CN110398671A - 局部放电检测设备 - Google Patents

局部放电检测设备 Download PDF

Info

Publication number
CN110398671A
CN110398671A CN201910603335.5A CN201910603335A CN110398671A CN 110398671 A CN110398671 A CN 110398671A CN 201910603335 A CN201910603335 A CN 201910603335A CN 110398671 A CN110398671 A CN 110398671A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
partial discharge
light source
detection equipment
hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910603335.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110398671B (zh
Inventor
赵法强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Power Supply Bureau Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Power Supply Bureau Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Power Supply Bureau Co Ltd filed Critical Shenzhen Power Supply Bureau Co Ltd
Priority to CN201910603335.5A priority Critical patent/CN110398671B/zh
Publication of CN110398671A publication Critical patent/CN110398671A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110398671B publication Critical patent/CN110398671B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1218Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing using optical methods; using charged particle, e.g. electron, beams or X-rays
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
    • G01R31/1272Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of cable, line or wire insulation, e.g. using partial discharge measurements

Abstract

本申请涉及一种局部放电检测设备,用于检测电缆中间接头因局部放电或局部发热产生的特征气体。局部放电检测设备包括可调制激光光源、气体探测装置、光谱接收装置和信号接收处理装置。可调制激光光源用于发射激光。气体探测装置与可调制激光光源光信号连接,用于接触特征气体。光谱接收装置与气体探测装置光信号连接。信号接收处理装置分别与可调制激光光源和光谱接收装置电连接,用于控制可调制激光光源的开闭,且用于接收并处理光谱接收装置发送的数据。局部放电检测设备可以实现对交联聚乙烯电缆中间接头局部放电和绝缘层老化程度的长期检测且不会受到外界电磁干扰,具有结构简单、稳定高和可靠高的优点,可以保证电网稳定运行。

