CN112649708B - 一种电缆接头局放非接触式在线检测装置及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电缆接头局放非接触式在线检测装置及其检测方法，涉及电缆检测技术领域，包括主机和检测手柄，所述主机的顶部开设有插孔，且检测手柄插在主机内，所述主机的顶部固定安装有检测外壳指示灯，所述主机内连接有数据接口、数据转换模块、低功耗主控模块、储电模块一、WiFi天线模块、电源模块和数据存储硬盘，本发明通过检测手柄可以与主机进行有线或者无线连接，主机携带方便，能够适应各种恶劣工况条件，降低了工况及环境对检测设备的影响，节约了人力和物力成本，同时，检测手柄在检测时无需与电缆接头接触，无需断电操作，保证电网安全稳定运行，提高运检人员的人身安全系数，降低触电事故率。

Description

一种电缆接头局放非接触式在线检测装置及其检测方法
技术领域
本发明涉及电缆检测技术领域，尤其涉及到一种电缆接头局放非接触式在线检测装置及其检测方法。
背景技术
电缆是电网中发生故障几率较大的设备之一，由于受安装工艺、敷设环境、外力破坏、使用工况等因素影响，导致其内部经常出现一些遗留潜伏性隐患，内部隐患往往兼具缓慢发展和突发表征的特点，加之状态可观性先天不足，因此在交接及运行阶段均无法及时发现，缺乏主动处置手段最终导致绝缘缺陷，以至于因绝缘导致隐患扩大与事故发生，其中以电缆中间接头和终端头绝缘故障的比例最高。
通过对我国各个地区的电力电缆及其附件的事故记录、现场照片和电缆送检封样等资料分析，导致电力电缆在运行中产生故障的原因：本体制造质量、敷设安装质量、附件制造质量和外力破坏为电力电缆线路绝缘运行故障的四大类型原因。
电缆接头部位产生绝缘故障产生局部放电时，会引发各种物理现象以及化学现象。例如发生电荷交换导致电场分布的改变，产生电磁波辐射，因内部气体受热膨胀产生的声波，以及绝缘物质分解产生新的物质等，通过各种物理或化学信号采集，进而判断电缆结构是否发生故障。
现有的电缆接头检测设备主要存在如下问题：
1)目前，许多电缆头缺陷检测为离线检测，对于已经使用的电缆接头，往往需要先停电，将被测线路断开，取出被测电缆，接入测试仪器进行电缆接头缺陷检测。此类检测，需要停电影响整条线路运行，且费时费力，难以实现高频次缺陷检测。
2)一些技术的发展，可以通过电信号的变化实现电缆接头不停电检测，即通过检测电缆接头局放、温度、电场等方式，能够实现电缆接头在线检测。但此类检测，虽然可以避免被测线路停电，但常常要花费人力、物力与测试装置物理连接，实际连接时候受到工况和环境影响，极不方便，连接处容易脱落，且检测时不停电，也在一定程度上影响了人身安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电缆接头局放非接触式在线检测装置及其检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电缆接头局放非接触式在线检测装置，包括主机和检测手柄，所述主机的顶部开设有插孔，且检测手柄插在主机内，所述主机的顶部固定安装有检测外壳指示灯，所述主机内连接有数据接口、数据转换模块、低功耗主控模块、储电模块一、WiFi天线模块、电源模块和数据存储硬盘，所述检测手柄内固定连接有电场传感模块、压力波智能传感模块、备用扩展模块和储电模块二，所述储电模块二均与电场传感模块、压力波智能传感模块和备用扩展模块电性连接，实现电场传感模块、压力波智能传感模块和备用扩展模块供电，所述电场传感模块、压力波智能传感模块和备用扩展模块均通过连接电缆与数据接口连接，所述电场传感模块、压力波智能传感模块和备用扩展模块均通过内置的无限传输结构与WiFi天线模块连接；
所述数据接口和WiFi天线模块均与数据转换模块连接，所述数据转换模块与数据存储硬盘连接，所述数据存储硬盘与低功耗主控模块连接，所述低功耗主控模块与检测外壳指示灯、数据转换模块、电源模块和数据存储硬盘电性连接，所述电源模块对数据转换模块、低功耗主控模块和数据存储硬盘供电，所述储电模块一在外部电源断开后维持设备的继续供电，保障装置稳定运行。
更进一步的，所述主机为长400mm、宽200mm、高200mm的金属箱体。
更进一步的，所述数据存储硬盘的内存为500G。
