戶外鎧裝套管區(qū)終止截面7槽一8槽二9槽三10芯棒 11戶外鎧裝套管12金屬軟套管13白套管 14光纖
具體實(shí)施例方式如圖1至圖4所示，本發(fā)明所述植入光纖光柵的1 IOkV復(fù)合絕緣子包括光纖、白套 管、金屬軟套管、戶外鎧裝套管及芯棒；光纖上設(shè)置有光柵；在光纖的尾纖部分套接有白套 管，在白套管的外側(cè)套接有金屬軟套管，在金屬軟套管的外側(cè)套接有戶外鎧裝套管；芯棒上 刻有包括槽一、槽二及槽三的階梯槽；金屬軟套管固定連接于槽一內(nèi)，金屬軟套管覆蓋區(qū)終 止截面與槽一的右端面重合；白套管固定連接于槽二內(nèi)，白套管覆蓋區(qū)終止截面與槽二的 右端面重合；未套套管的光纖部分固定連接于槽三內(nèi)；固定好光纖的芯棒外側(cè)用密封膠密 封。所述光纖的直徑為250um。所述光柵共13個，其均勻分布在1205mm的光纖上，尾纖長度至少保留500mm。所述白套管的直徑為900um，白套管覆蓋區(qū)終止截面距光柵覆蓋區(qū)起始截面右側(cè) 150mm ；所述白套管為耐高溫套管。所述金屬軟套管的直徑為1. 5mm,金屬軟套管覆蓋區(qū)終止截面距光柵覆蓋區(qū)起始 截面左側(cè)5mm。所述戶外鎧裝套管的直徑為3mm，戶外鎧裝套管區(qū)終止截面距金屬軟套管覆蓋區(qū) 終止截面左側(cè)5mm。所述芯棒直徑為18mm，總長為1425mm ；槽一為2. 5mmX 2. 5mm芯棒左端3mm長的 槽；槽二為1. 5mmX 1. 5mm距槽一的右端155mm長的槽；槽三為ImmX Imm的槽，槽三的長度 為從槽二的右端開始一直到芯棒的右端終止。本發(fā)明的加工實(shí)施方式的步驟如下1、光柵的加工根據(jù)IlOkV絕緣子的長度要求，設(shè)計(jì)13個光柵均勻分布在1205mm 的光纖上，尾纖長度至少保留500mm ；
2、光纖的封裝在光纖的尾纖部分的對應(yīng)位置套上了白套管，在白套管上套上金 屬軟套管，在金屬軟套管套上戶外鎧裝套管；3、將封裝好的光纖放入芯棒槽中的對應(yīng)位置；4、將芯棒槽中的光纖的兩端用502膠水固定；5、將AB膠以1 1比例混合后填入2. 5mmX 2. 5mm槽一中，用牙簽頂住金屬軟套
管在槽一內(nèi)，直到膠干；6、用按1 10比例調(diào)勻的353nd膠填充1. 5mmX 1. 5mm的槽二和1_X Imm的槽 三；在填充353nd膠的過程中，要盡量避免產(chǎn)生氣泡，如有氣泡必須用牙簽將它挑破。7、將芯棒放入硫化箱中，在160°C 170°C環(huán)境下烘烤4小時。8、將芯棒按正常的生產(chǎn)絕緣子的工序進(jìn)行擠包，套傘。9、在絕緣子的低壓端金具上打孔，將尾纖從孔中伸出，進(jìn)行金具壓接，再按正常的 工序進(jìn)行界面的密封。這套工藝的核心是確保光纖的存活，同時對復(fù)合絕緣子不能做大的改動，在生產(chǎn) 的過程中有高溫，金具壓接等步驟，很容易造成光纖的折斷。本發(fā)明的工作過程是本發(fā)明所述植入光纖光柵的IlOkV復(fù)合絕緣子，根據(jù)對布拉格光柵中心波長有影 響的物理量有兩種溫度和應(yīng)力，且布拉格光柵中心波長的變化與溫度和應(yīng)力呈線性關(guān)系 的原理，將光纖布拉格光柵植入復(fù)合絕緣子中可以有效地監(jiān)測絕緣子的應(yīng)力和溫度的變 化，從而起到對復(fù)合絕緣子的機(jī)械性能和絕緣性能的實(shí)時監(jiān)測。
權(quán)利要求
植入光纖光柵的110kV復(fù)合絕緣子，其特征在于包括光纖、白套管、金屬軟套管、戶外鎧裝套管及芯棒；光纖上設(shè)置有光柵；在光纖的尾纖部分套接有白套管，在白套管的外側(cè)套接有金屬軟套管，在金屬軟套管的外側(cè)套接有戶外鎧裝套管；芯棒上刻有包括槽一、槽二及槽三的階梯槽；金屬軟套管固定連接于槽一內(nèi)，金屬軟套管覆蓋區(qū)終止截面與槽一的右端面重合；白套管固定連接于槽二內(nèi)，白套管覆蓋區(qū)終止截面與槽二的右端面重合；未套套管的光纖部分固定連接于槽三內(nèi)；固定好光纖的芯棒外側(cè)用密封膠密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入光纖光柵的IlOkv復(fù)合絕緣子，其特征在于所述光纖 的直徑為250um。