Description

局部放电检测设备
技术领域
本申请涉及电力电缆故障监测技术领域,特别是涉及一种局部放电检测设备。
背景技术
随着城市配网电缆使用率的逐渐增高,电缆中间接头需求量也随之增大。普通电缆冷缩中间接头故障率较高,从而严重威胁电网的安全运行甚至导致跳闸停电。而经过改良的交联聚乙烯电缆中间接头具有结构简单、载流量大以及敷设方便的优点。但是,由于多种因素影响,交联聚乙烯电缆中间接头仍存在局部放电现象和由于连接电阻大造成的局部发热现象,这加速了交联聚乙烯电缆中间接头保护层的老化,并影响了电缆的稳定运行。
目前,电缆故障检测技术包括局部放电检测、红外热成像故障检测、接地电流检测、光纤温度检测及介质损耗检测等。其中,局部放电检测是最常用的检测技术。而其他如红外热成像故障监测技术所需仪器具有成本高、结构复杂且体积较大的缺陷,不适合多点密集的监测和长期在线监测。局部放电检测技术采用电磁辐射原理,受实验条件的影响较大。因此,局部放电检测技术多用于电力变压器,而较难应用于电缆中间接头故障检测。
发明内容
基于此,有必要针对局部放电检测技术难以应用于电缆中间接头故障监测的问题,提供一种局部放电检测设备。
一种局部放电检测设备,用于检测电缆中间接头因局部放电或局部发热产生的特征气体,包括:
可调制激光光源,用于发射激光;
气体探测装置,与所述可调制激光光源光信号连接,用于接触所述特征气体;
光谱接收装置,与所述气体探测装置光信号连接;以及
信号接收处理装置,分别与所述可调制激光光源和所述光谱接收装置电连接,用于控制所述可调制激光光源的开闭,且用于接收并处理所述光谱接收装置发送的数据。
在其中一个实施例中,所述气体探测装置包括:
测量气室,用于接触所述特征气体,所述测量气室开设有入射通孔和出射通孔,所述入射通孔和所述出射通孔均位于所述测量气室的一端,所述入射通孔与所述可调制激光光源光信号连接,所述出射通孔与所述光谱接收装置光信号连接;以及
反光镜,设置于所述测量气室远离所述入射通孔和所述出射通孔的一端,用于改变入射激光的传输光路。
在其中一个实施例中,所述测量气室还包括:
第一侧壁;
第二侧壁,与所述第一侧壁间隔设置;以及
光路隔离板,设置于所述第一侧壁和所述第二侧壁之间,且分别与所述第一侧壁和所述第二侧壁间隔设置,所述光路隔离板用于隔离激光的入射光路和出射光路,所述特征气体沿所述第一侧壁与所述光路隔离板之间的空隙、所述第二侧壁和所述光路隔离板之间的空隙进入所述测量气室。
在其中一个实施例中,所述光路隔离板垂直于所述第一侧壁和所述第二侧壁的截面为三角形。
在其中一个实施例中,所述入射通孔轴线与所述光路隔离板面向所述第一侧壁的侧面平行,所述出射通孔的轴线与所述光路隔离板面向所述第二侧壁的侧面平行。
在其中一个实施例中,所述气体探测装置还包括保护外壳,所述保护外壳包围形成保护空间,所述测量气室设置于所述保护空间内,且所述保护外壳开设有气体接触孔,所述特征气体经所述气体接触孔进入所述测量气室。
在其中一个实施例中,所述气体接触孔的长度与所述测量气室沿激光传输方向的长度相同,所述气体接触孔的宽度与所述第一侧壁和所述第二侧壁之间的距离相同。
在其中一个实施例中,所述气体探测装置还包括过滤膜,所述过滤膜设置于所述保护外壳和所述测量气室之间,用于过滤进入所述测量气室的所述特征气体。
在其中一个实施例中,所述信号接收处理装置包括:
光源控制装置,与所述可调制激光光源电连接,用于控制所述可调制激光光源的开闭;以及
信号处理装置,与所述光谱接收装置电连接,用于接收并处理所述光谱接收装置发送的数据。
在其中一个实施例中,所述信号接收处理装置还包括显示屏,分别与所述光源控制装置和所述信号处理装置电连接。
在其中一个实施例中,所述信号接收处理装置还包括无线通讯装置,分别与所述光源控制装置和所述信号处理装置电连接,用于与控制终端进行通讯。
上述局部放电检测设备,通过设置所述气体探测装置,可以与电缆中间接头因局部放电或局部发热产生的所述特征气体接触。所述可调制激光光源发射激光,激光经所述气体探测装置与所述特征气体接触,并经所述光谱接收装置接收激光光谱。通过所述信号接收处理装置对所述光谱接收装置接收到的光谱进行分析,即可实现对电缆中间接头局部放电或局部发热情况的检测。所述局部放电检测设备采用激光对所述特征气体进行检测,不受电磁干扰的影响,具有性能稳定、结构简单和体积小的优点。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种局部放电检测设备气体探测装置结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种局部放电检测设备气体探测装置结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种局部放电检测设备气体探测装置光路结构示意图;
