CN102185273A - 一种具有局部放电检测功能的电缆终端 - Google Patents

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Abstract

一种具有局部放电检测功能的电缆终端，电缆导体连接金具(1)安装在交联聚乙烯电缆(13)的末端，套有应力锥(2)的交联聚乙烯电缆(13)穿入环氧树脂套管(3)内。锥托(4)将应力锥(2)顶紧在环氧树脂套管(3)的内壁上。环氧套管(3)的尾部与分段式尾管(7)连接。锥托(4)与交联聚乙烯电缆(13)的屏蔽层(9)相连。锥托(4)的后部安装有感应线圈屏蔽盒(5)和局部放电检测线圈(14)，通过感应流过交联聚乙烯电缆(13)的屏蔽层(9)的局放脉冲电流来检测所述电缆终端内部的局部放电情况；安装在分段式尾管(7)的外壁上的信号处理单元(6)通过铝合金屏蔽管(10)与感应线圈屏蔽盒(5)上的接线柱(15)连接。

Description

一种具有局部放电检测功能的电缆终端
技术领域
本发明涉及一种超高压电缆附件，特别涉及一种适用于110kV～220kV电压等级的交联聚乙烯电缆终端。
背景技术
随着我国电力工业的飞速发展，城网改造正越来越多地采用交联聚乙烯电缆，相应的交联聚乙烯电缆终端被广泛地应用于电力系统各个电压等级的输配电网中。因为电缆终端安装过程中电缆外金属屏蔽层被切断，造成屏蔽层切断处电位的等位面弯曲，沿电缆长度方向的电场极不均匀，不仅有电场的径向分量，还有轴向分量，使得在金属屏蔽层切断处电场强度集中现象最为严重、最易突变；同时，电缆终端都是现场人工制作安装，其绝缘品质往往低于电缆本体。随着电缆终端的长期运行，其内逐步在绝缘的局部缺陷处发生局部放电，局部放电会慢慢损坏绝缘缩短绝缘的使用寿命，最终导致绝缘击穿。因此对电缆终端运行中局部放电的检测十分重要。但目前所有电缆终端在通电运行后，存在的重要问题就是没有任何方法能够检测其运行的绝缘水平和局部放电状况，这主要是因为电缆终端内部结构极其紧凑，电场集中，结构设计必须符合其绝缘等级要求，此外其内部信号也干扰较大。
中国专利200710051676.3的发明专利提出了一种智能监测型超高压电缆附件的结构，这种结构在电缆终端的套管里预埋了测量光纤和光纤套管，测量光纤绕包在应力锥表面，通过测量光纤测量电缆终端内部绝缘状态信号。由于电缆终端的应力锥与套管的结构设计需经过严格的电场校核，因此引入测量光纤的应力锥和套管会使电缆终端内部电场分布发生改变。在保证电缆终端外形安装尺寸不变的条件下，必然会降低电缆终端内部的绝缘等级，而且这种结构制造工艺复杂，实际可操作性难度大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种具有局部放电检测功能的电缆终端，本发明在保障电缆终端内部绝缘结构的基础之上，能够自动检测电缆终端内部的局部放电状况，保障电缆终端的绝缘寿命。
本发明的电缆终端包括电缆导体连接金具、应力锥、环氧树脂套管、锥托、感应线圈屏蔽盒、局部放电检测线圈、信号处理单元、分段式尾管等几部分。电缆导体连接金具安装在交联聚乙烯电缆末端，电缆导体连接金具后面的交联聚乙烯电缆上套有应力锥。带有电缆导体连接金具和应力锥的交联聚乙烯电缆穿入环氧树脂套管内，由锥托将应力锥顶紧在环氧树脂套管的内壁上。环氧套管通过安装法兰固定在与交联聚乙烯电缆连接的电器的器箱上，环氧套管的尾部与分段式尾管相连接。
所述的电缆终端锥托通过其上的螺杆用铜编织带与交联聚乙烯电缆的屏蔽层相连。
所述的电缆终端锥托后部安装有感应线圈屏蔽盒和局部放电检测线圈，通过感应流过电缆屏蔽层的局放脉冲电流来检测电缆终端内部的局布放电情况。
所述的感应线圈屏蔽盒为铝合金材料制作，屏蔽盒分为上下两个中空的环型，屏蔽盒外侧装有法兰盘，以便感应线圈屏蔽盒能够通过螺杆固定在锥托底盘的后部，使局部放电检测线圈距离电缆绝缘断裂处最近，增加检测信号的强度。屏蔽盒上下两个中空的环形结构的尺寸针对局部放电检测线圈而设计，可使局部放电检测线圈很好的安放并固定在空隙中，这样的结构既可屏蔽部分来自空间的电磁干扰又可使局部放电检测线圈免遭磕碰和磨损，起到良好的保护作用。
所述的局部放电检测线圈安装在感应线圈屏蔽盒内部，由接线柱穿过感应线圈屏蔽盒将检测信号引出。