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入光纖光柵的IlOkV復(fù)合絕緣子，其特征在于所述光柵 共13個，其均勻分布在1205mm的光纖上，尾纖長度至少保留500mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入光纖光柵的IlOkV復(fù)合絕緣子，其特征在于所述白套 管的直徑為900um，白套管覆蓋區(qū)終止截面距光柵覆蓋區(qū)起始截面右側(cè)150mm ；所述白套管為耐高溫套管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入光纖光柵的IlOkV復(fù)合絕緣子，其特征在于所述金屬 軟套管的直徑為1. 5mm，金屬軟套管覆蓋區(qū)終止截面距光柵覆蓋區(qū)起始截面左側(cè)5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入光纖光柵的IlOkV復(fù)合絕緣子，其特征在于所述戶外 鎧裝套管的直徑為3mm，戶外鎧裝套管區(qū)終止截面距金屬軟套管覆蓋區(qū)終止截面左側(cè)5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入光纖光柵的IlOkV復(fù)合絕緣子，其特征在于所述芯 棒直徑為18mm，總長為1425mm;槽一為2. 5mmX2. 5mm距芯棒左端3mm長的槽；槽二為 1. 5mmX 1. 5mm距槽一的右端155mm長的槽；槽三為ImmX Imm的槽，槽三的長度為從槽二的 右端開始一直到芯棒的右端終止。
8.一種實(shí)施加工植入光纖光柵的IlOkV復(fù)合絕緣子方法，其特征在于本發(fā)明的加工 實(shí)施方式的步驟為(1)光柵的加工根據(jù)IlOkV絕緣子的長度要求，設(shè)計(jì)13個光柵均勻分布在1205mm的 光纖上，尾纖長度至少保留500mm ；(2)光纖的封裝在光纖的尾纖部分的對應(yīng)位置套上了白套管，在白套管上套上金屬 軟套管，在金屬軟套管套上戶外鎧裝套管；(3)將封裝好的光纖放入芯棒槽中的對應(yīng)位置；(4)將芯棒槽中的光纖的兩端用502膠水固定；(5)將AB膠以1 1比例混合后填入2. 5mmX 2. 5mm槽一中，用牙簽頂住金屬軟套管在 槽一內(nèi)，直到膠干；(6)用按1 10比例調(diào)勻的353nd膠填充1. 5謹(jǐn)X 1. 5謹(jǐn)?shù)牟鄱?謹(jǐn)X 1謹(jǐn)?shù)牟廴?在填充353nd膠的過程中，要盡量避免產(chǎn)生氣泡，如有氣泡必須用牙簽將它挑破。(7)將芯棒放入硫化箱中，在160°C 170°C環(huán)境下烘烤4小時。(8)將芯棒按正常的生產(chǎn)絕緣子的工序進(jìn)行擠包，套傘。(9)在絕緣子的低壓端金具上打孔，將尾纖從孔中伸出，進(jìn)行金具壓接，再按正常的工 序進(jìn)行界面的密封。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高壓絕緣子，特別是一種將光纖光柵植入到絕緣子芯棒中，可實(shí)時、在線自動監(jiān)測絕緣子的應(yīng)力和溫度的植入光纖光柵的110kV復(fù)合絕緣子；本發(fā)明包括光纖、白套管、金屬軟套管、戶外鎧裝套管及芯棒；光纖上設(shè)置有光柵；在光纖的尾纖部分套接有白套管，在白套管的外側(cè)套接有金屬軟套管，在金屬軟套管的外側(cè)套接有戶外鎧裝套管；芯棒上刻有包括槽一、槽二及槽三的階梯槽；金屬軟套管固定連接于槽一內(nèi)，金屬軟套管覆蓋區(qū)終止截面與槽一的右端面重合；白套管固定連接于槽二內(nèi)，白套管覆蓋區(qū)終止截面與槽二的右端面重合；未套套管的光纖部分固定連接于槽三內(nèi)；固定好光纖的芯棒外側(cè)用密封膠密封。
文檔編號G01L1/24GK101986398SQ20101050085
公開日2011年3月16日 申請日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9日
發(fā)明者任靈, 劉生琳, 孫巍巍, 段茂盛, 王曉林, 翟國慶 申請人:甘肅省電力公司金昌供電公司;武漢康普常青軟件技術(shù)有限公司