图4为本申请实施例提供的另一种局部放电检测设备气体探测装置结构示意图;
图5为本申请实施例提供的另一种局部放电检测设备气体探测装置结构示意图;
图6为本申请实施例提供的另一种局部放电检测设备气体探测装置光路结构示意图;
图7为本申请实施例提供的一种局部放电检测设备连接结构示意图;
图8为本申请实施例提供的另一种局部放电检测设备连接结构示意图。
附图标号说明
100 局部放电检测设备
10 可调制激光光源
20 气体探测装置
210 测量气室
211 入射通孔
212 出射通孔
213 第一侧壁
214 第二侧壁
215 光路隔离板
220 反光镜
230 保护外壳
231 保护空间
232 气体接触孔
240 过滤膜
30 光谱接收装置
40 信号接收处理装置
410 光源控制装置
420 信号处理装置
430 显示屏
440 无线通讯装置
510 第一光纤
520 第二光纤
60 光纤接头
610 第一光纤接头
620 第二光纤接头
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参见图1,本申请提供一种局部放电检测设备100。所述局部放电检测设备100用于检测电缆中间接头因局部放电或局部发热产生的特征气体。所述局部放电检测设备100包括可调制激光光源10、气体探测装置20、光谱接收装置30和信号接收处理装置40。所述可调制激光光源10用于发射激光。所述气体探测装置20与所述可调制激光光源10光信号连接,用于接触所述特征气体。所述光谱接收装置30与所述气体探测装置20光信号连接。所述信号接收处理装置40分别与所述可调制激光光源10和所述光谱接收装置30电连接,用于控制所述可调制激光光源10的开闭,且用于接收并处理所述光谱接收装置30发送的数据。
可以理解,交联聚乙烯遭受破坏会分解产生与其相关的所述特征气体,所述特征气体的产生量和浓度可以较为全面、灵敏地反映交联聚乙烯电缆中间接头的运行状况。本申请提供的所述局部放电检测设备100可以用于检测交联聚乙烯电缆中间接头因局部放电或局部发热等挥发产生的特征气体,从而实现对交联聚乙烯电缆中间接头的绝缘损坏或老化成度的分析。
由于所述特征气体可以对特定的光谱产生影响。故所述可调制激光光源10可以依据所述特征气体的类型输出与其对应波长的激光。因此,在无需更换所述局部放电检测设备100的前提下,所述可调制激光光源10的设置可以实现对特定所述特征气体的检测,即所述可调制激光光源10的设置可以扩大所述局部放电检测设备100的应用范围。
所述可调制激光光源10发出的特定波长的激光首先传输至所述气体探测装置20。交联聚乙烯电缆中间接头发生局部放电或电缆发热现象,从而导致其绝缘层释放所述特征气体并渗透到所述气体探测装置20。所述气体探测装置20内的特定光谱受到所述特征气体的吸收或者共振影响,会导致光谱强度减弱或者调制波形改变等。可以理解,所述气体探测装置20的材质可以为工程塑料,即聚甲醛塑料,故所述气体探测装置20不受电磁干扰以及复杂环境的影响。所述气体探测装置20无需外接电源和其它耗材,具有结构简单、安装方便和性能稳定的优点。可以理解,所述气体探测装置20设置于交联聚乙烯电缆中间接头旁边,且位于待测电缆中间接头所在电缆的保护层内部,所述电缆的保护层可以形成一个相对密闭的空间,可以聚集挥发处的所述特征气体,从而实现局部放电检测。
可以理解,所述光谱接收装置30可以为光谱仪。所述光谱接收装置30可以接收由所述特征气体影响而发生特性改变的激光。所述光谱接收装置30可以将接收到的光信号转化为所述信号接收处理装置40可处理的电信号。在一个实施例中,所述信号接收处理装置40可以为中央处理器,所述信号接收处理装置40可控制所述可调制激光光源10输出与所述特定气体对应的激光,并对所述光谱接收装置30发送的电信号进行处理,从而得到入射激光的特性改变情况,进而完成对交联聚乙烯电缆中间接头局部放电情况或绝缘材料损坏程度的判断。
所述局部放电检测设备100通过设置所述气体探测装置20,可以与交联聚乙烯电缆中间接头因局部放电或局部发热产生的所述特征气体接触。所述可调制激光光源10发射激光,所述激光经所述气体探测装置20与所述特征气体接触,并经所述光谱接收装置30接收所述激光光谱。通过所述信号接收处理装置40对所述光谱接收装置30接收到的光谱进行分析,即可实现对电缆中间接头局部放电或局部发热导致绝缘层老化情况的检测。所述局部放电检测设备100可以通过检测所述特征气体的产生量和浓度,进而实现对局部放电强度及其对绝缘材料的破坏程度的准确检测,不会受到外界电磁干扰。同时,所述局部放电检测设备100可以实现对交联聚乙烯电缆中间接头局部放电和绝缘层老化程度的长期检测,具有结构简单、稳定高和可靠高的优点,可以保证电网稳定运行。