更进一步的，所述电场传感模块和压力波智能传感模块正常运行时检测外壳指示灯为绿色常亮，没有数据写入；检测外壳指示灯绿色闪烁时，数据存储硬盘正在写入数据；当检测装置故障或供电短缺时，主机上指示灯为红色闪烁状态，当主机无电时候指示灯长灭。
更进一步的，检测时所述电场传感模块、压力波智能传感模块和备用扩展模块与被测电缆接头之间距离为小于1cm，电场传感模块、压力波智能传感模块和备用扩展模块检测时间控制在9-12s。
更进一步的，所述备用扩展模块可选用烟雾感应器或者振动感应器。
电缆接头局放非接触式在线检测装置的检测方法，检测方法步骤如下：
步骤一、将检测手柄移动至被测电缆接头处，检测手柄内的压力波智能传感模块检测出压力波2，并储存至数据存储硬盘内；
步骤二、再将检测手柄移动至被测电缆接头处，压力波智能传感模块在被测电缆接头处检测非接触式探测压力波1，将非接触式探测压力波1和压力波2进行压力波变化值计算，判断压力波变化值与阈值1、阈值2和阈值3进行大小判断，压力波变化值小于阈值1时电视电缆接头正常，压力波变化值大于阈值1小于阈值2进入判定图谱1，压力波变化值大于阈值2小于阈值3进入判定图谱2，压力波变化值大于阈值3进入判定图谱3；
步骤三、电场传感模块在被测电缆接头处检测电场变化值，电场变化值与阈值4进行大小判断，电场变化值大于阈值4时进入附加判定1；
步骤四、出现附加判定1时将判定图谱1、判定图谱2或者判定图谱3与标准图库进行判定对比，根据判定对比结果为电缆接头一类缺陷、电缆接头二类缺陷或者电缆结构三类缺陷，实现电缆接头局放非接触式在线检。
更进一步的，所述电场传感模块检测的电场变化值小于阈值4时电场传感模块进行继续检测，且无需进行标准图库判定对比。
更进一步的，所述标准图库时电缆接头出现电缆接头一类缺陷、电缆接头二类缺陷或者电缆结构三类缺陷时采集图谱，并存储在数据存储硬盘内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过普遍采用分体式设备，分为主机与检测手柄两部分，检测手柄从主机中取出，在电缆接头上进行一个非接触式的检测，检测手柄可以与主机进行有线或者无线连接，主机携带方便，能够适应各种恶劣工况条件，降低了工况及环境对检测设备的影响，节约了人力和物力成本，同时，检测手柄在检测时无需与电缆接头接触，无需断电操作，保证电网安全稳定运行，提高运检人员的人身安全系数，降低触电事故率。本发明通过设计了压力波智能传感模块检测的压力波和电场传感模块检测的电厂变化值两种方式进行电缆头缺陷综合判断，通过对判断阈值的变化进行图谱分类比较确定电缆缺陷，提高了判断速率以及缺陷判断的准确率。本发明适用范围广，不仅适用于电缆接头，也适用于普通电缆。本发明采用内置储电模块一和储电模块二，运作时间长久，使用寿命长，且设备总体功耗较低，具备广泛地适用性，能适应各类工况。
附图说明
图1为本发明的一种电缆接头局放非接触式在线检测装置的俯视图；
图2为本发明的一种电缆接头局放非接触式在线检测装置的内部结构图；
图3为本发明的一种电缆接头局放非接触式在线检测装置的检测手柄内部结构图
图4为本发明的检测方法流程图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：1.检测外壳指示灯 2.数据接口 3.数据转换模块 4.低功耗主控模块 5.储电模块一 6.WiFi天线模块 7.电场传感模块 8.压力波智能传感模块 9.电源模块 10.数据存储硬盘 11.备用扩展模块 12.主机 13.检测手柄14.储电模块二 15.插孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例
如图1-2所示，一种电缆接头局放非接触式在线检测装置，包括主机12和检测手柄13，主机12为长400mm、宽200mm、高200mm的金属箱体，主机12的顶部开设有插孔15，且检测手柄13插在主机12内，通过普遍采用分体式设备，分为主机12与检测手柄13两部分，检测手柄13从主机12中取出，在电缆接头上进行一个非接触式的检测，检测手柄13可以与主机12进行有线或者无线连接，主机12携带方便，能够适应各种恶劣工况条件，降低了工况及环境对检测设备的影响，节约了人力和物力成本；
