CN205120900U - 一种海底电缆直流局部放电检测探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种海底电缆直流局部放电检测探头，包括电磁干扰屏蔽层，该电磁干扰屏蔽层内设有低压耦合电容和保护电路，局部放电信号从所述电磁干扰屏蔽层外传输到保护电路与低压耦合电容的输入端上，所述保护电路的输出端接地，在低压耦合电容的输出端依次连接有高频滤波电路、工频滤波电路和放大电路，该放大电路的输出端连接到外部的分析系统上。其结构简单、合理，适于海底电缆的测试环境，可最大限度的排除干扰，并对信号放大，提高了信号测试的辨识度和准确度。

Description

一种海底电缆直流局部放电检测探头

技术领域

本实用新型涉及海底电缆技术领域，特别是涉及一种海底电缆直流局部放电检测探头。

背景技术

在开展长时感应电压带局部放电试验时，为了检测被试设备上传输耐压过程中产生的直流局部放电，通常会采用检测探头，其主要由信号分离器、保护回路和低压耦合电容组成，耐压试验过程中产生局部放电时，放电量通过低压耦合电容传入到被式设备中，同时滤除特定频率(如工频、高频)的放电信号。

然而，现有的检测探头有如下缺点：(1)海底电缆在开展直流局部放电测试时因其电缆长度长，直流局部放电量损耗大，实际测得的局部放电量小，现有检测装置难以检测到；(2)因海底电缆直流局放放电量较小，现有检测装置无外部屏蔽装置，检测信号易受外部干扰源的影响；(3)现有检测探头的低压耦合电容量较小，适用于电容量较小设备(如换流变)的局部放电检测，海底电缆电容量较大，应选择电容量相对更大的低压耦合电容。由此，致使开展海底电缆直流耐压测试工作时，因局部放电信号很难被检测到，故未开展局部放电测试。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种海底电缆直流局部放电检测探头，以在开展海底电缆直流耐压时进行局部放电检测，确保测试工作的完整性。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种海底电缆直流局部放电检测探头，包括电磁干扰屏蔽层，该电磁干扰屏蔽层内设有低压耦合电容和保护电路，局部放电信号从所述电磁干扰屏蔽层外传输到保护电路与低压耦合电容的输入端上，所述保护电路的输出端接地，在低压耦合电容的输出端依次连接有高频滤波电路、工频滤波电路和放大电路，该放大电路的输出端连接到外部的分析系统上。

所述保护电路包括电容C1和电阻R1，所述的局部放电信号传到点电容C1和低压耦合电容C2的一端，电容C1的另一端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地。

所述放大电路包括运算放大器、电阻R5、R6、R7、R8，所述工频滤波电路的输出端分别连接电阻R5和电阻R6的一端，电阻R5的另一端连接运算放大器的正相输入端和经由电阻R8接地，电阻R6的另一端连接运算放大器的反相输入端和电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接运算放大器的输出端，运算放大器的输出端连接外部的分析系统。

本实用新型根据海底电缆现场测试时直流局部放电的特点、特征，有针对性地设计了高频滤波电路、工频滤波电路，以排除干扰；并针对海底电缆直流局部放电信号在传输过程中过度衰减的特征，设计线性幅值放大电路，使局部放电信号经过放大后更便于分析；同时，对海底电缆直流局部放电信号本身微弱的特点，变电站的空间电场容易对测试信号带来较大干扰，还设计了电磁干扰屏蔽层，将集成后的局放探头密封于其内，可有效屏蔽变电站空间电场干扰。其结构简单、合理，适于海底电缆的测试环境，可最大限度的排除干扰，并对信号放大，提高了信号测试的辨识度和准确度。

附图说明

图1是本实用新型的电路示意图；

附图标记说明：1、电磁干扰屏蔽层；2、保护电路；3、高频滤波电路；4、工频滤波电路；5、放大电路。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例

如图1所示，一种海底电缆直流局部放电检测探头，包括电磁干扰屏蔽层1，该电磁干扰屏蔽层1内设有低压耦合电容和保护电路2，局部放电信号从所述电磁干扰屏蔽层1外传输到保护电路2与低压耦合电容的输入端上，所述保护电路2的输出端接地，在低压耦合电容的输出端依次连接有高频滤波电路3、工频滤波电路4和放大电路5，该放大电路5的输出端连接到外部的分析系统上。

