CN214539322U - 利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置，属于高压电和自动控制设备技术领域，包括内置于电缆接头铜壳内部的电磁波信号发生器、内置于电缆接头铜壳内部的取电单元和外置于电缆铠装与电缆接头铜壳连接处及电缆搪铅外部的电磁波信号检测设备，外置电磁波信号检测设备识别内置电磁波信号发生器的设备ID，判断信号来源；通过内置于电缆接头铜壳内部的电磁波信号发生器发射电磁波，利用电磁波对金属缝隙的穿透衍射效应，检测搪铅是否破损，如果电缆接头铜壳、电缆铠装及搪铅组成的金属腔体破损，则外置的电磁波信号检测设备可检测到内置设备的电磁波，证明电缆接头处产生电磁波穿透现象，电缆接头铜壳与电缆铠装搪铅存在破损。

Description

利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置

技术领域

本实用新型涉及高压电和自动控制设备技术领域，具体涉及一种利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置。

背景技术

高压电缆接头处，电缆接头与电缆主体外护套采用搪铅技术链接。受电缆自生重力、地下沉降、电缆拉升等因数影响，电缆搪铅处经常出现搪铅破损。搪铅破损导致电缆接头进水，电缆外护套环流局放，最终导致电缆接头损坏，电缆头炸裂，造成了事故停电，使得人民生活得不到保障，损失大量的经济。

传统的电缆接头搪铅破损检测主要有涡流探伤技术、X射线技术。其中涡流探伤技术因电缆搪铅处外护套一层热缩管，厚度5mm，且电缆搪铅处形状不规则，导致涡流探伤探头与电缆搪铅处接触距离大，且距离变化大，高低不平均。这直接导致了涡流探伤探头的探测不准确，误报率高。并且由于涡流探伤技术需要探头不断移动，对搪铅四周每一个角落需要无死角探测到，这也导致了涡流探伤技术不能实现在线检测设备，只能采用人工巡检比较合适。

X射线技术，检测成本高，且工作时对电缆内橡胶结构产生不可恢复的老化作用，缩短了电缆的寿命，因此也不适用于在线检测。

申请人经过多年来对上述技术的研究和实践，发现高压电缆铠装与接头铜壳经过搪铅链接处理以后，形成一个密闭的金属腔体，该腔体能有效的屏蔽电磁波信号，而搪铅破损以后，电磁波信号通过衍射等，可以穿透原本密闭的腔体，利用这一原理，申请人研发了一种利用电磁波穿透效应检测高压电缆铠装与接头部位搪铅是否破损的检测。与此同时，研究了电缆搪铅部位破损，破损缝隙极小，是高频电磁波还是低频电磁波更容易穿透；以及研究内置的电磁波信号发送单元，如何解决供电问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置，利用电磁波对金属缝隙的穿透衍射效应，当电缆接头铜壳电缆铠装以及搪铅组成的金属腔体破损，则外至于电缆接头铜壳铠装接头处的检测设备可以检测到内置设备的电磁波，以证明电缆接头处产生了电磁波穿透现象，电缆接头铜壳与电缆铠装搪铅存在破损。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

本实用新型提供了一种利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置，所述检测装置主要包括内置于电缆接头铜壳内部的电磁波信号发生器、内置于电缆接头铜壳内部的取电单元和外置于电缆铠装与电缆接头铜壳连接处及电缆搪铅外部的电磁波信号检测设备，用于电缆接头铜壳与电缆铠装连接处的电缆搪铅的检测。

优选的是，所述电磁波信号发生器内置于电缆接头铜壳，与电感铠装、搪铅层组成金属闭合腔体。

在上述任一技术方案中优选的是，所述电磁波信号发生器用于发送电磁波信号，其设置具有定向发送功能的电磁波信号天线，可发送2.4GHz、433MHz或315MHz电磁波频率。

在上述任一技术方案中优选的是，所述电磁波信号发生器设置一组或多组发送器，以实现多角度信号发送覆盖。

在上述任一技术方案中优选的是，所述电磁波信号发生器设置编码发送模块，发送识别设备ID。

在上述任一技术方案中优选的是，所述电磁波信号发生器设置单片机，实现发送编码和发送时间功耗控制信号。

在上述任一技术方案中优选的是，所述取电单元采用电磁互感单元，利用高压电缆交流电流，通过电流互感器获取电能。

在上述任一技术方案中优选的是，所述取电单元安装于电缆接头铜壳、电感铠装、搪铅层组成的金属闭合腔体内部，为电磁波信号发生器提供电能。

在上述任一技术方案中优选的是，所述取电单元采用电容器储存电能，实现微弱电流收集，其与电磁波信号发生器连接，为电磁波信号发生器提供充足电能。

在上述任一技术方案中优选的是，所述取电单元与单片机连接，通过单片机实现取电控制。

在上述任一技术方案中优选的是，所述电磁波信号检测设备安装于电缆铠装与电缆接头铜壳及搪铅部位的外部。

在上述任一技术方案中优选的是，所述电磁波信号检测设备为一组或多组接收器，实现多角度信号接收覆盖。

在上述任一技术方案中优选的是，所述电磁波信号检测设备设置无线通信模块、光纤通信模块、工控总线或以太网线通信模块。

在上述任一技术方案中优选的是，所述电磁波信号检测设备与电磁波信号发生器相互匹配，外置于电缆铠装与电缆接头铜壳及搪铅的电磁波信号检测设备识别内置于电缆接头铜壳的电磁波信号发生器的设备ID，判断信号来源。

