CN210803241U - 电缆缓冲层烧蚀状态理化检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电工检测技术领域,更具体地说,涉及电缆缓冲层烧蚀状态理化检测系统,所述系统包括:取气单元,用于从被测电缆的测试点深入波纹铝护套内部的缓冲层;抽气单元,用于抽取缓冲层内的气体,作为测试气体;传感单元,用于对测试气体进行检测,产生测试信号;控制单元,用于针对测试信号进行处理和分析,得到分析结果;所述取气单元与抽气单元相连;所述控制单元分别与抽气单元和传感单元相连;所述抽气单元与传感单元相连。能有效针对电缆缓冲层烧蚀进行检测,并且操作方便、安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及电工检测技术领域,更具体地说,涉及电缆缓冲层烧蚀状态理化检测系统。
背景技术
高压电缆在城市电网中发挥着越来越重要的作用。随着城市电缆化率的提高,高压电缆运行的安全性决定了千家万户的用电问题。目前,我国110kV 高压电缆年增长率已达29%,高压电缆运行数量在10000km以上,受制造、运输、安装及运行等因素的影响,电缆故障仍然不可避免。而近年来缓冲层烧蚀故障频发,严重制约了电缆系统的安全稳定运行。由于高压电力电缆的绝缘结构、运行过程中的热膨胀和收缩现象以及高压电缆的防水要求,高压电缆的绝缘设计必须留有热膨胀和收缩的空间,这一空间为缓冲层,它由半导电无纺布、带有膨胀粉的阻水层构成。缓冲层在水和电流的作用下发生电化学反应,氧化、腐蚀波纹铝铝护套及绝缘屏蔽层,一段时间后会引发电缆绝缘层击穿造成短路故障。目前国内外针对在运电缆的缓冲层烧蚀尚未提出检测的有效方法。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于,针对现有技术的缺陷,提供电缆缓冲层烧蚀状态理化检测系统,其能有效针对电缆缓冲层烧蚀进行检测,并且操作方便、安全。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一方面,构造电缆缓冲层烧蚀状态理化检测系统,包括:
取气单元,用于从被测电缆的测试点深入波纹铝护套内部的缓冲层;
抽气单元,用于抽取缓冲层内的气体,作为测试气体;
传感单元,用于对测试气体进行检测,产生测试信号;
控制单元,用于针对测试信号进行处理和分析,得到分析结果;
所述取气单元与抽气单元相连;所述控制单元分别与抽气单元和传感单元相连;所述抽气单元与传感单元相连。
进一步地,所述取气单元包括:一根或并列设置的多根管状结构;
所述取气单元的一端深入波纹铝护套内部的缓冲层,另一端与抽气单元连通。
更进一步地,所述系统还包括:用于支撑和辅助连接的支撑单元;
所述支撑单元包括:
刚性管,用于支撑取气单元;
堵头,用于使抽气单元分别与取气单元和传感单元相连通。
更进一步地,所述传感单元包括:
水分气体检测传感器,用于检测测试气体中的水分;
氢气检测传感器,用于检测测试气体中的氢气;
所述刚性管套接在取气单元的外表面;
所述堵头为四通接头,分别连通取气单元的另一端、抽气单元、水分气体检测传感器和氢气检测传感器。
在上述技术方案中,所述系统还包括:
信息显示单元,用于显示控制单元的分析结果;
所述信息显示单元与控制单元相连。
进一步地,所述控制单元,还用于控制控制抽气单元,并与抽气单元相连;
所述控制单元包括:
信号放大模块,用于将传感单元输出的测试信号放大;
AD转换模块,用于将放大后的测试信号转换为数字信号;
CPU,用于对数字信号进行处理运算,得到分析结果;
时钟模块,用于记录检测时间;
通讯模块,用于将分析结果和对应检测时间上传至信息显示单元进行显示;
触摸按键模块,用于为用户提供人机交互功能;
存储模块,用于存储分析结果和对应检测时间;
所述信号放大模块输入端与传感单元相连;
所述信号放大模块输出端依次连接AD转换模块和CPU;
所述CPU输出端分别连接时钟模块、通讯模块、触摸按键模块和存储模块。
优选地,所述系统还包括:
密封单元,用于使取气单元的一端密封于波纹铝护套内部的缓冲层中;
所述密封单元套接刚性管的外表面。
另一方面,构造电缆缓冲层烧蚀状态理化检测方法,包括:
从被测电缆的测试点深入波纹铝护套内部的缓冲层;
抽取缓冲层内的气体,作为测试气体;
对测试气体进行检测,产生测试信号;
针对测试信号进行处理和分析,得到分析结果。
进一步地,所述从被测电缆的测试点深入波纹铝护套内部的缓冲层,之前还包括:
在被测电缆上选取测试点;
所述在被测电缆上选取测试点,具体包括:
在被测电缆上选取被测试段;
针对每个被测试段:
选取被测试段上缓冲层外表面与波纹铝护套接触最紧密的部分,为当前被测试段的紧密接触点;