其中，所述保护电路包括电容C1和电阻R1，所述的局部放电信号传到点电容C1和低压耦合电容C2的一端，电容C1的另一端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地；所述放大电路包括运算放大器、电阻R5、R6、R7、R8，所述工频滤波电路的输出端分别连接电阻R5和电阻R6的一端，电阻R5的另一端连接运算放大器的正相输入端和经由电阻R8接地，电阻R6的另一端连接运算放大器的反相输入端和电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接运算放大器的输出端，运算放大器的输出端连接外部的分析系统。

本实用新型的海底电缆直流局部放电检测探头，是在开展海底电缆直流耐压试验时，连接在被试设备上传输耐压过程中产生的直流局部放电信号的一种检测装置。其主要由低压耦合电容、工频滤波电路4、高频滤波电路3、保护电路2、放大电路5、电磁干扰屏蔽层1等组成。如图，本实施例给出了一个保护电路2、高频滤波电路3、工频滤波电路4和放大电路5的示例。图中，外部的局部放电信号传到点电容C1和低压耦合电容C2的一端，电容C1的另一端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地，电容C1和电阻R1组成了保护电路2；低压耦合电容C2的另一端连接到电阻R2与电容C3的公共端，电容C3-C6，电阻R2、R3，以及电感L1-L4组成了高频滤波电路3，其中电阻R2与电感L1串接，电容C3与C4串接，然后两者并联，再依次串接电感L2、L3、L4，电容C5的一端与电容C6的一端相连，然后并联连接电感L3，同时，电容C6与电阻R3串接后与电感L4并联连接，最后从电感L4与电阻R3的公共端输出到工频滤波电路4；工频滤波电路4中，电阻R4与电感L5的一端串接，电感L5的另一端并联连接电容C8和电阻R9，然后从电容C8和电阻R9的公共端输出到放大电路5；放大电路5包括运算放大器，信号分别传输到电阻R5、R6的一端，电阻R5的另一端接到运算放大器的正相输入端和经电阻R8接地，电阻R6的另一端连接运算放大器的反相输入端和串接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接运算放大器的输出端，然后从该运算放大器输出到外部的分析系统上。

实际应用时，本实用新型可以做成一个长方形的集成探头盒，将集成后的局放检测探头密封在一个铁质盒子中，有效屏蔽外部电场干扰。在开展海底电缆直流耐压试验时，局部放电信号传输到该局放探头中，传输到一个低压耦合电容与保护电路2的并联回路上，此时若电压幅值超过探头承受水平则保护电路2的电容被击穿，电压经电阻接地(见示意图中“保护电路2”部分)。若电压在探头承受范围内，则信号将经过一个高频滤波电路3，将频率高于6MHz的信号滤除(见示意图中“高频滤波”部分)，接着局放信号会进入工频滤波电路4，将工频信号滤除(见示意图中“工频滤波”部分)，最终局部放电有效信号经过放大电路5，经过长电缆传输的微弱的直流局部放电信号在此处会得到线性幅值放大(见示意图中“放大电路5”部分)，最终进入直流局部放电分析系统，得到有效捕捉与分析。

在以往在开展海底电缆直流耐压时，因局部放电信号很难被检测到，故未开展局部放电测试。而本实用新型有效弥补这一空白，促使海底电缆直流耐压带局部放电测试工作得以完整开展。其结构简单、合理，适于海底电缆的测试环境，可最大限度的排除干扰，并对信号放大，提高了信号测试的辨识度和准确度。

上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (3)

1.一种海底电缆直流局部放电检测探头，其特征在于：包括电磁干扰屏蔽层，该电磁干扰屏蔽层内设有低压耦合电容和保护电路，局部放电信号从所述电磁干扰屏蔽层外传输到保护电路与低压耦合电容的输入端上，所述保护电路的输出端接地，在低压耦合电容的输出端依次连接有高频滤波电路、工频滤波电路和放大电路，该放大电路的输出端连接到外部的分析系统上。

2.根据权利要求1所述的海底电缆直流局部放电检测探头，其特征在于：所述保护电路包括电容C1和电阻R1，所述的局部放电信号传到点电容C1和低压耦合电容C2的一端，电容C1的另一端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地。

3.根据权利要求1或2所述的海底电缆直流局部放电检测探头，其特征在于：所述放大电路包括运算放大器、电阻R5、R6、R7、R8，所述工频滤波电路的输出端分别连接电阻R5和电阻R6的一端，电阻R5的另一端连接运算放大器的正相输入端和经由电阻R8接地，电阻R6的另一端连接运算放大器的反相输入端和电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接运算放大器的输出端，运算放大器的输出端连接外部的分析系统。