主机12的顶部固定安装有检测外壳指示灯1，主机12内连接有数据接口2、数据转换模块3、低功耗主控模块4、储电模块一5、WiFi天线模块6、电源模块9和数据存储硬盘10，检测手柄13内固定连接有电场传感模块7、压力波智能传感模块8、备用扩展模块11和储电模块二14，储电模块二14均与电场传感模块7、压力波智能传感模块8和备用扩展模块11电性连接，实现电场传感模块7、压力波智能传感模块8和备用扩展模块11供电，电场传感模块7、压力波智能传感模块8和备用扩展模块11均通过连接电缆与数据接口2连接，电场传感模块7、压力波智能传感模块8和备用扩展模块11均通过内置的无限传输结构与WiFi天线模块6连接，电场传感模块7和压力波智能传感模块8正常运行时检测外壳指示灯1为绿色常亮，没有数据写入；检测外壳指示灯1绿色闪烁时，数据存储硬盘10正在写入数据；当检测装置故障或供电短缺时，主机12上指示灯为红色闪烁状态，当主机12无电时候指示灯长灭，检测时电场传感模块7、压力波智能传感模块8和备用扩展模块11与被测电缆接头之间距离为小于1cm，电场传感模块7、压力波智能传感模块8和备用扩展模块11检测时间控制在9-12s，检测手柄13在检测时无需与电缆接头接触，无需断电操作，保证电网安全稳定运行，提高运检人员的人身安全系数，降低触电事故率；
数据接口2和WiFi天线模块6均与数据转换模块3连接，数据转换模块3与数据存储硬盘10连接，数据存储硬盘10的内存为500G，数据存储硬盘10与低功耗主控模块4连接，低功耗主控模块4与检测外壳指示灯1、数据转换模块3、电源模块9和数据存储硬盘10电性连接，电源模块9对数据转换模块3、低功耗主控模块4和数据存储硬盘10供电，储电模块一5在外部电源断开后维持设备的继续供电，保障装置稳定运行。
储电模块一5和储电模块二14采用智能终端充电器和无线模块充电包供电，配备了有线和无线两种充电模式，运作时间长久，使用寿命长，且设备总体功耗较低，具备广泛地适用性，能适应各类工况。
备用扩展模块11可选用烟雾感应器或者振动感应器，增加检测类型，提升了检测准确度。
电缆接头局放非接触式在线检测装置的检测方法，检测方法步骤如下：
步骤一、将检测手柄13移动至被测电缆接头处，检测手柄13内的压力波智能传感模块8检测出压力波2，并储存至数据存储硬盘10内；
步骤二、再将检测手柄13移动至被测电缆接头处，压力波智能传感模块8在被测电缆接头处检测非接触式探测压力波1，非接触式探测压力波1通过WiFi天线模块6传输给低功耗主控模块4，低功耗主控模块4将非接触式探测压力波1和压力波2进行压力波变化值计算，判断压力波变化值与阈值1、阈值2和阈值3进行大小判断，压力波变化值小于阈值1时电视电缆接头正常，压力波变化值大于阈值1小于阈值2进入电缆缺陷的判定图谱1，压力波变化值大于阈值2小于阈值3进入电缆缺陷的判定图谱2，压力波变化值大于阈值3进入电缆缺陷的判定图谱3；
步骤三、电场传感模块7在被测电缆接头处检测电场变化值，电场变化值通过WiFi天线模块6传输给低功耗主控模块4，低功耗主控模块4将电场变化值与阈值4进行大小判断，电场变化值大于阈值4时进入附加判定1，电场传感模块7检测的电场变化值小于阈值4时电场传感模块7进行继续检测，且无需进行标准图库判定对比；
步骤四、出现附加判定1时低功耗主控模块4将判定图谱1、判定图谱2或者判定图谱3与数据存储硬盘10内的标准图库进行判定对比，根据判定对比结果为电缆接头一类缺陷、电缆接头二类缺陷或者电缆结构三类缺陷，标准图库时电缆接头出现电缆接头一类缺陷、电缆接头二类缺陷或者电缆结构三类缺陷时采集图谱，并存储在数据存储硬盘10内，实现电缆接头局放非接触式在线检。
压力波智能传感模块8检测的压力波和电场传感模块7检测的电厂变化值两种方式进行电缆头缺陷综合判断，通过对判断阈值的变化进行图谱分类比较确定电缆缺陷，提高了判断速率以及缺陷判断的准确率，同时，检测方法适用范围广，不仅适用于电缆接头，也适用于普通电缆。
本发明中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种电缆接头局放非接触式在线检测装置的检测方法，其特征在于：检测方法步骤如下：
步骤一、将检测手柄(13)移动至被测电缆接头处，检测手柄(13)内的压力波智能传感模块(8)检测出压力波2，并储存至数据存储硬盘(10)内；
