CN105044565A - 一种电容式环网电缆局部放电传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电容式环网电缆局部放电传感器，所述的局部放电传感器主要包括：钛合金平板，包覆在环网电缆护套上，与环网电缆内部的钢铠之间形成一个平板电容器，耦合电缆局部放电产生的高频信号；绝缘板，与钛合金平板链接，包覆在钛合金平板上，阻挡外界环境对其耦合到的高频信号的干扰；高频滤波电路，滤除杂波；金属盒：装在高频滤波电路上，防水防灰防腐蚀，保护电路不受外界环境破坏；TNC接头，用于接收经过滤波之后的局部放电高频信号。该电容式环网电缆局部放电传感器是通过包裹在环网电缆护套上的钛合金方形平板与环网电缆内部的铠钢形成一个平板电容器，耦合电缆的局部放电产生的高频信号，绝缘板隔断外界对高频信号的干扰，金属盒内的滤波电路，使其滤除杂波，TNC接头引出金属盒内的高频信号。

Description

一种电容式环网电缆局部放电传感器

技术领域

本发明涉及电气设备检测仪器领域，具体涉及到一种电容式环网电缆局部放电传感器.

背景技术

电缆附件中，电缆终端和中间接头是最容易发生局放故障的位置，不合格的工艺和施工安装人员的技术不熟练都有可能导致电缆附件存在隐患，诱发局放故障和击穿故障。一旦出现电缆事故，将会影响人民生活，对国家、企业、个人造成经济损失。

局部放电检测一直是电缆绝缘非破坏性电气检验的主要项目，越来越被看作是一种最有效的绝缘诊断方法，目的是观察和研究局部放电引起的绝缘老化问题。

国内外运行经验和研究成果表明：XLPE电力电缆性能早期劣化或使用寿命很大程度上取决于其绝缘介质的树枝状老化，而局部放电测量是定量分析树枝状劣化程度的有效方法之一。

国内外现有技术，一般采用脉冲电流传法或是超高频法等手段，实现对电缆接头的局部放电水平进行监测，判断其老化程度。目前监测方法的缺陷在于检测装置有延迟，对外界信号的抗干扰能力较弱。另外，由于局部放电发生在绝缘的局部缺陷处，在发生的初期放电量很小，所以是不会影响绝缘能力的，因此也极易被忽视。但是局部放电在绝缘长期受电压作用下会慢慢损坏绝缘，进而缩短绝缘的使用寿命。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提出一种电容式环网电缆局部放电传感器，实现环网电缆局部放电高频信号的耦合。

本发明的技术方案是：

一种电容式环网电缆局部放电传感器，其特征在于：包括：

环网电缆，所述环网电缆由内之外依次为环网电缆电芯，周向设置于环网电缆电芯外侧的绝缘层，绝缘层外部包裹钢铠层，钢铠层外侧设置有环网电缆护套；

金属板，包裹在环网电缆护套上，用于耦合环网电缆局部放电产生的高频信号；

绝缘板，包裹在金属板上，用于隔断外界环境对耦合到的信号的干扰；

金属盒，设置于绝缘板上，用于与外界的防护，内部设有滤波装置，所述滤波装置为滤波电路，该滤波电路用于滤除高频信号中的杂波信号，使高频信号通过；

TNC接头，引出从金属盒里的滤波电路处理过的高频信号，便于连接其他电器设备。

进一步地，所述滤波电路由铠钢层和金属板构成平板电容器C1、电容器C2及与电容器C2并联的电阻R1组成，所述滤波电路接有TNC接头和接地线。

进一步地，所述电容式环网电缆局部放电传感器采用开合包覆式结构，可方便地包裹在电缆中间接头上，来耦合高频信号。

进一步地，所述绝缘板采用绝缘性能、抗冲击能力良好的PP材料。

进一步地，所述金属板采用耐腐蚀性能的钛合金材料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

1.该传感器采用开合包覆式结构，可方便地安装在电缆中间接头上来耦合高频电流信号，安装方便，不影响电缆运行。

2.该传感器根据电缆的结构，将电缆的铠钢和金属板，构成一个平行电容器，就物取材，节省材料。

3.传感器的金属板采用的是钛合金材料，具有优良的抗腐蚀性能。

4.传感器的绝缘板采用的PP材料，具有优异的绝缘性能，防火阻燃。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2本发明的等效电路图。

图中各个部件的标记及名称为：环网电缆芯线1、钢铠层2、环网电缆绝缘层3、环网电缆护套4、金属板5、绝缘板6、不锈钢卡环7、金属盒8、TNC接头9及接地线10。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明。

参照图1，环网电缆，所述环网电缆由内之外依次为环网电缆电芯1，周向设置于环网电缆电芯1外侧的绝缘层2，绝缘层2外部包裹钢铠层3，钢铠层3外侧设置有环网电缆护套4；

金属板5，包裹在环网电缆护套4上，用于耦合环网电缆局部放电产生的高频信号；

绝缘板6，包裹在金属板5上，用于隔断外界环境对耦合到的信号的干扰；

金属盒8，设置于绝缘板6上，用于与外界的防护，内部设有滤波装置，所述滤波装置为滤波电路，该滤波电路用于滤除高频信号中的杂波信号，使高频信号通过；

TNC接头9，引出从金属盒8里的滤波电路处理过的高频信号，便于连接其他电器设备。

参照图2，以等效电路图来阐述本发明的电路原理。

所述滤波电路由铠钢层2和金属板5构成平板电容器C1、电容器C2及与电容器C2并联的电阻R1组成，所述滤波电路接有TNC接头9和接地线10。

假设金属板5的面积是S,包裹环网电缆上的金属板5与铠钢之间的距离为D,真空时电容的比值为ε，由此我们可以得出

$C1=\frac{\mathrm{\ϵ}S}{D}$

假设该TNC点的电压为U,该点的工作频率为f,则可计算出TNC引出的信号源电流I为I＝2лfC1U

从上述公式可知，电容式环网电缆局部放电传感器的信号来源及原理。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种电容式环网电缆局部放电传感器，其特征在于：包括：

环网电缆，所述环网电缆由内之外依次为环网电缆电芯，周向设置于环网电缆电芯外侧的绝缘层，绝缘层外部包裹钢铠层，钢铠层外侧设置有环网电缆护套；

金属板，包裹在环网电缆护套上，用于耦合环网电缆局部放电产生的高频信号；

绝缘板，包裹在金属板上，用于隔断外界环境对耦合到的信号的干扰；

金属盒，设置于绝缘板上，用于与外界的防护，内部设有滤波装置，所述滤波装置为滤波电路，该滤波电路用于滤除高频信号中的杂波信号，使高频信号通过；

TNC接头，引出从金属盒里的滤波电路处理过的高频信号，便于连接其他电器设备。

2.根据权利要求1所述的一种电容式环网电缆局部放电传感器，其特征在于：所述滤波电路由铠钢层和金属板构成平板电容器C1、电容器C2及与电容器C2并联的电阻R1组成，所述滤波电路接有TNC接头和接地线。

3.根据权利要求1所述的一种电容式环网电缆局部放电传感器，其特征在于：所述电容式环网电缆局部放电传感器采用开合包覆式结构，可方便地包裹在电缆中间接头上，来耦合高频信号。

4.根据权利要求1所述的一种电容式环网电缆局部放电传感器，其特征在于：所述绝缘板采用绝缘性能、抗冲击能力良好的PP材料。

5.根据权利要求1所述的一种电容式环网电缆局部放电传感器，其特征在于：所述金属板采用耐腐蚀性能的钛合金材料。