所述的信号处理单元安装在电缆终端分段式尾管的外壁上，信号处理单元在尾管内通过铝合金屏蔽管与感应线圈屏蔽盒上的接线柱相连接。局部放电检测线圈检测到的局部放电信号经接线柱传入信号处理单元，依次经过信号处理单元内部的滤波放大电路、数据采集电路，最后通过通讯接口提供给外部监测装置检测。由于电缆终端的局部放电信号弱、幅值小，外界强电磁场干扰多，因此必须由信号处理单元内的宽频带滤波器和高倍数的放大器等抗干扰技术对信号滤波放大，以提供给外部监测装置检测。信号处理单元为有源装置，采用电池供电，因此信号处理单元内还有电池供电管理电路，具有电池电量检测功能，可以方便更换电池。
所述的电缆终端尾管为分段式尾管，分段式尾管分为两段，通过螺纹相连接。在上段尾管外壁安装有信号处理单元，这样的结构设计便于信号处理单元的内部接线和检修。
本发明由于采用了以上技术方案，与现有技术相比有以下优势：
本发明可以自动检测电缆终端内部局部放电状况，为监测运行中的电缆终端的绝缘状况提供了保证，提高了电缆终端的运行可靠性。
本发明的感应线圈屏蔽盒既屏蔽了来自空间的电磁干扰又解决了局部放电检测线圈的安装问题。
同时由于本发明的感应线圈屏蔽盒、局部放电检测线圈等单元均安装于电缆终端的锥托后部，与锥托一起做接地连接，从而不改变电缆终端前端应力锥和环氧树脂套管的电场分布，保证了电缆终端内部绝缘结构的可靠性。
附图说明
图1是本发明实施方式一的结构示意图，图中：1电缆导体连接金具；2应力锥；3环氧树脂套管；4锥托；5感应线圈屏蔽盒；6信号处理单元；7分段式尾管；8安装螺杆；9电缆屏蔽层；10铝合金屏蔽管；11安装法兰；12交联聚乙烯电缆连接的电器箱；13交联聚乙烯电缆；
图2是本发明的感应线圈屏蔽盒、局部放电检测线圈、信号处理单元部分的局部结构示意图；
图3是本发明感应线圈屏蔽盒结构示意图，图中：5感应线圈屏蔽盒；14局部放电检测线圈；15接线柱；
图4是本发明信号处理单元内部电路结构示意图，图中：16滤波电路、17放大电路、18数据采集电路、19通讯接口、20电池供电管理电路；
图5是本发明分段式尾管结构示意图，图中：21上段尾管；22下段尾管；23连接螺纹。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
图1为本发明的具体实施方式。本发明包括电缆导体连接金具1、应力锥2、环氧树脂套管3、锥托4、感应线圈屏蔽盒5、局部放电检测线圈14、信号处理单元6、分段式尾管7。
电缆导体连接金具1安装在交联聚乙烯电缆13末端，电缆导体连接金具1后面的交联聚乙烯电缆13上套有应力锥2。带有电缆导体连接金具1和应力锥2的交联聚乙烯电缆13穿入环氧树脂套管3内，锥托4将应力锥2顶紧在环氧树脂套管3的内壁上。环氧树脂套管3通过安装法兰11固定在与交联聚乙烯电缆连接的电器箱12上，环氧套管3的尾部与分段式尾管7相连接。
图2为感应线圈屏蔽盒5、局部放电检测线圈14、信号处理单元6等几部分的局部结构示意图。锥托4通过其上安装的螺杆8用铜编织带与交联聚乙烯电缆的屏蔽层9相连。锥托4的后部安装有感应线圈屏蔽盒5和局部放电检测线圈14，通过感应流过电缆屏蔽层9的局放脉冲电流来检测电缆终端内部的局部放电情况。
本实施方式的在电缆终端分段式尾管7的外壁上安装有信号处理单元6，信号处理单元6在尾管内通过铝合金屏蔽管10与感应线圈屏蔽盒上的接线柱15相连接。所述的感应线圈屏蔽盒5为铝合金材料，感应线圈屏蔽盒5为上下两个中空的环型结构，外侧装有法兰盘，使感应线圈屏蔽盒5能够通过安装螺杆8固定在锥托4的后部。
图3为感应线圈屏蔽盒和局部放电检测线圈结构示意图。感应线圈屏蔽盒5中间中空的环型结构尺寸针对局部放电检测线圈14而设计，可使局部放电检测线圈14很好的安放并固定在中空的环型结构中。局部放电检测线圈14安装在感应线圈屏蔽盒5内部，由接线柱15引出其信号线。
图4为信号处理单元内部电路结构图，检测到的局部放电信号由接线柱15传进信号处理单元6，依次经过其内部的滤波电路16、放大电路17、数据采集电路18，最后通过通讯接口19提供给外部监测装置检测。信号处理单元6为有源装置，采用电池供电，因此信号处理单元内还有电池供电管理电路20，具有电池电量检测功能，可以方便更换电池。
图5为电缆终端分段式尾管结构示意图。本实施方式的电缆终端的尾管7为分段式尾管，分为两段，两段之间通过连接螺纹18相连接。安装时先完成上段尾管16内部信号处理单元6与感应线圈屏蔽盒5的接线，再旋紧下段尾管17，完成整个电缆终端尾管的密封。