在当前被测试段的波纹铝护套上,选取一处波峰,开设测试点;
所述波峰位于对应紧密接触点的两侧中其中一侧,所述波峰与对应紧密接触点的距离为预设距离。
更进一步地,所述对测试气体进行检测,产生测试信号,具体包括:
针对测试气体中的水分和氢气分别进行检测,产生测试信号;
所述针对测试信号进行处理和分析,得到分析结果,具体包括:
将测试信号放大;
将放大后的测试信号转换为数字信号;
对数字信号进行处理运算,得到分析结果;
记录检测时间;
将分析结果和对应检测时间进行显示和存储。
在本实用新型中,针对被测电缆选取的测试点,通过测试点深入至缓冲层内部采集测试气体,这样能够直观、准确地评价缓冲层状态。
实施本实用新型,具有以下有益效果:
能够直观、准确地检测电缆缓冲层的烧灼缺陷。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明,附图中:
图1是本实用新型系统的原理结构示意图;
图2是本实用新型系统的结构示意图;
图3是本实用新型中密封单元的剖视结构示意图;
图4是本实用新型中控制单元的原理结构示意图;
图5是本实用新型方法的流程示意图;
图6是本实用新型测试点的位置示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
如图1和2所示,在本实用新型的所述电缆缓冲层烧蚀状态理化检测系统中,包括:
取气单元1,用于从被测电缆的测试点深入波纹铝护套内部的缓冲层;
抽气单元4,用于抽取缓冲层内的气体,作为测试气体;
传感单元5,用于对测试气体进行检测,产生测试信号;
控制单元6,用于针对测试信号进行处理和分析,得到分析结果;
所述取气单元1与抽气单元4相连;所述控制单元6分别与抽气单元4 和传感单元5相连;所述抽气单元4与传感单元5相连。
所述取气单元1包括:一根或并列设置的多根管状结构;
所述取气单元1的一端深入波纹铝护套内部的缓冲层,另一端与抽气单元 4连通。
所述系统还包括:用于支撑和辅助连接的支撑单元2;
所述支撑单元2包括:
刚性管21,用于支撑取气单元1;
堵头22,用于使抽气单元4分别与取气单元1和传感单元5相连通。
在本实施例中,所述取气单元1可为柔性材料或刚性材料。当取气单元1为柔性材料时,为保护其不受到电缆波纹铝护套的机械损伤,采用置于支撑单元2内部的方式与支撑单元2相连。支撑单元2支撑取气单元1的管长度可伸入波纹铝护套内部为宜。
所述传感单元5包括:
水分气体检测传感器51,用于检测测试气体中的水分;
氢气检测传感器52,用于检测测试气体中的氢气;
所述刚性管21套接在取气单元1的外表面;
所述堵头22为四通接头,分别连通取气单元1的另一端、抽气单元4、水分气体检测传感器51和氢气检测传感器52。
在本实施例中,所述支撑单元2由刚性管21及端部堵头22构成,刚性管 21保护伸入电缆波纹铝护套内部的取气管,堵头22的作用是封住刚性管21 的一端,防止电缆缓冲层气体泄漏。所述刚性管21可以采用金属材质,也可采用环氧树脂浇注的材质。
如图3所示,所述系统还包括:
密封单元3,用于使取气单元1的一端密封于波纹铝护套内部的缓冲层中;所述密封单元3套接刚性管21的外表面。
在本实施例中,所述密封单元3由橡胶材质的密封件构成,可套于支撑单元2的刚性管21外部,当采用刚性材质构成取气单元1时,也可直接套于取气单元1上。密封单元3与支撑单元2、电缆波纹铝护套构成密闭取气回路。所述密封单元3为横剖面为等腰梯形的圆台结构。所述密封单元3倒插入支撑单元2与电缆波纹铝护套的连接处,使支撑单元2与电缆波纹铝护套的连接处被密封单元3的顶部密封,从而避免外部空气进入电缆缓冲层。密封单元3 材质可采用硅橡胶、乙丙橡胶及丁腈橡胶等。
在本实施例中,所述抽气单元4与取气单元1构成通路,利用压强差从电缆波纹铝护套内部抽出待测气体。抽气单元4可分为电动型和手动型。手动型又可分按压式装置、简易橡皮球吸装置和针筒装置;电动型可采用真空泵或压缩机等。
在本实施例中,传感单元5至少包括水分气体检测传感器51及氢气检测传感器52。波纹铝护套是由铝构成,缓冲层烧蚀过程中的电化学反应中,必要条件是水分的存在,在水分的作用下,波纹铝护套的反应方程为: 2Al+3H2O=Al2O3↓+3H2↑,因此检测水分与氢气是必要的。所述水分气体检测传感器51可由湿敏元件构成,也可由吸湿材料构成。氢气检测传感器52可由采用催化燃烧原理、电化学原理或热导式原理的元件构成。
在本实施例中,控制单元6与传感单元5相连,并通过一定方式与抽气单元4相连,可对检测信息进行分析处理,同时控制单元6也可根据检测需要控制抽气单元4的工作状态。
所述系统还包括:
信息显示单元7,用于显示控制单元6的分析结果;
