发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能化充油式户外电力终端。

本发明还提供一种上述智能化充油式户外电力终端的工作方法。

本发明的技术方案为：

一种智能化充油式户外电力终端，包括套管和设置在套管内部的应力锥；套管的上下两端分别通过上部金具和底部法兰进行密封；在套管内部、应力锥的四周填充有绝缘油；在套管内部、绝缘油的顶部填充有空气；所述上部金具的外侧圆周上设置有环形弹性气囊，环形弹性气囊环绕电力终端一周并与套管内的空腔连通；所述环形弹性气囊包裹在屏蔽金具内，所述屏蔽金具为圆管状密闭空腔；所述底部法兰上贯穿设置有传感器，传感器的感应端与套管内的绝缘油接触，传感器的输出端与数据传输单元连接；所述传感器集成温度模块和压力模块。

套管、应力锥属于常规充油户外终端结构的主要部件；传感器、数据传输单元属于智能化监测与信号传输装置；屏蔽金具、环形弹性气囊属于套管内部空气压力调节装置。

环形弹性气囊与套管内的空气连通，通过自由收缩膨胀调节套管内部的气压，使其始终保持在一个大气压，以校准传感器的准确度。屏蔽金具可以屏蔽套管上部的电场分布，并对气囊起到保护作用。

同时考虑到气囊处于高电压区域，屏蔽金具可屏蔽气囊附近场强，保证产品运行安全。

优选的，所述上部金具顶部设置有防晕罩。由于上部金具上表面存在螺栓等凸起结构，容易引起尖端放电，防晕罩起到屏蔽防护作用，防止尖端放电的发生，同时起到防水等保护作用。

优选的，所述传感器贯穿底部法兰并与底部法兰密封连接；所述屏蔽金具固定设置在上部金具上。

优选的，环形弹性气囊与套管内的空腔通过连通管连通；所述连通管内设置有过滤网。过滤网避免异物进入套管内部。

优选的，所述屏蔽金具内部压力与外部气压相同。屏蔽金具内部始终保持一个大气压，保证气囊不受外部阻力限制自由收缩膨胀。

优选的，所述环形弹性气囊的初始状态为干瘪状态。

优选的，所述上部金具上设置有泄压口，泄压口外侧一端通过盖板密封。

一种上述智能化充油式户外电力终端的工作方法，包括步骤如下：

1)当环境温度升高时，套管内上部的空气体积膨胀，套管内气压增大，套管内的空气被挤压到环形弹性气囊中，直到套管内的气压达到稳态；

2)当环境温度降低时，套管内上部的空气体积收缩，套管内气压降低，环形弹性气囊中的空气补充到套管内部，直到套管内的气压达到稳态；

3)传感器与绝缘油直接接触，实时测量绝缘油的温度和探头位置的油压；通过压力、温度、密度计算得到绝缘油的液位高度；如果绝缘油的液位高度低于设定液位则输出报警信息；

4)当套管内的气压急剧增大时，内部高压气体充满环形弹性气囊，同时高压气体将所述盖板炸开，通过泄压口进行泄压。

优选的，所述数据传输单元将传感器测得的温度、压力数据转换为串口数据通过无线通信网络进行无线传送，通过后台计算机系统进行液位计算和电力端的监控，并通过显示屏显示。

优选的，绝缘油的液位高度的计算公式为：

其中，ρ是在环境温度下绝缘油的密度，h是绝缘油的液位高度，P是传感器实测压力，P_内是套管内部空气压力，P_外是套管外的大气压，加装气囊后，P_内＝P_外。

本发明的有益效果是：

1.本发明通过调节套管内部空气压力，实现传感器压力的校准，从而准确获得液位高度，达到内部压力自动调节的技术效果；具体的，通过环形弹性气囊的膨胀、收缩抵消空气压力对传感器测量数据引起的误差，当外环境温度升高，考虑到空气的膨胀系数比绝缘油的膨胀系数高一个数量级，因此套管内的压力增大主要由于空气的膨胀引起，通过环形弹性气囊结构使套管内始终保持一个大气压，最终实现绝缘油高度无变化，如液位下降，则判定有漏油的隐患。

2.本发明通过弹性气囊和泄压口构成双级泄压结构，即能应对平缓的压力波动又能对抗剧烈的压力波动；在上部金具设置多个泄压口，当产品遇到异常情况(套管内发生爆炸) 时，可将内部急剧增大的压力通过气囊、泄压口紧急泄压，避免套管炸碎造成周围人员、设备的二次损失；

3.本发明所述环形弹性气囊结构设置在电力终端的外圆周上，该结构设计为不占用上部金具空间，为泄压口提供安装空间，同时提供泄压空间；另外，环形弹性气囊的上述结构设计，避开了泄压口，避免气囊被泄压损坏。