本实用新型还提供了一种利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测方法，采用了如上任一项所述的利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置，该检测方法包括：

对高压电缆的电缆铠装与电缆接头铜壳实施搪铅链接处理，电缆接头铜壳、电缆铠装连接处与搪铅层组成一个金属闭合腔体；设置内置于电缆接头铜壳内部的电磁波信号发生器、内置于电缆接头铜壳内部的取电单元和外置于电缆铠装与电缆接头铜壳连接处及电缆搪铅外部的电磁波信号检测设备，取电单元为电磁波信号发生器提供电能，外置于电缆铠装与电缆接头铜壳及搪铅的电磁波信号检测设备识别内置于电缆接头铜壳的电磁波信号发生器的设备 ID，判断信号来源；通过内置于电缆接头铜壳内部的电磁波信号发生器发射电磁波，利用电磁波对金属缝隙的穿透衍射效应，检测搪铅是否破损，如果电缆接头铜壳、电缆铠装以及搪铅组成的金属腔体破损，则外置于电缆铠装与电缆接头铜壳连接处及电缆搪铅外部的电磁波信号检测设备可以检测到内置电磁波信号发生器设备的电磁波，证明电缆接头处产生了电磁波穿透现象，电缆接头铜壳与电缆铠装搪铅存在破损。

相对传统的涡流探伤、X光射线检测电缆接头搪铅部位破损的技术，本实用新型采用的上述利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置的技术方案，利用电磁波对金属缝隙的穿透衍射效应，当电缆接头铜壳电缆铠装以及搪铅组成的金属腔体破损，则外至于电缆接头铜壳铠装接头处的检测设备可以检测到内置设备的电磁波，以证明电缆接头处产生了电磁波穿透现象，电缆接头铜壳与电缆铠装搪铅存在破损，该技术方案具有成本更低、可靠性更高、检测更加快捷、功耗更加低、易于实现在线检测的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为按照本实用新型的利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置的一优选实施例的检测装置结构示意图。

附图标记：1、搪铅，2、取电单元，3、发送器，4、接收器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了克服电缆接头搪铅损坏检测在现有技术中所存在的问题，本实用新型实施例提出一种利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置及检测方法，相对于先有技术，这种在线检测技术，成本更低、可靠性更高、检测更加快捷。

本实施例所述利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置，其结构如图1所示，主要由内置于电缆接头铜壳内部的电磁波信号发生器、内置于电缆接头铜壳内部的取电单元 2和外置于电缆铠装与电缆接头铜壳连接处及电缆搪铅1外部的电磁波信号检测设备组成，利用电磁波穿透效应检测高压电缆铠装与接头部位搪铅1是否破损。

本实施例所述的检测装置，其电磁波信号发生器内置于电缆接头铜壳，与电感铠装、搪铅1组成金属闭合腔体。

本实施例所述的检测装置，电磁波信号发生器用于发送电磁波信号，其设置具有定向发送功能的电磁波信号天线，优选发送电磁波频率为2.4GHz、433MHz或315MHz。

本实施例所述的检测装置，电磁波信号发生器设置一组或多组发送器3，以实现多角度信号发送覆盖。

本实施例所述的检测装置，电磁波信号发生器设置编码发送模块，电磁波信号发生器具有发送编码功能，能够识别设备ID。

本实施例所述的检测装置，电磁波信号发生器设置单片机，实现发送编码和发送时间功耗控制信号。电磁波信号发生器由单片机芯片控制，能实现发送编码、发送时间功耗控制。

本实施例所述的检测装置，取电单元2采用电磁互感单元，利用高压电缆交流电流，通过电流互感器获取电能。

本实施例所述的检测装置，取电单元2安装于电缆接头铜壳、电感铠装、搪铅1层组成的金属闭合腔体内部，为电磁波信号发生器提供电能。

本实施例所述的检测装置，取电单元2采用电容器储存电能，实现微弱电流收集，其与电磁波信号发生器连接，采用单片机芯片控制，为电磁波信号发生器提供充足电能。

本实施例所述的检测装置，取电单元2与单片机连接，通过单片机实现取电控制。

本实施例所述的检测装置，电磁波信号检测设备安装于电缆铠装与电缆接头铜壳及搪铅 1部位的外部。

本实施例所述的检测装置，电磁波信号检测设备为一组或多组接收器4，实现多角度信号接收覆盖。

本实施例所述的检测装置，电磁波信号检测设备设置无线通信模块、光纤通信模块、工控总线或以太网线通信模块。电磁波信号检测设备支持无线，光纤，工控总线，以太网线通信传输信号。