请一并参见图2-图3,在一个实施例中,所述气体探测装置20包括测量气室210和反光镜220。所述测量气室210用于接触所述特征气体。所述测量气室210开设有入射通孔211和出射通孔212。所述入射通孔211和所述出射通孔212均位于所述测量气室210的一端。所述入射通孔211与所述可调制激光光源10光信号连接。所述出射通孔212与所述光谱接收装置30光信号连接。所述反光镜220设置于所述测量气室210远离所述入射通孔211和所述出射通孔212的一端,用于改变入射激光的传输光路。
可以理解,在所述入射通孔211和所述出射通孔212中可以设置光纤接头60。所述光纤接头60可以连接仪用光纤。即所述局部放电检测设备100可以通过光纤连接所述可调制激光光源10和所述气体探测装置20,且连接所述气体探测装置20和所述光谱接收装置30。所述入射通孔211和所述出射通孔212的设置保证了所述光纤接头60的稳定连接,提高了所述局部放电检测设备100检测过程的稳定性。可以理解,所述反光镜220可以增加入射激光的光程,进而提高所述局部放电检测设备100的检测灵敏度。在一个实施例中,可以通过合理规划所述测量气室210内部激光的传输路径,并在所述传输路径上设置多个所述反光镜220可以进一步增加激光光程。请一并参见图4-图7,在另外一个实施例中,也可以不设置所述反光镜220,激光沿所述气体探测装置20的一端入射,并从另一端出射。
在一个实施例中,所述测量气室210还包括第一侧壁213、第二侧壁214和光路隔离板215。所述第二侧壁214与所述第一侧壁213间隔设置。所述光路隔离板215设置于所述第一侧壁213和所述第二侧壁214之间,且分别与所述第一侧壁213和所述第二侧壁214间隔设置。所述光路隔离板215用于隔离激光的入射光路和出射光路。所述特征气体沿所述第一侧壁213与所述光路隔离板215之间的空隙、所述第二侧壁214和所述光路隔离板215之间的空隙进入所述测量气室210。
可以理解,所述第一侧壁213、所述第二侧壁214和所述光路隔离板215的材料可以为聚甲醛塑料。可以避免电磁环境对所述气体探测装置20产生干扰。所述第一侧壁213与所述光路隔离板215之间可以为激光的所述入射光路,特定波长的激光沿所述入射光路入射至所述反光镜220,经所述反光镜220反射后进入所述出射光路。所述光路隔离板215和所述第二侧壁214之间可以为所述出射光路。可以理解,所述第一侧壁213、所述第二侧壁214和所述光路隔离板215依次间隔设置,所述特征气体可以沿两两之间的缝隙的上下两侧进入所述入射光路和所述出射光路,进而对特定波长的激光产生影响。
在一个实施例中,所述光路隔离板215垂直于所述第一侧壁213和所述第二侧壁214的截面为三角形。所述光路隔离板215垂直于所述第一侧壁213和所述第二侧壁214的截面为三角形可以保证入射激光被所述反光镜220全部反射,并经所述出射通孔212输出,可以增强所述局部放电检测设备100的灵敏度。
在一个实施例中,所述入射通孔211轴线与所述光路隔离板215面向所述第一侧壁213的侧面平行,所述出射通孔212的轴线与所述光路隔离板215面向所述第二侧壁214的侧面平行。可以理解,通过使所述入射通孔211的轴线与所述光路隔离板215面向所述第一侧壁213的侧面平行,可以保证入射激光平行于所述光路隔离板215面向所述第一侧壁213的侧面,从而避免了激光因入射到所述光路隔离板215产生能量损失,进而导致所述局部放电检测设备100的测量精度降低。可以理解,所述出射通孔212的轴线向同上所述。
在一个实施例中,所述气体探测装置20还包括保护外壳230,所述保护外壳230包围形成保护空间231,所述测量气室210设置于所述保护空间231内,且所述保护外壳230开设有气体接触孔232,所述特征气体经所述气体接触孔232进入所述测量气室210。
可以理解,所述保护外壳230可以对所述测量气室210进行保护,从而提高所述局部放电检测设备100的耐用性。所述保护外壳230可以在正对所述第一侧壁213、所述第二侧壁214和所述光路隔离板215两两之间缝隙的上下两侧分别开设有所述气体接触孔232。在一个实施例中,所述气体接触孔232的长度与所述测量气室210沿激光传输方向的长度相同,所述气体接触孔232的宽度与所述第一侧壁213和所述第二侧壁214之间的距离相同。所述气体接触孔232的长宽设置可以增大所述局部放电检测设备100与所述特征气体的接触面积,提高所述局部放电检测设备100的灵敏度。在一个实施例中,所述保护外壳230可以为圆柱形。所述圆柱形的所述保护外壳230可以方便靠近电缆中间接头设置,从而节约所述气体探测装置20占用的空间。