Claims (3)

1.一种具有局部放电检测功能的电缆终端，其特征在于，所述的电缆终端包括电缆导体连接金具(1)、应力锥(2)、环氧树脂套管(3)、锥托(4)、感应线圈屏蔽盒(5)、局部放电检测线圈(14)、信号处理单元(6)、分段式尾管(7)；电缆导体连接金具(1)安装在交联聚乙烯电缆(13)的末端，电缆导体连接金具(1)后面的交联聚乙烯电缆(13)上套有应力锥(2)；带有电缆导体连接金具(1)和应力锥(2)的交联聚乙烯电缆(13)穿入环氧树脂套管(3)内，锥托(4)将应力锥(2)顶紧在环氧树脂套管(3)的内壁上；环氧树脂套管(3)通过安装法兰(11)固定在与交联聚乙烯电缆(13)连接的电器箱(12)上，环氧套管(3)的尾部与分段式尾管(7)连接；锥托(4)通过螺杆(8)用铜编织带与交联聚乙烯电缆(13)的屏蔽层(9)相连；锥托(4)的后部安装有感应线圈屏蔽盒(5)和局部放电检测线圈(14)，通过感应流过交联聚乙烯电缆(13)的屏蔽层(9)的局放脉冲电流来检测所述电缆终端内部的局部放电情况；分段式尾管(7)的外壁上安装有信号处理单元(6)，信号处理单元(6)在尾管内通过铝合金屏蔽管(10)与感应线圈屏蔽盒(5)上的接线柱(15)连接。
2.按照权利要求1所述的具有局部放电检测功能的电缆终端，其特征在于，所述的感应线圈屏蔽盒(5)为上下两个中空的环型结构，外侧装有法兰盘，感应线圈屏蔽盒(5)通过安装螺杆(8)固定在锥托(4)的后部；固定在感应线圈屏蔽盒(5)内，感应线圈屏蔽盒(5)上的接线柱(15)引出的局部放电检测线圈(14)信号线。
3.根据权利要求1所述的具有局部放电检测功能的电缆终端，其特征在于，所述的信号处理单元(6)由滤波放大电路、数据采集电路、数据传输处理电路和电池供电管理电路组成；局部放电检测线圈(14)检测到的局部放电信号经接线柱(15)传入信号处理单元(6)，依次经过信号处理单元(6)内部的滤波放大电路、数据采集电路，最后通过通讯接口提供给外部监测装置检测。
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