CN204964685U - 一种配电电缆附件中局部放电的非接触式带电检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是关于一种配电电缆附件中局部放电的非接触式带电检测装置，该装置主要包括下述单元：局部放电检测接收装置、信号电缆以及信号调理和显示单元。其中，局部放电检测接收装置采用高频段喇叭天线，并且与信号调理和显示单元通过信号电缆连接。本实用新型带电检测装置创新性地开发了一种检测设备，能够以非接触的方式对土壤的配电电缆接头中局部放电的测量。本实用新型装置具有使用灵活、便携、高效的特点，为配电电缆接头的带电检测提供了得力的工具，适合电力企业开展运行中接头状态的带电巡检以及提高对配电电缆接头绝缘状况的诊断水平。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及电力设备绝缘状态在线检测技术及其应用领域，特别是适用于土壤中配电电缆附件的局部放电带电检测装置。
【背景技术】
由于配电电缆不仅敷设在电缆沟、排管以及隧道中，还会直接埋在土壤中，无论是埋地电缆还是电缆沟中的电缆，敷设环境与使用状态会极大的影响电缆的运行可靠性，电缆中间接头是电缆绝缘的薄弱环节和运行故障多发部位。因此，近几年电力企业尝试采用基于振荡波的局部放电测试技术以及测量电缆两端接地线上局部放电脉冲电流的技术加强对配电电缆运行状态的检测和评估，及时有效地发现配电电缆绝缘缺陷，最终实现在线监测及状态检修。我国电力企业近几年的实践表明，两种检测技术都取得了较好的应用效果。
然而，以上两种检测技术在实践中遇到了一定的问题：由于局部放电在电缆中随传播距离快速衰减的特性。对于2公里以上的长电缆来说，两种技术均不能在电缆两端有效检测长电缆线路上安装在线路中部的接头中的局部放电。
本实用新型主要解决了如下难题，1)由于土壤环境的限制，无法将局部放电监测装置直接连接到电缆附件上。但由于电缆接头的接地屏蔽是采用网状屏蔽，存在高频电磁波的泄露，这就为超高频检测提供了可能性；2)在很多环境条件下，外部电磁干扰会通过接地网、接地铜排、电缆接地线向电网传播。目前的绝缘监测系统会拾取到这种类型的高频干扰信号，造成绝缘状态的误判；3)电磁波经过电缆和中间接头的衰减后信号频率并不相同，通过宽频带局部放电传感器可以有效地检测到接头中的局部放电信号。
【实用新型内容】
本实用新型提供一种配电电缆附件中局部放电的非接触式带电检测装置，具有安全、便携、高效的特点，创新性地实现了对配电电缆附件中局部放电进行非接触式检测，提升了相关领域的技术水平和弥补了现有检测技术在电力企业实践中存在的不足，具有广阔的应用前景。
本实用新型采用以下技术方案：
一种配电电缆附件中局部放电的非接触式带电检测装置，所述待测的配电电缆接头采用网状接地屏蔽，所述非接触式带电检测装置包括采集待测配电电缆接头发送的高频电磁波信号的喇叭天线、与喇叭天线相连的高频信号电缆及检测主机。
所述的高频段喇叭天线主要由波导管21，喇叭22，pnc接头23构成。
所述的检测主机主要由接线端子、无源滤波器、宽动态范围的运算放大及数据采样单元、ARM处理器、显示屏及外壳组成；所述接线端子、无源滤波器、宽动态范围的运算放大及数据采样单元、ARM处理器、显示屏依次连接并固定在外壳内。
所述无源滤波器包括电容C41、C42、C43、C44、C45、C46、C47，以及电感L41、L42、L43、L44、L45；其中，所述电感L41、电感L42、电容C44、电容C45、电容C46、电容C47依次串联连接；所述电容C41的一端接地，另一端与电感L41连接，所述电容C42的一端接地，另一端连接在电感L41和电感L42之间，所述电容C43的一端接地，另一端连接在电感L42和电容C44之间，电感L43的一端接地，另一端连接在电容C44和电容C45之间，电感L44的一端接地，另一端连接在电容C45和电容C46之间，电感L45的一端接地，另一端连接在电容C46和电容C47之间。
所述的喇叭天线机及检测主机均封装在外壳中，通过电缆接线。
所述外壳采用环氧树脂绝缘材料。
所述宽动态范围的运算放大及数据采样单元的放大倍数至少40dB。
所述喇叭天线和检测主机的绝缘水平为10kV。
采用以上的设计后，本实用新型至少具有如下优点：在本实用新型结构中，由于待测的配电电缆接头采用网状的接地屏蔽结构，因此，存在高频电磁波的泄露，泄露的高频电磁波信号被喇叭天线捕获到后，通过高频电缆传到检测主机，从而监测到局放现象。
【附图说明】
上述仅是本是实用新型方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图和具体实施方式作进一步的详细说明。
图1是本实用新型一种配电电缆附件中局部放电的非接触式带电检测装置的组成示意图。
图2是本实用新型一种配电电缆附件中局部放电的非接触式带电检测装置所用喇叭天线的基本结构示意图。
图3是本实用新型一种配电电缆附件中局部放电的非接触式带电检测装置所用检测主机的基本组成示意图。
图4是本实用新型一种配电电缆附件中局部放电的非接触式带电检测装置所用无源滤波器的拓扑示意图。
【具体实施方式】
如图1所示，本实用新型公开了一种配电电缆接头局部放电检测装置，主要包括高频段喇叭天线11、高频信号电缆12及及检测主机13。该检测装置主要通过高频段的喇叭天线接收电缆及其附件发生局部放电时所激发的频率高达GHz的高频信号，进而通过将检测到的高频信号通过高频信号电缆传输至检测主机，从而达到监测电缆中是否发生局部放电的作用。
如图2所示，高频段喇叭天线主要由波导管21，喇叭22，pnc接头23构成。
高频信号电缆13长度为2m。