所述信息显示单元7与控制单元6相连。
如图4所示,所述控制单元6包括:
信号放大模块61,用于将传感单元5输出的测试信号放大;
AD转换模块62,用于将放大后的测试信号转换为数字信号;
CPU63,用于对数字信号进行处理运算,得到分析结果;
时钟模块64,用于记录检测时间;
通讯模块65,用于将分析结果和对应检测时间上传至信息显示单元7进行显示;
触摸按键模块66,用于为用户提供人机交互功能;
存储模块67,用于存储分析结果和对应检测时间;
所述信号放大模块61输入端与传感单元5相连;
所述信号放大模块61输出端依次连接AD转换模块62和CPU63;
所述CPU63输出端分别连接时钟模块64、通讯模块65、触摸按键模块 66和存储模块67。
下面举出实例详细对本实用新型进行说明:
如图1至4所示,取气单元1由1根柔性取气管构成,置于支撑单元2 的刚性管21内部,与端部堵头22连接,其长度长于支撑单元2,便于插入电缆缓冲层内部。本实施例中端部堵头22是四通接头,分别与取气单元1、抽气单元4、传感单元5的水分气体检测传感器51及氢气检测传感器52相连接。刚性管21外部套有圆台体结构的密封单元3,所述密封单元3由硅橡胶密封件构成,与支撑单元2、电缆波纹铝护套构成密闭取气回路。
抽气单元4选用真空泵,与端部堵头22与取气单元1构成通路,利用压强差从电缆波纹铝护套内部抽出待测气体。在抽气单元4工作时,传感单元5 开始进行测试,水分气体检测传感器51及氢气检测传感器52将检测信号传输至控制单元6,检测信号通过信号放大模块61放大,AD转换模块62输出数字信号,CPU63将该数字信号进行处理运算,利用时钟模块64记录信号检测时间,将运算后的数字信号通过通信模块65传输至显示单元7进行输出显示,同时根据检测需要将数据传输至存储模块67,利用触摸按键模块66进行命名保存。
如图5所示,本实用新型所述的电缆缓冲层烧蚀状态理化检测方法,包括:
101、从被测电缆的测试点深入波纹铝护套9内部的缓冲层;
102、抽取缓冲层内的气体,作为测试气体;
103、对测试气体进行检测,产生测试信号;
104、针对测试信号进行处理和分析,得到分析结果。
如图6所示,所述从被测电缆的测试点深入波纹铝护套9内部的缓冲层,之前还包括:
在被测电缆上选取测试点12;
所述在被测电缆上选取测试点12,具体包括:
在被测电缆上选取被测试段11;
针对每个被测试段11:
选取被测试段11上缓冲层外表面10与波纹铝护套9接触最紧密的部分,为当前被测试段的紧密接触点12;
在当前被测试段11的波纹铝护套9上,选取一处波峰8,开设测试点12;
所述波峰8位于对应紧密接触点12的两侧中其中一侧,所述波峰8与对应紧密接触点12的距离为预设距离。
所述对测试气体进行检测,产生测试信号,具体包括:
针对测试气体中的水分和氢气分别进行检测,产生测试信号;
所述针对测试信号进行处理和分析,得到分析结果,具体包括:
将测试信号放大;
将放大后的测试信号转换为数字信号;
对数字信号进行处理运算,得到分析结果;
记录检测时间;
将分析结果和对应检测时间进行显示和存储。
下面举出实例详细对本实用新型进行说明:
步骤1:在被测电缆上选取测试点12;
步骤2:在测试点12处将电缆的波纹铝护套9制作检测孔;
步骤3:安装套有本实用新型所述的系统;
步骤4:测试缓冲层内气体;
步骤5:完成测试后,恢复电缆。
所述步骤1中,测试点12的选取需满足支撑单元2和取气单元1的安装。所述步骤2中,检测孔孔径要大于取气单元1及支撑单元2的外径,小于密封单元3的最大直径处。
所述步骤5中,恢复电缆应确保电缆具有完整的密封性与防水性。密封性可通过封铅实现,防水性可在封铅后的波纹铝护套上绕包防水带材,并在外部用热缩管将其包裹。
在本实施例中,首先在被测电缆上选取与电缆波纹铝护套紧密接触点12 左侧的第3个波峰8处为测试点12;在测试点12处将电缆的波纹铝护套制作检测孔;安装上本实用新型所述的系统,开始测试缓冲层内气体;获取测试数据保存后,完成测试后,恢复电缆。
本实用新型所述的系统,工作于地电位,保证了测试人员的人身安全;本实用新型传感单元5采集的是缓冲层内部的气体信息,能够直观、准确地评价缓冲层状态;本实用新型所述的方法,规范了检测的步骤,可大大提高检测效率。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述,但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下,在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本实用新型的保护之内。
Claims (7)
