CN102879717A - 一种对电缆局部放电在线检测的传感系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种对电缆局部放电在线检测的传感系统，包括传感器单元、滤波单元、信号调理单元及信号显示单元，传感器单元安装在被测电缆的两端及电缆接头处，传感器单元经同轴电缆与滤波单元连接，滤波单元、信号调理单元及信号显示单元依次连接，滤波单元将传感器单元检测到的电流信号经过滤波处理后输出到信号调理单元中，信号调理单元将信号调理放大后传递给信号显示单元中输出显示。与现有技术相比，本发明不影响电缆本体的绝缘性能，特别适用于电缆附件的局放检测，比常规局放测量有更高的灵敏度，能耦合到电缆接头75pC的放电脉冲信号，并且使用时不需要改变电缆本体，现场安装方便。
Description
技术领域
本发明涉及电力故障探测领域，尤其是涉及一种对电缆局部放电在线检测的传感系统。
背景技术
电力电缆线路以其占用通道资源小、供电可靠性高、维护工作量少等优点，越来越广泛地应用于城市电网，并有逐步取代架空输、配电线路的趋势。特别是在上海、北京、广州、深圳、青岛等经济发达城市和地区，电缆化率已高达90％以上。由此可见，电力电缆的安全可靠运行直接关系到城市电网供电可靠性，以及社会的稳定、经济发展和人们生活质量。
电缆本体或附件绝缘中存在某一点或多点的缺陷，如微孔、杂质、半导电层表面突起或凹陷等，使得该点局部电场畸变。当畸变电场强度超过绝缘介质的击穿场强时，该点发生局部击穿放电现象，所产生的放电脉冲电流信号沿电缆线路传播。此外，局部击穿放电现象还会以声、光、热等形式表现出来。
由于电缆电容量很大，以往对电缆进行交流耐压试验很困难。但通过电感补偿，采取谐振的方法，在现场对电缆主绝缘进行交流耐压试验已经比较方便了。由于在交流试验电压下，电缆主绝缘的电压分布与运行电压下的相一致，且同时可以进行介质损耗因数和局部放电测量，对于发现局部大型缺陷有着不可替代的作用，因而成为诊断电缆绝缘状态的重要现场试验。根据国外相关研究，在U/U0≤3的情况下(U为试验电压)，0.1Hz和50Hz对电缆主绝缘内的水树枝增长及局部放电脉冲重复频率影响不大。但没有试验电压频率高于50Hz下的研究数据，因此，当采用谐振耐压装置进行试验时，频率暂定不超过300Hz，且需要进行专门研究并积累试验经验。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有更高灵敏度的对电缆局部放电在线检测的传感系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种对电缆局部放电在线检测的传感系统，该传感系统包括传感器单元、滤波单元、信号调理单元及信号显示单元，所述的传感器单元安装在被测电缆的两端及电缆接头处，传感器单元经同轴电缆与滤波单元连接，所述的滤波单元、信号调理单元及信号显示单元依次连接，滤波单元将传感器单元检测到的电流信号经过滤波处理后输出到信号调理单元中，信号调理单元将信号调理放大后传递给信号显示单元中输出显示。
所述的传感器单元包括电感型带状传感器、高频电流传感器、声发射传感器、金属膜电极传感器、电容型带状传感器及超高频传感器，所述的电感型带状传感器及高频电流传感器设在被测电缆的一端，所述的声发射传感器、金属膜电极传感器及电容型带状传感器设置在被测电缆的电缆接头处，所述的超高频传感器设在被测电缆的另一端。
所述的电感型带状传感器包括第一绝缘层、第二绝缘层和第一金属箔电极，所述的第一绝缘层紧贴在被测电缆的本体，第一绝缘层的外部设置第一金属箔电极，第一金属箔电极的外部设置第二绝缘层。
所述的电容型带状传感器包括第三绝缘层、第二金属箔电极、半导电层及金属屏蔽层，所述的第三绝缘层紧贴在被测电缆的本体，第三绝缘层的外部设置第二金属箔电极，所述的半导电层及金属屏蔽层依次设置在金属箔电极的外侧。
所述的传感器单元还包括方向耦合器，该方向耦合器设置在被测电缆的电缆接头处。
所述的被测电缆的两端套设有屏蔽护套。
与现有技术相比，本发明采用的电感耦合法和电容耦合法不影响电缆本体的绝缘性能，特别适用于电缆附件的局放检测，比常规局放测量有更高的灵敏度，能耦合到电缆接头75pC的放电脉冲信号，并且使用时不需要改变电缆本体，现场安装方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为传感器单元安装时的结构示意图。
