CN205429680U - 一种电缆交叉互联箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电缆交叉互联箱，其特征在于，包括：护层保护器，交叉互联连接线以及电容器；其中，所述交叉互联连接线的一端分别连接到所述单芯电缆的每一相，另一端分别连接到每个所述护层保护器的一端，每个所述护层保护器的另一端接地；每两个交叉互联连接线之间连接有电容器。本实用新型的电缆交叉互联箱，在进行故障行波测距时，单芯电缆的故障行波信号可以通过电容器实现全线传输，避免交叉互联处信号折反射，从而实现单芯电缆的故障全线行波测距。

Description

一种电缆交叉互联箱

技术领域

本实用新型涉及电力设备检测技术领域，尤其是涉及一种电缆交叉互联箱。

背景技术

随着技术进步和供电质量要求的提高，电力电缆在电网中所占的比例越来越大，在一些城市的市区已经逐步取代架空线路。随着电缆数量的增多及运行时间的延长，电缆故障的发生愈加频繁。如何准确、迅速判定电力电缆的故障点位置是及时修复电力电缆、提高供电可靠性的前提保证。

电力电缆的故障点定位，一般需要进行故障诊断、故障测距和精确定点三个步骤。其中，故障诊断可以通过高压试验进行；精确定点一般采用声频或其他频率感应技术。故障测距也叫故障粗测，是指在电缆的一端或两端使用适当的仪器，对故障电缆线芯施加测试信号，或者在线测量、分析故障信息，初步确定故障点到某一端的距离，为精确定点提供范围信息。电力电缆的故障测距方法很多，总体上可分为行波法和阻抗法两类，根据电缆运行状态，又分为离线测距或在线测距。为了高效准确地找到电力电缆故障点，减少地面开挖等工程量和停电时间，行波故障测距技术得到了广泛的应用。

行波法利用高电压对电缆故障进行电击穿，测量故障处击穿放电的电脉冲从故障点到测试点的时间就可计算故障点距离。行波故障测距不受故障点过渡电阻、线路结构等因素的影响，且测距精度高，因此得到了更为广泛的应用。

通常35kV及以下电力电缆和控制通信电缆采用三芯或多芯(低压电力电缆或增加中性线、保护线等成为四芯、五芯电缆)结构，电缆芯线外部合成磁场较弱，可以采用磁性保护材料。电缆中间接头屏蔽保护层通常直接相连并不接地，中间接头波阻抗变化很小，因此，电缆全长波阻抗基本不变，中间接头对故障测距行波信号的折反射非常弱，不影响信号的识别和判断。行波测距法在三芯以上电力电缆和控制通信电缆中得到了广泛的应用，并且利用即将损坏的电缆运行时的弱放电信号，开发了在线测距或称电缆预警技术。

35kV及以上电力电缆由于制造和施工原因，一般采用单芯电缆，尤其是110kV以上的电力电缆。对于较长的电力电缆，为了避免外护层击穿，相关规程要求较长的电力电缆线路，电缆应分成3的倍数段，屏蔽层在每一个中间接头进行交叉互联，通过保护器接地，如图1所示，交叉互联连接线10通过护层保护器20接地，以保证屏蔽层感应电压不超过50V，并减少过电压危害。根据分析，单芯电缆中间接头处屏蔽层交叉互联后，理论上相当于电缆绝缘层电场与空气电场串联，波阻抗变化很大。因此，行波信号在中间接头处会发生严重折反射，使得传统的行波测距技术无法实现。现场实际经验表明，从测试点看去，在第一个中间接头后的故障点，行波测距仪会判断为故障点位置是第一个中间接头，行波测距法针对单芯电缆实际上是无法应用的，包括在线和离线。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型提供一种电缆交叉互联箱，在进行故障行波测距时，单芯电缆的故障行波信号可以通过电容器实现全线传输，避免交叉互联处信号折反射，从而实现单芯电缆的故障全线行波测距。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种电缆交叉互联箱，其特征在于，包括：护层保护器，交叉互联连接线以及电容器；

其中，所述交叉互联连接线的一端分别连接到所述单芯电缆的每一相，另一端分别连接到每个所述护层保护器的一端，每个所述护层保护器的另一端接地；每两个交叉互联连接线之间连接有电容器。

其中，所述交叉互联箱还包括箱体，所述箱体用于容纳所述护层保护器、交叉互联连接线和所述电容器。

其中，所述交叉互联连接线包括交叉连接片，所述交叉连接片的一端连接到单芯电缆的每一相的金属护层上，另一端连接到所述护层保护器。

其中，所述箱体上设置有电缆连接端，所述电缆连接端的位于箱体内部的一端连接到所述交叉互联连接线，位于箱体外部的一端连接到所述单芯电缆。

本实用新型的交叉互联箱，在进行故障行波测距时，由于在使用交叉互联箱时，在将电缆接入到护层保护器之前，通过串联连接电容器后再连接到护层保护器，使得单芯电缆的故障行波信号可以通过电容器实现全线传输，避免交叉互联处信号折反射，从而实现单芯电缆的故障全线行波测距。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1示出了本实用新型现有的交叉互联箱的连接示意图。