在一个实施例中,所述气体探测装置20还包括过滤膜240,所述过滤膜240设置于所述保护外壳230和所述测量气室210之间,用于过滤进入所述测量气室210的所述特征气体。可以理解,所述过滤膜240可以包围在所述测量气室210的外面,然后在最外层套设所述保护外壳230。所述过滤膜240设置于所述测量气室210和所述保护外壳230中间,可以保证所述特征气体渗透进所述测量气室210的同时,将灰尘等杂质阻挡在所述测量气室210的外面。所述过滤膜240的设置可以提高进入所述测量气室210的纯度,进而提高所述局部放电检测设备的检测灵敏度。
请一并参见图8,在一个实施例中,还包括第一光纤510和第二光纤520,所述可调制激光光源10通过所述第一光纤510与所述气体探测装置20光信号连接,所述气体探测装置20通过所述第二光纤520与所述光谱接收装置30光信号连接。可以理解,所述气体探测装置20分别与所述可调制激光光源10和所述光谱接收装置30之间的连接部分可以采用绝缘的光纤。通过光纤将特定波长的激光光源传输至所述测量气室210中,可以不受电磁环境的影响,进而使所述局部放电检测设备100可以适用于各种高电压等级。
在一个实施例中,所述光纤接头60包括第一光纤接头610和第二光纤接头620。所述第一光纤接头610设置于所述入射通孔211且与所述第一光纤510机械连接,所述第二光纤接头620设置于所述出射通孔212且与所述第二光纤520机械连接。可以理解,通过设置所述第一光纤接头610和所述第二光纤接头620可以保证所述第一光纤510和所述第二光纤520的稳定连接,从而减少传输过程的能量损失。
在一个实施例中,所述信号接收处理装置40包括光源控制装置410和信号处理装置420。所述光源控制装置410与所述可调制激光光源10电连接,用于控制所述可调制激光光源10的开闭。所述信号处理装置420与所述光谱接收装置30电连接,用于接收并处理所述光谱接收装置30发送的数据。可以理解,所述光源控制装置410可以控制所述可调制激光光源10输出激光的波长、频率和强度。根据分子光谱理论,每种气体都有自己特定的吸收光谱。通过对所述输出激光的波长进行调制,可以使其与所述特征气体的特定吸收波长相同。在一个实施例中,所述可调制激光光源10可以输出强度稳定且频率特定的正弦波光信号,并通过光纤传输至所述测量气室210。所述信号处理装置420接收到电信号后,通过傅里叶变换滤波,去除干扰信号后可以检测出与原始激光信号同频的信号。进而将接收到的电信号转化为对应的气体浓度,依据所述特征气体浓度的变化,可以分析电缆中间接头的局部放电状态和交联聚乙烯老化的程度。
在一个实施例中,所述信号接收处理装置40还包括显示屏430,分别与所述光源控制装置410和所述信号处理装置420电连接。可以理解,所述显示屏430可以显示局部放电检测过程中的相关数据,以便工作人员进行查看。
在一个实施例中,所述信号接收处理装置40还包括无线通讯装置440,分别与所述光源控制装置410和所述信号处理装置420电连接,用于与控制终端进行通讯。可以理解,通过设置所述无线通讯装置440可以将所述局部放电检测设备100的数据实时传输至控制终端,并可以在数据异常时及时发送报警信号,提高了所述局部放电检测设备100的安全性和智能化程度。
所述局部放电检测设备100的工作原理可以为:所述可调制激光光源10可以由所述信号接收处理装置40进行控制。通过对所述特征气体敏感波长的光谱进行频率调制,然后通过所述第一光纤510传输到所述测量气室210。激光在所述测量气室210中经过一次反射后进入所述第二光纤520将激光传输到所述光谱接收装置30。在此过程中,激光光谱在所述测量气室210中会受到所述特征气体的吸收或共振影响,产生强度减弱或调制波形改变等现象。例如,所述特征气体会对光谱进行吸收,从而减小光谱强度。可以理解,所述特征气体的浓度不同对应的光谱吸收度不同。
由于调制后的激光强度是稳定的,故所述信号接收处理装置40可以对激光光谱的变化进行分析量化。可以理解,每一种气体都有其对应的吸收光谱,通过实验可以得到所述特征气体浓度与光谱强度以及波形的变化存在的比例关系。依据所述比例关系即可检测渗透到所述测量气室210的所述特征气体的浓度。依据所述特征气体浓度的变化,可以分析交联聚乙烯电缆中间接头的局部放电状态和交联聚乙烯的老化程度。可以理解,在实际应用中,通常为多条电缆同时铺设,通过在多条电缆上分别设置所述局部放电检测设备100。可以对同一位置的不同电缆中产生的特征气体浓度和产生时间进行对比,进而快速的找到故障电缆并判断电缆状态变化速度。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种局部放电检测设备,用于检测电缆中间接头因局部放电或局部发热产生的特征气体,其特征在于,包括:
可调制激光光源(10),用于发射激光;
气体探测装置(20),与所述可调制激光光源(10)光信号连接,用于接触所述特征气体;
