CN210038031U - 单芯电缆局部放电传感器及局部放电传感器阵列 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种单芯电缆局部放电传感器及局部放电传感器阵列。包括传感器本体、传感光纤和光纤光栅。传感器本体包括震动传导装置和密封壁，震动传导装置开设有第一通孔，待测单芯电缆穿设于第一通孔，密封壁包围震动传导装置，且与震动传导装置共同定义第一容纳腔。传感光纤设置于第一容纳腔内，且螺旋缠绕于震动传导装置，传感光纤的两端延伸至第一容纳腔外，用于检测局部放电时产生的高频震动。光纤光栅设置于第一容纳腔外，分别与传感光纤的两端光信号连接，用于产生包括局部放电信息的反射信号。震动传导装置可以检测微振动，传感光纤螺旋缠绕于震动传导装置可以提高局部放电检测灵敏度。传感光纤和光纤光栅具有绝缘性良好和体积较小等优点。

Description

单芯电缆局部放电传感器及局部放电传感器阵列

技术领域

本申请涉及局部放电检测技术领域，特别是涉及一种单芯电缆局部放电传感器及局部放电传感器阵列。

背景技术

目前，大多数配电网交联乙烯电缆采取直埋、电缆沟、隧道等铺设方式。在复杂环境和高负载等综合因素影响下，电缆会因为绝缘老化、工艺缺陷等原因发生局部放电而导致故障。同时，大多数的电缆局部放电发生在电缆中间接头部位。而电缆中间接头所处的特殊环境导致了工作人员难以对故障进行定位或修复。

此外，不同于变压器、开关柜等较大型的电力设备，电缆接头具有位置环境复杂、数量众多和体积较小等特征。因此，相关技术中的局部放电监测设备容易受到复杂电磁环境影响，同时无法准确检测全部电缆接头的局部放电情况等问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对相关技术中的局部放电监测设备容易受到复杂电磁环境影响，同时无法准确检测全部电缆接头的局部放电情况的问题，提供一种单芯电缆局部放电传感器及局部放电传感器阵列。

一种单芯电缆局部放电传感器，包括：

传感器本体，包括震动传导装置和密封壁，所述震动传导装置开设有第一通孔，待测单芯电缆穿设于所述第一通孔，所述密封壁包围所述震动传导装置，且与所述震动传导装置共同定义第一容纳腔；

传感光纤，设置于所述第一容纳腔内，且螺旋缠绕于所述震动传导装置，所述传感光纤的两端延伸至所述第一容纳腔外，用于检测局部放电时产生的高频震动；以及

光纤光栅，设置于所述第一容纳腔外，且分别与所述传感光纤的两端光信号连接，用于产生包括局部放电信息的反射信号。

在其中一个实施例中，所述震动传导装置包括：

传导壁，所述传导壁为所述第一通孔侧壁；以及

传导片，设置于所述传导壁远离所述第一通孔轴线的一端，且与所述传导壁机械连接。

在其中一个实施例中，所述传导片包括：

震动传导部，与所述传导壁机械连接，用于传导高频震动信号；以及

震动放大部，与所述震动传导部机械连接，用于放大高频震动信号。

在其中一个实施例中，还包括超声耦合层，贴合设置于所述传导壁靠近所述第一通孔轴线的一面，用于填充所述传导壁和待测单芯电缆之间的空隙，并增强所述震动传导装置接收到的超声震动信号。

在其中一个实施例中，还包括密封圆台，设置于所述传感器本体沿所述第一通孔轴向的两端端部，所述密封圆台开设有与所述第一通孔共轴的第二通孔。

在其中一个实施例中，所述密封圆台开设有光纤穿孔，所述光纤穿孔与所述第一容纳腔连通，所述传感光纤穿设于所述光纤穿孔，所述光纤穿孔用于在所述传感光纤穿入和穿出后密封所述第一容纳腔。

在其中一个实施例中，所述密封圆台包括密封环，设置于所述密封圆台远离所述传感器本体的一端，所述密封环用于密封待测单芯电缆和所述第二通孔之间形成的空间。

在其中一个实施例中，所述传感器本体的材料为铝。

一种局部放电传感器阵列，包括：

多个单芯电缆局部放电传感器，所述单芯电缆局部放电传感器包括：

传感器本体，包括震动传导装置和密封壁，所述震动传导装置包围形成第一通孔，待测单芯电缆穿设于所述第一通孔，所述密封壁位于所述震动传导装置远离所述第一通孔的一端，且所述震动传导装置和所述密封壁定义一个第一容纳腔；

传感光纤，设置于所述第一容纳腔内，且螺旋缠绕于所述震动传导装置，所述传感光纤的两端延伸至所述第一容纳腔外，用于检测局部放电时产生的高频震动；以及

光纤光栅，设置于所述第一容纳腔外，且分别与所述传感光纤的两端光信号连接，用于产生包括局部放电信息的反射信号；

多个所述单芯电缆局部放电传感器通过光纤串联，且相邻两个所述单芯电缆局部放电传感器的所述传感光纤共用一个所述光纤光栅；以及

壳体，开设有多个第三通孔，所述传感器本体穿设于所述第三通孔，且所述第三通孔轴向长度与所述传感器本体沿所述第一通孔的轴向的长度相同，所述壳体用于固定并保护所述单芯电缆局部放电传感器。

在其中一个实施例中，所述光纤光栅的长度为百微米量级。

在其中一个实施例中，还包括端盖，设置于所述壳体沿所述第三通孔轴向的两端端部，所述端盖罩盖于所述壳体，且与所述壳体共同围合形成第二容纳腔，串联相邻两个所述单芯电缆局部放电传感器的光纤位于所述第二容纳腔内。

在其中一个实施例中，所述单芯电缆局部放电传感器还包括密封圆台，所述密封圆台设置于所述传感器本体沿所述第一通孔轴向的两端端部，所述密封圆台开设有与所述第一通孔共轴的第二通孔；

所述端盖开设有第四通孔，所述密封圆台远离所述传感器本体的一端穿设于所述第四通孔。

在其中一个实施例中，所述密封圆台包括密封环，设置于所述密封圆台远离所述传感器本体的一端，所述密封环用于密封待测单芯电缆和所述第二通孔之间形成的空间，所述密封环的外径与所述第四通孔的直径相同。

所述单芯电缆局部放电传感器通过所述震动传导装置可以检测局部放电产生的微振动，从而实现对电缆中间接头的局部放电情况实时检测。所述传感光纤螺旋缠绕于所述震动传导装置，可以提高所述单芯电缆局部放电传感器的灵敏度。所述单芯电缆局部放电传感器通过采用所述传感光纤和所述光纤光栅等无源型器件，可以实现传感和信号传输的一体化。同时，采用所述传感光纤和所述光纤光栅的所述单芯电缆局部放电传感器具有绝缘性好、不受电磁干扰和体积较小等优点。因此，所述单芯电缆局部放电传感器可以有效克服了相关技术中局部放电监测设备容易受到复杂电磁环境影响和无法准确检测全部电缆接头的局部放电情况的问题。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种单芯电缆局部放电传感器剖面结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种沿图1中A-A方向的单芯电缆局部放电传感器剖面结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种局部放电传感器阵列结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种局部放电传感器阵列壳体剖面结构示意图。

附图标号说明

100 单芯电缆局部放电传感器

10 传感器本体

110 第一通孔

120 震动传导装置

121 传导壁

122 传导片

123 震动传导部

124 震动放大部

130 密封壁

140 第一容纳腔

20 传感光纤

30 光纤光栅

40 超声耦合层

50 密封圆台

510 第二通孔

520 光纤穿孔

530 密封环

200 局部放电传感器阵列

60 壳体

610 第三通孔

70 端盖

710 第二容纳腔

720 第四通孔

730 进出孔

300 单芯电缆

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。

由于电缆中间接头在制作、安装运行过程中面临各种恶劣环境，加之原材料、制造工艺等方面的原因，电缆中间接头难免出现绝缘层气隙、导体毛刺和半导电体突起等瑕疵，进而出现局部放电问题。首先，不同于变压器、开关柜等较大型的电力设备，电缆接头体积较小，相关技术中应用于变压器和开光柜等电力设备的局部放电检测装置无法转用与电缆接头。其次，为了准确检测电缆接头运行状况，还需要使用在线监测设备进行实时检测，但所述在线检测设备所需的人工成本和维护成本较高。由于电缆接头具有数量众多、位置环境复杂呈线性分布等特点，故急需小体积、低成本、抗电磁干扰且可以对多芯电缆同时快速检测及定位的局部放电检测装置。

请参见图1，本申请提供一种单芯电缆局部放电传感器100。所述单芯电缆局部放电传感器100包括传感器本体10、传感光纤20和光纤光栅30。所述传感器本体10包括震动传导装置120和密封壁130。所述震动传导装置120开设有第一通孔110，待测单芯电缆300穿设于所述第一通孔110。所述密封壁130包围所述震动传导装置120，且与所述震动传导装置120共同定义第一容纳腔140。所述传感光纤20设置于所述第一容纳腔140内，且螺旋缠绕于所述震动传导装置120。所述传感光纤20的两端延伸至所述第一容纳腔140外，用于检测局部放电时产生的高频震动。所述光纤光栅30设置于所述第一容纳腔140外，且分别与所述传感光纤20的两端光信号连接，用于产生包括局部放电信息的反射信号。

所述传感器本体10包括所述震动传导装置120和所述密封壁130，所述震动传导装置120开设有所述第一通孔110。在一个实施例中，所述传感器本体10可以为双层圆筒结构，且所述双层圆筒结构的中心为圆柱状通孔。可以理解，所述震动传导装置120和所述密封壁130可以共同组成所述双层圆筒结构，所述震动传导装置120可以为所述双层圆筒结构的内壁，所述密封壁130可以为所述双层圆筒结构的外壁，所述内壁和所述外壁之间为中空结构，即所述第一容纳腔140。所述第一通孔110可以为所述双层圆筒结构中心的圆柱状通孔，待测单芯电缆300穿设于所述第一通孔110。待测单芯电缆300可以包括其自身的绝缘层。当待测单芯电缆300因出现局部放电现象而产生超声波后，所述超声波的震动经所述震动传导装置120传导至所述传感光纤20，结合所述光纤光栅30可以对局部放电的位置进行定位。可以理解，所述传感器本体10可以采用金属材料制成。在一个实施例中，所述传感器本体10的材料为铝。铝具有材质轻、价格低等多种优势。

所述密封壁130可以包围所述震动传导装置120，且与所述震动传导装置120共同定义所述第一容纳腔140。可以理解，所述密封壁130可以直接实现对所述第一容纳腔140进行密封。在一个实施例中，所述第一容纳腔140的密封还可以通过所述密封壁130和两个密封侧壁实现。所述密封侧壁位于所述震动传导装置120和所述密封壁130沿所述第一通孔110轴线方向的两端端部。所述传感光纤20位于所述第一容纳腔140内，且所述传感光纤20螺旋缠绕于所述震动传导装置120。所述螺旋缠绕方式可以增大所述传感光纤20对待测单芯电缆300因局部放电产生的震动的探测。由于所述传感光纤20和所述光纤光栅30具有无源性，且具有传感和信号传输一体化的特点，在局部放电检测领域，所述单芯电缆局部放电传感器100具有绝缘性良好、不受电磁干扰和体积小等优点。

所述光纤光栅30为光纤传感器的一种，所述光纤光栅30可以通过外界物理参量对光纤布拉格波长的调制来获取传感信息，即所述光纤光栅30可以作为波长调制型光纤传感器。由于光纤具有抗干扰、损耗低且传输速度快的优点，所述传感光纤20和所述光纤光栅30的结合使用可以快速、准确地检测电缆中间接头的局部放电现象，同时可以准确判断产生局部放电的位置。

所述单芯电缆局部放电传感器100通过所述震动传导装置120可以检测局部放电产生的微振动，从而实现对电缆中间接头的局部放电情况的实时检测。所述传感光纤20螺旋缠绕于所述震动传导装置120，通过相邻的所述光纤光栅30之间反射信号的干涉可以准确解调出外界的原始信号，有效地提高了所述单芯电缆局部放电传感器100的灵敏度，避免电磁干扰等复杂环境对局部放电检测的干扰。所述单芯电缆局部放电传感器100通过采用所述传感光纤20和所述光纤光栅30等无源型器件，可以实现传感和信号传输的一体化。同时，采用所述传感光纤20和所述光纤光栅30的所述单芯电缆局部放电传感器100具有良好的绝缘性、不受电磁干扰和体积较小等优点。所述单芯电缆局部放电传感器100可以长期稳定运行，保证局部放电监测的实时性和准确性，提高电力系统设备运行的安全性和稳定性。因此，所述单芯电缆局部放电传感器100可以有效克服相关技术中局部放电监测设备容易受到复杂电磁环境影响和无法准确检测全部电缆接头的局部放电情况的问题。

在一个实施例中，所述震动传导装置120包括传导壁121和传导片122。所述传导壁121为所述第一通孔110侧壁。所述传导片122设置于所述传导壁121远离所述第一通孔110轴线的一端，且与所述传导壁121机械连接。可以理解，待测单芯电缆300的绝缘层可以与所述传导壁121贴合，待测单芯电缆300在发生局部放电时产生的超声波震动可以直接传导至所述传导壁121。在一个实施例中，待测单芯电缆300的绝缘层和所述传导壁121之间可以灌注超声波耦合剂。待测单芯电缆300因局部放电产生的震动经超声波耦合剂后传输增强，由所述传导壁121接收。所述传导片122可以将所述传导壁121接收到的震动放大，从而增强所述传感光纤20检测的灵敏度。所述传导壁121和所述传导片122的使用可以进一步增强所述单芯电缆局部放电传感器100对电缆接头局部放电情况的检测能力。

请一并参见图2，在一个实施例中，所述传导片122包括震动传导部123和震动放大部124。所述震动传导部123与所述传导壁121机械连接，用于传导高频震动信号。所述震动放大部124与所述震动传导部123机械连接，用于放大高频震动信号。可以理解，本申请对所述震动传导部123和所述震动放大部124的形状和材质不作限定。在一个实施例中，所述传导片122为沿所述震动传导装置120指向所述密封壁130方向呈辐射状突起的多个或者一个具有“T”型横截面的铝制结构。当所述传导片122为一个具有“T”型横截面的铝制结构时，所述传导片122沿所述第一通孔110的轴线方向的长度等于或者略小于所述第一通孔110轴向方向的长度。当所述传导片122为多个具有“T”型横截面的铝制结构时，所述多个具有T”型横截面的铝制结构沿所述第一通孔110的轴线方向间隔设置。设置的个数与所述传感光纤20缠绕于所述传导片122的圈数相同。可以理解，所述震动传导部123为所述“T”型横截面结构中的竖直部分，即所述震动传导部123的截面为“I”的形状。所述震动传导部123依据所述震动传导部123的个数分别与所述传导壁121和所述震动放大部124为线接触或者点接触，从而有利于与对震动信号的探测。所述震动放大部124为所述“T”型横截面结构中的水平部分，即所述震动放大部124的截面为“一”的形状。所述震动放大部124可以对所述震动传导部123传输的震动信号进行放大，从而有利于增强所述单芯电缆局部放电传感器100的对局部放电情况检测的灵敏度。

在一个实施例中，所述单芯电缆局部放电传感器100还包括超声耦合层40。所述超声耦合层40贴合设置于所述传导壁121靠近所述第一通孔110轴线的一面，用于填充所述传导壁121和待测单芯电缆300之间的空隙，并增强所述震动传导装置120接收到的超声震动信号。可以理解，所述超声耦合层40可以为在所述传导壁121与待测单芯电缆300的绝缘层之间施加的一层透声介质。所述超声耦合层40可以在将待测单芯电缆300设置于所述第一通孔110后，通过将超声耦合剂注入所述传导壁121和待测单芯电缆300之间形成。所述超声耦合层40的主要作用为排除所述传导壁121与待测单芯电缆300的绝缘层之间的空气，从而使超声震动可以有效地穿入所述传导壁121。在一个实施例中，所述超声耦合层40为具有一定流动性的耦合剂，流动性的所述耦合剂可以减小摩擦，起到润滑及延长使用寿命的作用。可以理解，所述超声耦合层40可以根据使用环境选择合适的种类。

在一个实施例中，所述单芯电缆局部放电传感器100还包括密封圆台50。所述密封圆台50设置于所述传感器本体10沿所述第一通孔110轴向的两端端部，所述密封圆台50开设有与所述第一通孔110共轴的第二通孔510。可以理解，所述密封圆台50为中空结构，所述密封圆台50的底部可以通过焊接工艺将所述第一容纳腔140密封。所述密封圆台50的圆台结构可以方便将所述单芯电缆局部放电传感器100组合为传感器阵列。每个所述单芯电缆局部放电传感器100的所述密封圆台50之间具有的空间可以用于放置所述单芯电缆局部放电传感器100的光信号连接线。

在一个实施例中，所述密封圆台50开设有光纤穿孔520，所述光纤穿孔520与所述第一容纳腔140连通，所述传感光纤20穿设于所述光纤穿孔520，所述光纤穿孔520用于在所述传感光纤20穿入和穿出后密封所述第一容纳腔140。可以理解，在将所述单芯电缆局部放电传感器100组合为传感器阵列时，相邻两个所述光纤光栅30之间的所述传感光纤20从所述密封圆台50的一端所设置的具有密封结构的所述光纤穿孔520进入所述传感器本体10，在所述震动传导装置120表面螺旋缠绕至另一端，从另一端的所述密封圆台50的具有密封结构的所述光纤穿孔520穿出。所述光纤穿孔520的设置有利于对所述第一容纳腔140进行密封。

在一个实施例中，所述密封圆台50包括密封环530，设置于所述密封圆台50远离所述传感器本体10的一端，所述密封环530用于密封待测单芯电缆300和所述第二通孔510之间形成的空间。可以理解，所述密封圆台50还包括具有热缩功能的所述密封环530，所述密封环530可将穿过所述第一通孔110的待测单芯电缆300中间接头的绝缘层外壁与所述第二通孔510之间的空间封闭。可以理解，所述密封圆台50还开设有超声耦合剂注入孔，所述超声耦合剂注入孔具有密封结构。超声耦合剂经所述超声耦合剂注入孔注入所述传导壁121和待测单芯电缆300之间后，形成所述超声耦合层40。

在一个实施例中，在所述单芯电缆局部放电传感器100中，所述传感光纤20螺旋缠绕所述震动传导装置120。所述传感光纤20部分从所述光纤穿孔520穿入或传出所述第一容纳腔140。可以理解，所述光纤穿孔520具有密封结构，在所述传感光纤20穿入或穿出后可以实现对所述第一容纳腔140的密封。在使用所述单芯电缆局部放电传感器100的过程中，首先将具有绝缘层的待测单芯电缆300穿设于所述第一通孔110。从所述密封圆台50的超声耦合剂注入孔注入超声耦合剂至所述震动传导装置120和待测单芯电缆300之间，形成所述超声耦合层40。可以理解，所述密封圆台50的底部可以采用焊接工艺将所述震动传导装置120和所述密封壁130沿所述第一通孔110轴线方向的两端端部密封，且通过具有热缩功能的所述密封环530可以将待测单芯电缆300绝缘层的外壁与所述第二通孔510侧壁之间的空间密封。当待测单芯电缆300产生局部放电现象时，同时伴随产生超声波。所述超声波经过所述超声耦合层40传导至所述震动传导装置120，所述震动传导装置120可以将震动信号进行放大，并传输至所述传感光纤20。所述传感光纤20中的携带局部放电信息的光信号经过所述光纤光栅30反射并发生干涉后，可以准确解析出局部放电信息和局部放电位置，从而实现对待测单芯电缆300的局部放电现象的检测。综上所述，所述单芯电缆局部放电传感器100可以快速、准确对对待测单芯电缆300的局部放电情况和位置进行检测。所述单芯电缆局部放电传感器100还具有安装简单且使用方便的优点，同时所述单芯电缆局部放电传感器100的使用可以有效地降低运维人力成本。

请一并参见图3，本申请提供一种局部放电传感器阵列200。所述局部放电传感器阵列200包括多个单芯电缆局部放电传感器100和壳体60。所述单芯电缆局部放电传感器100包括传感器本体10、传感光纤20和光纤光栅30。所述传感器本体10包括震动传导装置120和密封壁130。所述震动传导装置120包围形成第一通孔110，待测单芯电缆300穿设于所述第一通孔110。所述密封壁130位于所述震动传导装置120远离所述第一通孔110的一端，且所述震动传导装置120和所述密封壁130定义一个第一容纳腔140。所述传感光纤20设置于所述第一容纳腔140内，且螺旋缠绕于所述震动传导装置120。所述传感光纤20的两端延伸至所述第一容纳腔140外，用于检测局部放电时产生的高频震动。所述光纤光栅30设置于所述第一容纳腔140外，且分别与所述传感光纤20的两端光信号连接，用于产生包括局部放电信息的反射信号。

多个所述单芯电缆局部放电传感器100通过光纤串联，且相邻两个所述单芯电缆局部放电传感器100的所述传感光纤20共用一个所述光纤光栅30。所述壳体60开设有多个第三通孔610，所述传感器本体10穿设于所述第三通孔610，且所述第三通孔610轴向长度与所述传感器本体10沿所述第一通孔110的轴向的长度相同，所述壳体60用于固定并保护所述单芯电缆局部放电传感器100。

根据交联聚乙烯电缆中间接头多芯结构的特点，可以使用具有多个所述单芯电缆局部放电传感器100的结构，从而实现对交联聚乙烯电缆中间接头的每一根线芯的局部放电情况进行监测。在一个实施例中，所述光纤光栅30的长度为百微米量级。通过使用百微米量级的所述光纤光栅30，可以增加串联的所述单芯电缆局部放电传感器100的个数，从而实现对交联聚乙烯中间接头多芯结构的局部放电情况的检测。

可以理解，每个电缆线芯中间接头的绝缘层外围都套装一个所述单芯电缆局部放电传感器100。多个所述单芯电缆局部放电传感器100通过光纤首尾串联组成一个传感器束。且根据多芯电缆中间接头并列的特点，所述传感器束的所述单芯电缆局部放电传感器100并列设置，即所述单芯电缆局部放电传感器100为串联并置结构。通过设置所述壳体60可以固定所述单芯电缆局部放电传感器100，并对所述单芯电缆局部放电传感器100之间光信号连接结构进行保护。即所述壳体60可以用于容纳、固定和保护所述传感器束。

可以理解，根据待测电缆线芯的个数，所述壳体60可以设计为多孔圆柱体蜂窝结构。所述壳体60的总长度与所述单芯电缆局部放电传感器100的所述传感器本体10之间的长度相同。可以理解，本申请对所述壳体60的材料不作限定，只要其可以实现对所述单芯电缆局部放电传感器100的支撑和固定即可。在一个实施例中，支撑和固定所述单芯电缆局部放电传感器100的多孔结构采用实心聚四氟乙烯材料制成。所述聚四氟乙烯可以兼顾所述壳体60的绝缘性和强度。所述壳体60的多孔结构的孔径与所述单芯电缆局部放电传感器100外径相适应，所述多孔结构的孔的长度等于所述单芯电缆局部放电传感器100的所述传感器本体10的长度。

所述局部放电传感器阵列200通过采用大规模光纤光栅传感器阵列技术，显著降低了对电缆中间接头局部放电情况进行实时监测的成本，且克服了原有光纤测量方案成本高昂的缺陷，基本具备规模应用的条件。所述局部放电传感器阵列200可以实现长期稳定运行，进而保证局部放电监测的实时性和准确性，进一步提高电力系统设备运行的安全性和稳定性。所述局部放电传感器阵列200实际操作中的安装和使用简单，同时有效地降低运维人力成本。

请一并参见图4，在一个实施例中，所述局部放电传感器阵列200还包括端盖70。所述端盖70设置于所述壳体60沿所述第三通孔610轴向的两端端部，所述端盖70罩盖于所述壳体60，且与所述壳体60共同围合形成第二容纳腔710，串联相邻两个所述单芯电缆局部放电传感器100的光纤位于所述第二容纳腔710内。

在一个实施例中，所述单芯电缆局部放电传感器100还包括密封圆台50，所述密封圆台50设置于所述传感器本体10沿所述第一通孔110轴向的两端端部，所述密封圆台50开设有与所述第一通孔110共轴的第二通孔510。所述端盖70开设有第四通孔720，所述密封圆台50远离所述传感器本体10的一端穿设于所述第四通孔720。所述端盖70具有与所述壳体60多孔结构对应的通孔，即所述第四通孔720。所述第四通孔720的直径与所述单芯电缆局部放电传感器100两端端部的所述密封环530的直径相适应。所述端盖70与所述壳体60内部支撑所述单芯电缆局部放电传感器100的多孔结构之间为所述第二容纳腔710。所述第二容纳腔710可以用于容纳穿行于所述单芯电缆局部放电传感器100首尾的光纤及所述光纤光栅30。可以理解，在所述端盖70安装完成后可以从设置于所述壳体60或所述端盖70的填充材料的进出孔730注入填充材料，以进一步固定所述单芯电缆局部放电传感器100两端端部和所述光纤光栅30。

在一个实施例中，所述密封圆台50包括密封环530，设置于所述密封圆台50远离所述传感器本体10的一端，所述密封环530用于密封待测单芯电缆300和所述第二通孔510之间形成的空间，所述密封环530的外径与所述第四通孔720的直径相同。可以理解，在本实施例中，所述壳体60的总长度与所述单芯电缆局部放电传感器100的所述密封环530之间的长度相同。具体的，结合图1-图3，所述单芯电缆局部放电传感器100、所述密封圆台50可以为前述实施例中的任一个所述单芯电缆局部放电传感器100和所述密封圆台50。在此不再赘述。

所述单芯电缆局部放电传感器100通过测量局部放电引起的微振动来实时检测局部放电情况。所述单芯电缆局部放电传感器100和所述局部放电传感器阵列200的总体设计可以适应10KV配电网电缆中间接头的特定结构，可以有效提高多芯电缆接头局部放电情况检测的灵敏度和频率响应。此外，所述单芯电缆局部放电传感器100和所述局部放电传感器阵列200具有体积较小，结构简单且耐用性强的优点，可以适用于配电网交联聚乙烯电缆的复杂运行环境。

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 (13)

1.一种单芯电缆局部放电传感器(100)，其特征在于，包括：

传感器本体(10)，包括震动传导装置(120)和密封壁(130)，所述震动传导装置(120)开设有第一通孔(110)，待测单芯电缆(300)穿设于所述第一通孔(110)，所述密封壁(130)包围所述震动传导装置(120)，且与所述震动传导装置(120)共同定义第一容纳腔(140)；

传感光纤(20)，设置于所述第一容纳腔(140)内，且螺旋缠绕于所述震动传导装置(120)，所述传感光纤(20)的两端延伸至所述第一容纳腔(140)外，用于检测局部放电时产生的高频震动；以及

光纤光栅(30)，设置于所述第一容纳腔(140)外，且分别与所述传感光纤(20)的两端光信号连接，用于产生包括局部放电信息的反射信号。

2.根据权利要求1所述的单芯电缆局部放电传感器(100)，其特征在于，所述震动传导装置(120)包括：

传导壁(121)，所述传导壁(121)为所述第一通孔(110)侧壁；以及

传导片(122)，设置于所述传导壁(121)远离所述第一通孔(110)轴线的一端，且与所述传导壁(121)机械连接。

3.根据权利要求2所述的单芯电缆局部放电传感器(100)，其特征在于，所述传导片(122)包括：

震动传导部(123)，与所述传导壁(121)机械连接，用于传导高频震动信号；以及

震动放大部(124)，与所述震动传导部(123)机械连接，用于放大高频震动信号。

4.根据权利要求2所述的单芯电缆局部放电传感器(100)，其特征在于，还包括超声耦合层(40)，贴合设置于所述传导壁(121)靠近所述第一通孔(110)轴线的一面，用于填充所述传导壁(121)和待测单芯电缆(300)之间的空隙，并增强所述震动传导装置(120)接收到的超声震动信号。

5.根据权利要求1所述的单芯电缆局部放电传感器(100)，其特征在于，还包括密封圆台(50)，设置于所述传感器本体(10)沿所述第一通孔(110)轴向的两端端部，所述密封圆台(50)开设有与所述第一通孔(110)共轴的第二通孔(510)。

6.根据权利要求5所述的单芯电缆局部放电传感器(100)，其特征在于，所述密封圆台(50)开设有光纤穿孔(520)，所述光纤穿孔(520)与所述第一容纳腔(140)连通，所述传感光纤(20)穿设于所述光纤穿孔(520)，所述光纤穿孔(520)用于在所述传感光纤(20)穿入和穿出后密封所述第一容纳腔(140)。

7.根据权利要求5所述的单芯电缆局部放电传感器(100)，其特征在于，所述密封圆台(50)包括密封环(530)，设置于所述密封圆台(50)远离所述传感器本体(10)的一端，所述密封环(530)用于密封待测单芯电缆(300)和所述第二通孔(510)之间形成的空间。

8.根据权利要求1所述的单芯电缆局部放电传感器(100)，其特征在于，所述传感器本体(10)的材料为铝。

9.一种局部放电传感器阵列(200)，其特征在于，包括：

多个单芯电缆局部放电传感器(100)，所述单芯电缆局部放电传感器(100)包括：

传感器本体(10)，包括震动传导装置(120)和密封壁(130)，所述震动传导装置(120)包围形成第一通孔(110)，待测单芯电缆(300)穿设于所述第一通孔(110)，所述密封壁(130)位于所述震动传导装置(120)远离所述第一通孔(110)的一端，且所述震动传导装置(120)和所述密封壁(130)定义一个第一容纳腔(140)；

传感光纤(20)，设置于所述第一容纳腔(140)内，且螺旋缠绕于所述震动传导装置(120)，所述传感光纤(20)的两端延伸至所述第一容纳腔(140)外，用于检测局部放电时产生的高频震动；以及

光纤光栅(30)，设置于所述第一容纳腔(140)外，且分别与所述传感光纤(20)的两端光信号连接，用于产生包括局部放电信息的反射信号；

多个所述单芯电缆局部放电传感器(100)通过光纤串联，且相邻两个所述单芯电缆局部放电传感器(100)的所述传感光纤(20)共用一个所述光纤光栅(30)；以及

壳体(60)，开设有多个第三通孔(610)，所述传感器本体(10)穿设于所述第三通孔(610)，且所述第三通孔(610)轴向长度与所述传感器本体(10)沿所述第一通孔(110)的轴向的长度相同，所述壳体(60)用于固定并保护所述单芯电缆局部放电传感器(100)。

10.根据权利要求9所述的局部放电传感器阵列(200)，其特征在于，所述光纤光栅(30)的长度为百微米量级。

11.根据权利要求9所述的局部放电传感器阵列(200)，其特征在于，还包括端盖(70)，设置于所述壳体(60)沿所述第三通孔(610)轴向的两端端部，所述端盖(70)罩盖于所述壳体(60)，且与所述壳体(60)共同围合形成第二容纳腔(710)，串联相邻两个所述单芯电缆局部放电传感器(100)的光纤位于所述第二容纳腔(710)内。

12.根据权利要求11所述的局部放电传感器阵列(200)，其特征在于，

所述单芯电缆局部放电传感器(100)还包括密封圆台(50)，所述密封圆台(50)设置于所述传感器本体(10)沿所述第一通孔(110)轴向的两端端部，所述密封圆台(50)开设有与所述第一通孔(110)共轴的第二通孔(510)；

所述端盖(70)开设有第四通孔(720)，所述密封圆台(50)远离所述传感器本体(10)的一端穿设于所述第四通孔(720)。

13.根据权利要求12所述的局部放电传感器阵列(200)，其特征在于，所述密封圆台(50)包括密封环(530)，设置于所述密封圆台(50)远离所述传感器本体(10)的一端，所述密封环(530)用于密封待测单芯电缆(300)和所述第二通孔(510)之间形成的空间，所述密封环(530)的外径与所述第四通孔(720)的直径相同。

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