图2示出了本实用新型的交叉互联箱的连接示意图。

图3示出了本实用新型的护层保护器与电容的连接示意图。

图4示出了本实用新型的行波测距的原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的实施例进行详细描述。

图2示出了本实用新型的交叉互联箱的连接示意图。

参照图2，本实用新型的电缆交叉互联箱，可以用到任意一种单芯电缆上作为分断电的连接使用，具体地，本实用新型一个实施例的电缆交叉互联箱包括：交叉互联连接线10、护层保护器20以及电容器30；

在本实施例中，交叉互联连接线10的一端分别连接到电缆的每一相，另一端分别连接到每个护层保护器20的一端，每个护层保护器20的另一端接地，电容器30连接在每两个交叉互联连接线10之间。

在本实施例中，交叉互联箱还包括箱体，该箱体用于容纳护层保护器、交叉互联连接线和所述电容器。

另外，交叉互联连接线包括交叉连接片，该交叉连接片的一端连接到单芯电缆的每一相的金属护层上，另一端连接到所述护层保护器。

基于上述交叉连接片，在箱体上还设置有电缆连接端，该电缆连接端的位于箱体内部的一端连接到该交叉互联连接线的交叉连接片，位于箱体外部的一端连接到单芯电缆的每一相的金属护层上。

在另一个实施例中，使用上述交叉互联箱连接电缆后，进行行波测距时，行波测距装置可以采用单端或双端、在线或离线、一次或多次脉冲、直流脉冲或交流正弦波或混合波形电压等；电容器连接采用同相屏蔽层连接。图3示出了本实用新型的护层保护器与电容的连接示意图。如图3所示，A1、B1和C1点为护层保护器连接到交叉互联连接线的线路上的点，通过在A1与B1之间、B1与C1之间以及C1与A1之间分别连接一个电容器Cb、Cc、以及Ca，使得交叉互联连接线与对应的护层保护器之间串联有一个电容器，即交叉互联连接线在A1点接入时，通过电容器Ca和护层保护器A2后接地，交叉互联连接线在B1点接入时，通过电容器Cb和护层保护器B2后接地，交叉互联连接线在C1点接入时，通过电容器Cc和护层保护器C2后接地。

上述技术方案中，所述电容器的容量选择使得对于行波信号，阻抗接近于0；对于工频感应电压或试验频率电压，如振荡波或变频试验电源，阻抗相对较大，以避免影响电缆正常运行或试验状态。

具体地，所述在电缆波阻抗Z_c＝50Ω、工频f₀＝50Hz和行波最低频f_w＝10kHz条件下，电容器容量选择：

对行波频率阻抗很小，即如取0.1Z_c即5Ω，则电容器

$C\≥\frac{1}{2{\mathrm{\πf}}_w\×0.1Z_c}=\frac{1}{2\×3.1416\×10\×{10}^3\×0.1\×50}=3.2\mathrm{\μ}F$

对于工频阻抗，电容器阻抗

$X_{c0}=\frac{1}{2{\mathrm{\πf}}_{0}C}=\frac{1}{2\×3.1416\×50\×3.2\×{10}^{-6}}=2k\mathrm{\Ω}$

最大电容电流，按照最大感应电压50V计算

$I_{c0}=\frac{U}{X_{c0}}=\frac{50}{2000}=25mA$

电容器对于电缆故障行波信号的阻抗很小，而对于工频信号的阻抗很大，可以满足如图4所示的等效电路，使得中间接头的交叉互联的波阻抗Z_A变化被短接，故障行波信号可以顺利通过。

综上所述安装有本实施例的交叉互联箱的电缆，可以使用现有的行波测距技术和设备即可实现单芯电缆中间接头交叉互联在线或离线故障测距，因此以应用到任一种现有行波测距装置。

本实用新型的交叉互联箱，在进行故障行波测距时，由于在使用交叉互联箱时，在将电缆接入到护层保护器之前，通过串联连接电容器后再连接到护层保护器，使得单芯电缆的故障行波信号可以通过电容器实现全线传输，避免交叉互联处信号折反射，从而实现单芯电缆的故障全线行波测距。

以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的具体实施技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种电缆交叉互联箱，其特征在于，包括：护层保护器，交叉互联连接线以及电容器；

其中，所述交叉互联连接线的一端分别连接到单芯电缆的每一相，另一端分别连接到每个所述护层保护器的一端，每个所述护层保护器的另一端接地；每两个交叉互联连接线之间连接有电容器。

2.根据权利要求1所述的交叉互联箱，其特征在于，所述交叉互联箱还包括箱体，所述箱体用于容纳所述护层保护器、交叉互联连接线和所述电容器。

3.根据权利要求1所述的交叉互联箱，其特征在于，所述交叉互联连接线包括交叉连接片，所述交叉连接片的一端连接到所述单芯电缆的每一相的金属护层上，另一端连接到所述护层保护器。

4.根据权利要求2所述的交叉互联箱，其特征在于，所述箱体上设置有电缆连接端，所述电缆连接端的位于箱体内部的一端连接到所述交叉互联连接线，位于箱体外部的一端连接到所述单芯电缆。