光谱接收装置(30),与所述气体探测装置(20)光信号连接;以及
信号接收处理装置(40),分别与所述可调制激光光源(10)和所述光谱接收装置(30)电连接,用于控制所述可调制激光光源(10)的开闭,且用于接收并处理所述光谱接收装置(30)发送的数据。
2.根据权利要求1所述的局部放电检测设备,其特征在于,所述气体探测装置(20)包括:
测量气室(210),用于接触所述特征气体,所述测量气室(210)开设有入射通孔(211)和出射通孔(212),所述入射通孔(211)和所述出射通孔(212)均位于所述测量气室(210)的一端,所述入射通孔(211)与所述可调制激光光源(10)光信号连接,所述出射通孔(212)与所述光谱接收装置(30)光信号连接;以及
反光镜(220),设置于所述测量气室(210)远离所述入射通孔(211)和所述出射通孔(212)的一端,用于改变入射激光的传输光路。
3.根据权利要求2所述的局部放电检测设备,其特征在于,所述测量气室(210)还包括:
第一侧壁(213);
第二侧壁(214),与所述第一侧壁(213)间隔设置;以及
光路隔离板(215),设置于所述第一侧壁(213)和所述第二侧壁(214)之间,且分别与所述第一侧壁(213)和所述第二侧壁(214)间隔设置,所述光路隔离板(215)用于隔离激光的入射光路和出射光路,所述特征气体沿所述第一侧壁(213)与所述光路隔离板(215)之间的空隙、所述第二侧壁(214)和所述光路隔离板(215)之间的空隙进入所述测量气室(210)。
4.根据权利要求3所述的局部放电检测设备,其特征在于,所述光路隔离板(215)垂直于所述第一侧壁(213)和所述第二侧壁(214)的截面为三角形。
5.根据权利要求4所述的局部放电检测设备,其特征在于,所述入射通孔(211)轴线与所述光路隔离板(215)面向所述第一侧壁(213)的侧面平行,所述出射通孔(212)的轴线与所述光路隔离板(215)面向所述第二侧壁(214)的侧面平行。
6.根据权利要求3所述的局部放电检测设备,其特征在于,所述气体探测装置(20)还包括保护外壳(230),所述保护外壳(230)包围形成保护空间(231),所述测量气室(210)设置于所述保护空间(231)内,且所述保护外壳(230)开设有气体接触孔(232),所述特征气体经所述气体接触孔(232)进入所述测量气室(210)。
7.根据权利要求6所述的局部放电检测设备,其特征在于,所述气体接触孔(232)的长度与所述测量气室(210)沿激光传输方向的长度相同,所述气体接触孔(232)的宽度与所述第一侧壁(213)和所述第二侧壁(214)之间的距离相同。
8.根据权利要求6所述的局部放电检测设备,其特征在于,所述气体探测装置(20)还包括过滤膜(240),所述过滤膜(240)设置于所述保护外壳(230)和所述测量气室(210)之间,用于过滤进入所述测量气室(210)的所述特征气体。
9.根据权利要求1所述的局部放电检测设备,其特征在于,所述信号接收处理装置(40)包括:
光源控制装置(410),与所述可调制激光光源(10)电连接,用于控制所述可调制激光光源(10)的开闭;以及
信号处理装置(420),与所述光谱接收装置(30)电连接,用于接收并处理所述光谱接收装置(30)发送的数据。
10.根据权利要求9所述的局部放电检测设备,其特征在于,所述信号接收处理装置(40)还包括显示屏(430),分别与所述光源控制装置(410)和所述信号处理装置(420)电连接。
11.根据权利要求9所述的局部放电检测设备,其特征在于,所述信号接收处理装置(40)还包括无线通讯装置(440),分别与所述光源控制装置(410)和所述信号处理装置(420)电连接,用于与控制终端进行通讯。
CN201910603335.5A 2019-07-05 2019-07-05 局部放电检测设备 Active CN110398671B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910603335.5A CN110398671B (zh) 2019-07-05 2019-07-05 局部放电检测设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910603335.5A CN110398671B (zh) 2019-07-05 2019-07-05 局部放电检测设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110398671A true CN110398671A (zh) 2019-11-01
CN110398671B CN110398671B (zh) 2021-10-29