如图3是本实用新型一种配电电缆接头局部放电检测装置所用检测主机的基本组成示意图。检测主机14主要由接线端子31、无源滤波器32、宽动态范围的运算放大及数据采样单元33、ARM处理器34、显示屏35及外壳36组成。所述接线端子31、无源滤波器32、宽动态范围的运算放大及数据采样单元33、ARM处理器34、显示屏35依次连接并固定在外壳36内；所述宽动态范围的运算放大及数据采样单元33的放大倍数至少40dB，采样率100Mb/s。
如图4所示，本实用新型一种配电电缆接头局部放电检测装置所用无源滤波器的拓扑示意图。所述无源滤波器包括电容C41、C42、C43、C44、C45、C46、C47，以及电感L41、L42、L43、L44、L45。其中，所述电感L41、电感L42、电容C44、电容C45、电容C46、电容C47依次串联连接；所述电容C41的一端接地，另一端与电感L41连接，所述电容C42的一端接地，另一端连接在电感L41和电感L42之间，所述电容C43的一端接地，另一端连接在电感L42和电容C44之间，电感L43的一端接地，另一端连接在电容C44和电容C45之间，电感L44的一端接地，另一端连接在电容C45和电容C46之间，电感L45的一端接地，另一端连接在电容C46和电容C47之间。
高频段喇叭天线外壳、主机外壳均采用2mm厚的环氧树脂绝缘材料。
所述检测主机通过提取由高频段圆形贴片天线测到的脉冲信号，判断电缆接头中是否存在局部放电，提高了监测效果和工作效率。
本实用新型具有以下优点：
1、本实用新型中的传感器外壳、主机外壳具有10kV的绝缘水平，因此检测人员可以非常安全地操作该仪器；
2、本实用新型中的传感器具有体积小，重量轻等优点，为现场实验提供了便利。
3、使用本实用新型装置进行现场检测时，操作人员只需将高频段喇叭天线传感器靠近土壤中的电缆接头，通过传感器检测信号的对比分析可以判断电缆接头内部是否存在局部放电，并得知局部放电的大小。
可见，本实用新型一种配电电缆附件中局部放电的非接触式带电检测装置，创新性地实现了非接触式检测埋地配电电缆附件中中的局部放电，同时具有使用安全、便携、高效的特点。
Claims (7)
1.一种配电电缆附件中局部放电的非接触式带电检测装置，所述待测的配电电缆接头采用网状接地屏蔽，其特征在于：所述非接触式带电检测装置包括采集待测配电电缆接头发送的高频电磁波信号的喇叭天线(11)、与喇叭天线(11)相连的高频信号电缆(12)及检测主机(13)。
2.根据权利要求1所述的一种配电电缆附件中局部放电的非接触式带电检测装置，其特征在于：所述喇叭天线(11)主要由波导管(21)，喇叭(22)，pnc接头(23)构成。
3.根据权利要求1所述的一种配电电缆附件中局部放电的非接触式带电检测装置，其特征在于：所述的检测主机主要由接线端子(31)、无源滤波器(32)、宽动态范围的运算放大及数据采样单元(33)、ARM处理器(34)、显示屏(35)及外壳(36)组成；所述接线端子(31)、无源滤波器(32)、宽动态范围的运算放大及数据采样单元(33)、ARM处理器(34)、显示屏(35)依次连接并固定在外壳(36)内。
4.根据权利要求3所述的一种配电电缆附件中局部放电的非接触式带电检测装置，其特征在于：所述无源滤波器包括电容C41、C42、C43、C44、C45、C46、C47，以及电感L41、L42、L43、L44、L45；其中，所述电感L41、电感L42、电容C44、电容C45、电容C46、电容C47依次串联连接；所述电容C41的一端接地，另一端与电感L41连接，所述电容C42的一端接地，另一端连接在电感L41和电感L42之间，所述电容C43的一端接地，另一端连接在电感L42和电容C44之间，电感L43的一端接地，另一端连接在电容C44和电容C45之间，电感L44的一端接地，另一端连接在电容C45和电容C46之间，电感L45的一端接地，另一端连接在电容C46和电容C47之间。
5.根据权利要求3所述的一种配电电缆附件中局部放电的非接触式带电检测装置，其特征在于：所述外壳(36)采用环氧树脂绝缘材料。
6.根据权利要求3所述的一种配电电缆附件中局部放电的非接触式带电检测装置，其特征在于：所述宽动态范围的运算放大及数据采样单元(33)的放大倍数至少40dB。
7.根据权利要求3所述的一种配电电缆附件中局部放电的非接触式带电检测装置，其特征在于：所述喇叭天线和检测主机的绝缘水平为10kV。
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|---|---|---|---|---|
| CN109270411A (zh) * | 2017-07-17 | 2019-01-25 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种电力电缆接头局部放电检测电磁干扰屏蔽装置 |
| CN109765464A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-05-17 | 福建和盛高科技产业有限公司 | 一种10kV配电电缆中间接头中局部放电监测装置 |
| CN112649708A (zh) * | 2021-01-06 | 2021-04-13 | 国网重庆市电力公司电力科学研究院 | 一种电缆接头局放非接触式在线检测装置及其检测方法 |
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| CN112649708B (zh) * | 2021-01-06 | 2023-03-10 | 国网重庆市电力公司电力科学研究院 | 一种电缆接头局放非接触式在线检测装置及其检测方法 |
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