步骤二、再将检测手柄(13)移动至被测电缆接头处，压力波智能传感模块(8)在被测电缆接头处检测非接触式探测压力波1，将非接触式探测压力波1和压力波2进行压力波变化值计算，将压力波变化值与阈值1、阈值2和阈值3进行大小判断，压力波变化值小于阈值1时电缆接头正常，压力波变化值大于阈值1小于阈值2进入判定图谱1，压力波变化值大于阈值2小于阈值3进入判定图谱2，压力波变化值大于阈值3进入判定图谱3；
步骤三、电场传感模块(7)在被测电缆接头处检测电场变化值，电场变化值与阈值4进行大小判断，电场变化值大于阈值4时进入附加判定1；
步骤四、出现附加判定1时将判定图谱1、判定图谱2或者判定图谱3与标准图库进行判定对比，根据判定对比结果为电缆接头一类缺陷、电缆接头二类缺陷或者电缆结构三类缺陷，实现电缆接头局放非接触式在线检测。
2.根据权利要求1所述的电缆接头局放非接触式在线检测装置的检测方法，其特征在于：所述电场传感模块(7)检测的电场变化值小于阈值4时电场传感模块(7)进行继续检测，且无需进行标准图库判定对比。
3.根据权利要求1所述的电缆接头局放非接触式在线检测装置的检测方法，其特征在于：所述标准图库是电缆接头出现电缆接头一类缺陷、电缆接头二类缺陷或者电缆结构三类缺陷时采集图谱，并存储在数据存储硬盘(10)内。
4.一种实现权利要求1所述方法的电缆接头局放非接触式在线检测装置，包括主机(12)和检测手柄(13)，其特征在于：所述主机(12)的顶部开设有插孔(15)，且检测手柄(13)插在主机(12)内，所述主机(12)的顶部固定安装有检测外壳指示灯(1)，所述主机(12)内连接有数据接口(2)、数据转换模块(3)、低功耗主控模块(4)、储电模块一(5)、WiFi天线模块(6)、电源模块(9)和数据存储硬盘(10)，所述检测手柄(13)内固定连接有电场传感模块(7)、压力波智能传感模块(8)和备用扩展模块(11)和储电模块二(14)，所述储电模块二(14)均与电场传感模块(7)、压力波智能传感模块(8)和备用扩展模块(11)电性连接，实现电场传感模块(7)、压力波智能传感模块(8)和备用扩展模块(11)供电，所述电场传感模块(7)、压力波智能传感模块(8)和备用扩展模块(11)均通过连接电缆与数据接口(2)连接，所述电场传感模块(7)、压力波智能传感模块(8)和备用扩展模块(11)均通过内置的无限传输结构与WiFi天线模块(6)连接；
所述数据接口(2)和WiFi天线模块(6)均与数据转换模块(3)连接，所述数据转换模块(3)与数据存储硬盘(10)连接，所述数据存储硬盘(10)与低功耗主控模块(4)连接，所述低功耗主控模块(4)与检测外壳指示灯(1)、数据转换模块(3)、电源模块(9)和数据存储硬盘(10)电性连接，所述电源模块(9)对数据转换模块(3)、低功耗主控模块(4)和数据存储硬盘(10)供电，所述储电模块一(5)在外部电源断开后维持设备的继续供电，保障装置稳定运行。
5.根据权利要求4所述的电缆接头局放非接触式在线检测装置，其特征在于：所述主机(12)为长400mm、宽200mm、高200mm的金属箱体。
6.根据权利要求4所述的电缆接头局放非接触式在线检测装置，其特征在于：所述数据存储硬盘(10)的内存为500G。
7.根据权利要求6所述的电缆接头局放非接触式在线检测装置，其特征在于：所述电场传感模块(7)和压力波智能传感模块(8)正常运行时检测外壳指示灯(1)为绿色常亮，没有数据写入；检测外壳指示灯(1)绿色闪烁时，数据存储硬盘(10)正在写入数据；当检测装置故障或供电短缺时，主机(12)上指示灯为红色闪烁状态，当主机(12)无电时候指示灯长灭。
8.根据权利要求4所述的电缆接头局放非接触式在线检测装置，其特征在于：检测时所述电场传感模块(7)、压力波智能传感模块(8)和备用扩展模块(11)与被测电缆接头之间距离为小于1cm，电场传感模块(7)、压力波智能传感模块(8)和备用扩展模块(11)检测时间控制在9-12s。
9.根据权利要求8所述的电缆接头局放非接触式在线检测装置，其特征在于：所述备用扩展模块(11)可选用烟雾感应器或者振动感应器。
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