图中，1为被测电缆、11为电缆接头、12为屏蔽护套、2为传感器单元、21为电感型带状传感器、22为高频电流传感器、23为声发射传感器、24为金属膜电极传感器、25为电容型带状传感器、26为超高频传感器、27为方向耦合器、3为滤波单元、4为信号调理单元、5为信号显示单元。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种对电缆局部放电在线检测的传感系统，其结构如图1-2所示，该传感系统包括传感器单元2、滤波单元3、信号调理单元4及信号显示单元5，传感器单元2安装在被测电缆1的两端及电缆接头11处，在被测电缆1的两端套设有屏蔽护套12。传感器单元2经同轴电缆与滤波单元3连接，滤波单元3、信号调理单元4及信号显示单元5依次连接，滤波单元3将传感器单元2检测到的电流信号经过滤波处理后输出到信号调理单元4中，信号调理单元4将信号调理放大后传递给信号显示单元5中输出显示。
传感器单元2包括电感型带状传感器21、高频电流传感器22、声发射传感器23、金属膜电极传感器24、电容型带状传感器25及超高频传感器26，其中，电感型带状传感器21及高频电流传感器22设在被测电缆1的一端，声发射传感器23、金属膜电极传感器24及电容型带状传感器25设置在被测电缆1的电缆接头11处，超高频传感器26设在被测电缆1的另一端。另外，传感器单元2还包括方向耦合器27，该方向耦合器27设置在被测电缆的电缆接头11处。
使用的电感型带状传感器21包括第一绝缘层、第二绝缘层和第一金属箔电极，第一绝缘层紧贴在被测电缆的本体，第一绝缘层的外部设置第一金属箔电极，第一金属箔电极的外部设置第二绝缘层。电容型带状传感器25包括第三绝缘层、第二金属箔电极、半导电层及金属屏蔽层，第三绝缘层紧贴在被测电缆的本体，第三绝缘层的外部设置第二金属箔电极，半导电层及金属屏蔽层依次设置在金属箔电极的外侧。
电感耦合法和电容耦合法不影响电缆本体的绝缘性能，特别适用于电缆附件的局放检测，比常规局放测量有更高的灵敏度。但是由于高频信号衰减比低频严重，且中间接头为电缆线路绝缘最薄弱环节，故在线检测需安装多个传感器且尽量靠近电缆中间接头，而且传感器制作时须结合接头安装同时进行电感耦合法传感器。
Claims (6)
1.一种对电缆局部放电在线检测的传感系统，其特征在于，该传感系统包括传感器单元、滤波单元、信号调理单元及信号显示单元，所述的传感器单元安装在被测电缆的两端及电缆接头处，传感器单元经同轴电缆与滤波单元连接，所述的滤波单元、信号调理单元及信号显示单元依次连接，滤波单元将传感器单元检测到的电流信号经过滤波处理后输出到信号调理单元中，信号调理单元将信号调理放大后传递给信号显示单元中输出显示。
2.根据权利要求1所述的一种对电缆局部放电在线检测的传感系统，其特征在于，所述的传感器单元包括电感型带状传感器、高频电流传感器、声发射传感器、金属膜电极传感器、电容型带状传感器及超高频传感器，所述的电感型带状传感器及高频电流传感器设在被测电缆的一端，所述的声发射传感器、金属膜电极传感器及电容型带状传感器设置在被测电缆的电缆接头处，所述的超高频传感器设在被测电缆的另一端。
3.根据权利要求2所述的一种对电缆局部放电在线检测的传感系统，其特征在于，所述的电感型带状传感器包括第一绝缘层、第二绝缘层和第一金属箔电极，所述的第一绝缘层紧贴在被测电缆的本体，第一绝缘层的外部设置第一金属箔电极，第一金属箔电极的外部设置第二绝缘层。
4.根据权利要求2所述的一种对电缆局部放电在线检测的传感系统，其特征在于，所述的电容型带状传感器包括第三绝缘层、第二金属箔电极、半导电层及金属屏蔽层，所述的第三绝缘层紧贴在被测电缆的本体，第三绝缘层的外部设置第二金属箔电极，所述的半导电层及金属屏蔽层依次设置在金属箔电极的外侧。
5.根据权利要求2或3或4所述的一种对电缆局部放电在线检测的传感系统，其特征在于，所述的传感器单元还包括方向耦合器，该方向耦合器设置在被测电缆的电缆接头处。
6.根据权利要求1所述的一种对电缆局部放电在线检测的传感系统，其特征在于，所述的被测电缆的两端套设有屏蔽护套。
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