Family

ID=68322700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910603335.5A Active CN110398671B (zh) 2019-07-05 2019-07-05 局部放电检测设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110398671B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111239067A (zh) * 2020-03-11 2020-06-05 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司 固体绝缘老化光谱测试仪

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09229831A (ja) * 1996-02-28 1997-09-05 Hitachi Cable Ltd Cvケーブル終端部の劣化診断方法及び装置
CN101738382A (zh) * 2008-11-14 2010-06-16 香港理工大学 变压器故障气体监测系统及方法
CN106771857A (zh) * 2016-12-05 2017-05-31 广西电网有限责任公司柳州供电局 交联聚乙烯电力电缆绝缘缺陷特征气体检测系统
CN108896890A (zh) * 2018-08-01 2018-11-27 深圳供电局有限公司 一种电缆中间接头局放信号检测系统及方法
CN109765468A (zh) * 2019-02-02 2019-05-17 重庆大学 一种基于光纤环形谐振腔的gis内部sf6分解组分原位检测装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09229831A (ja) * 1996-02-28 1997-09-05 Hitachi Cable Ltd Cvケーブル終端部の劣化診断方法及び装置
CN101738382A (zh) * 2008-11-14 2010-06-16 香港理工大学 变压器故障气体监测系统及方法
CN106771857A (zh) * 2016-12-05 2017-05-31 广西电网有限责任公司柳州供电局 交联聚乙烯电力电缆绝缘缺陷特征气体检测系统
CN108896890A (zh) * 2018-08-01 2018-11-27 深圳供电局有限公司 一种电缆中间接头局放信号检测系统及方法
CN109765468A (zh) * 2019-02-02 2019-05-17 重庆大学 一种基于光纤环形谐振腔的gis内部sf6分解组分原位检测装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王然 等: ""变压器油溶解气的激光光声光谱分析"", 《电子世界》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111239067A (zh) * 2020-03-11 2020-06-05 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司 固体绝缘老化光谱测试仪

Also Published As

Publication number Publication date
CN110398671B (zh) 2021-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yaacob et al. Review on partial discharge detection techniques related to high voltage power equipment using different sensors
EP3029474B1 (en) Fiber aligned and motionally coupled with electric cable
Mangeret et al. Optical detection of partial discharges using fluorescent fiber
CN104614602A (zh) 一种避雷器在线监测装置
Tian et al. Partial discharge on-line monitoring for HV cable systems using electro-optic modulators
CN110542839B (zh) 用于sf6气体绝缘设备的全光学绝缘故障监测系统
CN105222881B (zh) 一种基于外差法的多通道光纤环声发射探测系统
Posada et al. Multichannel optical-fibre heterodyne interferometer for ultrasound detection of partial discharges in power transformers
CN108196107A (zh) 一种分布式全光电压测量系统及其测量方法
CN110398671A (zh) 局部放电检测设备
Tian et al. An improved optically based PD detection system for continuous on-line monitoring of HV cables
Burjupati et al. Opto Electronic Technique for Detection of Corona Discharges in Air and Oil
CN207850564U (zh) 基于botda的输电线路导线温度分布式监测装置
Habel et al. Fibre-optic Sensors for Early Damage Detection in Plastic Insulations of High Voltage Facilities
Muhr et al. Unconventional partial discharge measurement [electrical insulation evaluation]
KR101740020B1 (ko) 테라헤르츠파를 이용한 절연유 열화도 측정 시스템
Yang et al. Comparison between optical and electrical methods for partial discharge measurement
Si et al. Review on PD Ultrasonic Detection Using EFPI-Part I: The Optical Fiber Sensing Technologies
Song et al. A partial discharge detection and localization system for high voltage cable based on long‐tailed Sagnac interferometric fiber optic sensor
CN109668867B (zh) 气体检测探头
De Maria et al. Ozone sensor for application in medium voltage switchboard
Liu et al. The application of microfiber coupler sensor for partial discharge detection in transformer oil
Pommerenke et al. A novel concept for monitoring partial discharge on EHV-cable system accessories using no active components at the accessories
CN217033599U (zh) 一种用于油中溶解气体检测的光纤光声传感系统
Zeng et al. The development of integrated electro-optic sensor for intensive electric field measurement

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant