CN210465583U - 一种用于海缆故障监测的传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于海缆故障监测的传感器，其特征在于其包括：设置在海缆两终端头处的若干传感器，各所述传感器分别设置在海缆各相线安全位置处，并与所述海缆各相线紧密贴合，各所述传感器均与行波测距单元相连，用于将采集到的暂态行波信号发送到所述行波测距单元。所述传感器包括传感器本体和传感器外壳，所述传感器外壳上设置有传感器固定扣，所述传感器通过所述传感器固定扣固定在各海缆相线上。因此，本实用新型可以广泛应用于海缆故障测距领域。
Description
技术领域
本实用新型属于海缆故障检测技术领域，具体涉及一种用于海缆故障监测的传感器。
背景技术
目前海缆基本没有备用电缆，如果海缆发生故障，不能及时修复，将对生产带来很大损失。采用行波法对海缆进行在线检测，可及时对故障进行定位，为恢复生产争取宝贵的时间。使用行波法测距的首要问题就是有效提取故障产生的暂态行波信号。
目前架空线行波测距采用保护用电流互感器或电压互感器来采集故障行波信号(架空线定位精度要求在500m左右)。但电流互感器和电压互感器主要是传递工频信号的，而故障行波信号一般在100k至10MHz之间，行波信号经过电流互感器和电压互感器传变后，行波的波头信号上升沿变缓，很难有效的提取出行波波头脉冲，无法满足海缆的故障定位精度要求。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种用于海缆故障监测的传感器，能够有效的提取出海缆故障的暂态行波信号，准确定位故障。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种用于海缆故障监测的传感器，其包括：设置在海缆两终端头处的若干传感器，各所述传感器分别设置在海缆各相线安全位置处，并与所述海缆各相线紧密贴合，各所述传感器均与行波测距单元相连，用于将采集到的暂态行波信号发送到所述行波测距单元。
进一步的，所述传感器包括传感器本体和传感器外壳，所述传感器外壳上设置有传感器固定扣，所述传感器通过所述传感器固定扣固定在各海缆相线上。
进一步的，所述传感器本体采用柔性材料制作而成，能够根据海缆外径随意弯曲。
进一步的，所述传感器外壳采用防火材料制作而成。
进一步的，所述传感器外壳采用添加阻燃剂的橡胶材料制作。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型传感器设置在海缆终端头处，没有和海缆有直接电气连接，不会改变海缆的接线，同时也不影响海缆的正常运行。2、本实用新型传感器采用柔性材料，可以根据海缆外径随意弯曲，使传感器和海缆紧密贴合，测量结果更加精确。3、本实用新型传感器能对电缆发生故障时产生的暂态行波信号进行有效提取。因此，本实用新型可以广泛应用于海缆故障监测领域。
附图说明
图1是本实用新型传感器采集电压脉冲行波信号的等效电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的进行详细的描述。
本实用新型提供的一种用于海缆故障监测的传感器，其包括：设置在海缆两终端头处的若干传感器，各传感器分别设置在海缆各相线安全位置处，即与海缆的芯线间隔足够的安全位置，并与海缆各相线紧密贴合，各传感器均与行波测距单元相连，用于将采集到的暂态行波信号发送到行波测距单元。
优选的，由于在实际现场中电容C会受海缆绝缘材料和绝缘厚度等因素以及周围环境的影响。可以根据现场使用情况采取屏蔽措施，使传感器尽量不受周围空间电磁场的影响。
优选的，传感器包括传感器本体和传感器外壳，传感器外壳上设置有传感器固定扣，传感器通过传感器固定扣固定在各海缆相线上。
优选的，传感器本体采用柔性材料制作而成，可以根据海缆外径随意弯曲，使传感器和海缆紧密贴合，保证安装完成后耦合电容C的数值不会改变。
优选的，传感器还包括采用添加阻燃剂的橡胶等材料制作的外壳。
下面对本实用新型的工作原理做简单介绍：
海缆一般连接于两个平台之间，海缆两端一般为变压器，且只有一条出线。当海缆发生故障时，电压故障行波信号会向海缆两端传播，通过在海缆两端采集故障行波信号，通过对该故障行波信号进行处理分析，可以确定故障距离。
海缆发生故障时，会引起导线周围空间电磁场的变化，而海缆在终端头处，没有铠装进行保护和屏蔽。因此可以在海缆终端头处检测到电磁场的变化，此处位置安装传感器优点是传感器没有和海缆有直接电气连接，不会改变海缆的接线，同时也不影响海缆的正常运行。
海缆每相芯线周围电磁场均匀分布，传感器安装于海缆相线安全位置处，并和海缆相线紧密贴合。传感器与相线之间会产生耦合电容，相线上电压故障行波信号可以通过此电容耦合进传感器，此耦合电容比较小，由于电容的高通特性，可以尽可能避免工频信号进入行波信号传感器，而故障行波信号频率较高，不受影响，故障行波波头信号更容易提取。
由上面内容分析可知，传感器采集电压脉冲行波信号的等效电路如图1所示。此等效电路中电容C容量很小，故障放电脉冲信号含有广域频带的暂态分量，根据海缆的长度，选择提取的频率分量，通过计算可以选取合适的电阻值，等效电路中C的容值与海缆相线的芯线直径、绝缘材料厚度等有关，因此对于不同的海缆需要根据海缆的具体型号选取合适的电阻值。使等效电路工作于微分电路模式，将故障行波脉冲信号转换为一正一负两个脉冲信号。
对采集到的暂态信号进行AD转换后，得到离散数字量，首先进行数字低通滤波，滤除工频分量，然后进行FFT变换，转换到频域波形，在频域中选取幅值最大的频率分量，再进行FFT反变换，转换到时域波形，在时域波形中通过自相关算法进行故障定位。
上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
Claims (5)
1.一种用于海缆故障监测的传感器，其特征在于其包括：设置在海缆两终端头处的若干传感器，各所述传感器分别设置在海缆各相线安全位置处，并与所述海缆各相线紧密贴合，各所述传感器均与行波测距单元相连，用于将采集到的暂态行波信号发送到所述行波测距单元。
2.如权利要求1所述的一种用于海缆故障监测的传感器，其特征在于：所述传感器包括传感器本体和传感器外壳，所述传感器外壳上设置有传感器固定扣，所述传感器通过所述传感器固定扣固定在各海缆相线上。
3.如权利要求2所述的一种用于海缆故障监测的传感器，其特征在于：所述传感器本体采用柔性材料制作而成，能够根据海缆外径随意弯曲。
4.如权利要求2所述的一种用于海缆故障监测的传感器，其特征在于：所述传感器外壳采用防火材料制作而成。
5.如权利要求4所述的一种用于海缆故障监测的传感器，其特征在于：所述传感器外壳采用添加阻燃剂的橡胶材料制作。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201920789869.7U CN210465583U (zh) | 2019-05-29 | 2019-05-29 | 一种用于海缆故障监测的传感器 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201920789869.7U CN210465583U (zh) | 2019-05-29 | 2019-05-29 | 一种用于海缆故障监测的传感器 |
Publications (1)
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| CN210465583U true CN210465583U (zh) | 2020-05-05 |
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| CN201920789869.7U Active CN210465583U (zh) | 2019-05-29 | 2019-05-29 | 一种用于海缆故障监测的传感器 |
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| CN (1) | CN210465583U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113340351A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-09-03 | 中天科技海缆股份有限公司 | 监测装置和方法 |
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2019
- 2019-05-29 CN CN201920789869.7U patent/CN210465583U/zh active Active
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