1.一种电缆缓冲层烧蚀状态理化检测系统,其特征在于,包括:
取气单元(1),用于从被测电缆的测试点深入波纹铝护套内部的缓冲层;
抽气单元(4),用于抽取缓冲层内的气体,作为测试气体;
传感单元(5),用于对测试气体进行检测,产生测试信号;
控制单元(6),用于针对测试信号进行处理和分析,得到分析结果;
所述取气单元(1)与抽气单元(4)相连;所述控制单元(6)分别与抽气单元(4)和传感单元(5)相连;所述抽气单元(4)与传感单元(5)相连。
2.根据权利要求1所述的电缆缓冲层烧蚀状态理化检测系统,其特征在于,所述取气单元(1)包括:一根或并列设置的多根管状结构;
所述取气单元(1)的一端深入波纹铝护套内部的缓冲层,另一端与抽气单元(4)连通。
3.根据权利要求2所述的电缆缓冲层烧蚀状态理化检测系统,其特征在于,所述系统还包括:用于支撑和辅助连接的支撑单元(2);
所述支撑单元(2)包括:
刚性管(21),用于支撑取气单元(1);
堵头(22),用于使抽气单元(4)分别与取气单元(1)和传感单元(5)相连通。
4.根据权利要求3所述的电缆缓冲层烧蚀状态理化检测系统,其特征在于,所述传感单元(5)包括:
水分气体检测传感器(51),用于检测测试气体中的水分;
氢气检测传感器(52),用于检测测试气体中的氢气;
所述刚性管(21)套接在取气单元(1)的外表面;
所述堵头(22)为四通接头,分别连通取气单元(1)的另一端、抽气单元(4)、水分气体检测传感器(51)和氢气检测传感器(52)。
5.根据权利要求1所述的电缆缓冲层烧蚀状态理化检测系统,其特征在于,所述系统还包括:
信息显示单元(7),用于显示控制单元(6)的分析结果;
所述信息显示单元(7)与控制单元(6)相连。
6.根据权利要求5所述的电缆缓冲层烧蚀状态理化检测系统,其特征在于,所述控制单元(6),还用于控制控制抽气单元(4),并与抽气单元(4)相连;
所述控制单元(6)包括:
信号放大模块(61),用于将传感单元(5)输出的测试信号放大;
AD转换模块(62),用于将放大后的测试信号转换为数字信号;
CPU(63),用于对数字信号进行处理运算,得到分析结果;
时钟模块(64),用于记录检测时间;
通讯模块(65),用于将分析结果和对应检测时间上传至信息显示单元(7)进行显示;
触摸按键模块(66),用于为用户提供人机交互功能;
存储模块(67),用于存储分析结果和对应检测时间;
所述信号放大模块(61)输入端与传感单元(5)相连;
所述信号放大模块(61)输出端依次连接AD转换模块(62)和CPU(63);
所述CPU(63)输出端分别连接时钟模块(64)、通讯模块(65)、触摸按键模块(66)和存储模块(67)。
7.根据权利要求4所述的电缆缓冲层烧蚀状态理化检测系统,其特征在于,所述系统还包括:
密封单元(3),用于使取气单元(1)的一端密封于波纹铝护套内部的缓冲层中;
所述密封单元(3)套接刚性管(21)的外表面。
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CN110426342A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-11-08 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 电缆缓冲层烧蚀状态理化检测系统及方法 |
CN112485382A (zh) * | 2020-12-06 | 2021-03-12 | 四川大学 | 基于特征气体监测的高压电缆中间接头运行状态检测装置及方法 |
CN112763849A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-05-07 | 国网天津市电力公司电力科学研究院 | 基于缓冲层外表面积的烧蚀隐患电缆段快速筛查方法 |
CN112782526A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-05-11 | 国网天津市电力公司电力科学研究院 | 基于皱纹护套内表面积的缓冲层烧蚀隐患电缆段筛查方法 |
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2019
- 2019-09-02 CN CN201921450821.XU patent/CN210803241U/zh active Active
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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