本实施例所述的检测装置，电磁波信号检测设备与电磁波信号发生器相互匹配，外置于电缆铠装与电缆接头铜壳及搪铅1的电磁波信号检测设备识别内置于电缆接头铜壳的电磁波信号发生器的设备ID，判断信号来源。电磁波信号检测设备识别内置的电磁波信号发生器ID，判断信号来源设备。

对高压电缆的电缆铠装与电缆接头铜壳实施搪铅1链接处理，电缆接头铜壳、电缆铠装连接处与搪铅1层组成一个金属闭合腔体；设置内置于电缆接头铜壳内部的电磁波信号发生器、内置于电缆接头铜壳内部的取电单元2和外置于电缆铠装与电缆接头铜壳连接处及电缆搪铅1外部的电磁波信号检测设备，取电单元2为电磁波信号发生器提供电能，外置于电缆铠装与电缆接头铜壳及搪铅1的电磁波信号检测设备识别内置于电缆接头铜壳的电磁波信号发生器的设备ID，判断信号来源；通过内置于电缆接头铜壳内部的电磁波信号发生器发射电磁波，利用电磁波对金属缝隙的穿透衍射效应，检测搪铅1是否破损，如果电缆接头铜壳、电缆铠装以及搪铅1组成的金属腔体破损，则外置于电缆铠装与电缆接头铜壳连接处及电缆搪铅1外部的电磁波信号检测设备可以检测到内置电磁波信号发生器设备的电磁波，证明电缆接头处产生了电磁波穿透现象，电缆接头铜壳与电缆铠装搪铅1存在破损。其中，电磁波信号发生器设置多组发送器3，实现检测过程的多角度信号发送覆盖；电磁波信号检测设备设置多组接收器4，实现检测过程的多角度信号接收覆盖。

本实施例采用的利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置及检测方法，检测装置主要包括内置于电缆接头铜壳内部的电磁波信号发生器、内置于电缆接头铜壳内部的取电单元和外置于电缆铠装与电缆接头铜壳连接处及电缆搪铅外部的电磁波信号检测设备，外置的电磁波信号检测设备识别内置的电磁波信号发生器的设备ID，判断信号来源；通过内置于电缆接头铜壳内部的电磁波信号发生器发射电磁波，利用电磁波对金属缝隙的穿透衍射效应，检测搪铅是否破损，如果电缆接头铜壳、电缆铠装以及搪铅组成的金属腔体破损，则外置的电磁波信号检测设备可以检测到内置设备的电磁波，证明电缆接头处产生了电磁波穿透现象，电缆接头铜壳与电缆铠装搪铅存在破损。相对传统的涡流探伤、X光射线检测电缆接头搪铅部位破损的技术，该技术方案具有成本更低、可靠性更高、检测更加快捷、功耗更加低、易于实现在线检测的优点。

具体实施中，经过多次试验，对于电缆接头内部空间，依据电磁波需要的天线设计，适用于设计1MHz以上的电磁波信号发送单元。

具体实施中，经过试验对比，电缆接头铜壳对低频电磁波的吸收能力很强，无线信号很难穿透铜壳缝隙，高频电磁波相对穿透能力强，可以很容易在搪铅破损外部检测到。

具体实施中，为了满足国家无限电磁波规范，将电磁波信号发送单元的信号确定在 2.4GHz、433MHz、315MHz。其中最优选的为2.4GHz。

具体实施中，为了为发送模块提供电能，专门设计了取电模块。该取电模块采用电流互感原理，通过感应电缆芯线电流，获取能量。

具体实施中，因为考虑到需要内置于电缆接头铜壳，取电单元体积需要设计的比较小，因此设计采用电容器来储存电能。通过汇聚取电单元的小电流，在能量达到一定阈值时，启动电磁波发送单元，发送电磁波信号。

具体实施中，为了识别电磁波信号来源，实现不误判。采用了单片机分别对取电单元，电磁波信号发送单元进行了控制。对取电单元实现了汇聚小电流和电能阈值的判断，以及发送时间的控制，对电磁波信号发送单元进行了发送信号编码控制。

以上所述仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非是对本实用新型的范围进行限定；以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围；在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的任何修改、等同替换、改进等，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置，用于电缆接头铜壳与电缆铠装连接处的电缆搪铅的检测，其特征在于：所述检测装置包括内置于电缆接头铜壳内部的电磁波信号发生器、内置于电缆接头铜壳内部的取电单元和外置于电缆铠装与电缆接头铜壳连接处及电缆搪铅外部的电磁波信号检测设备。

2.如权利要求1所述的利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置，其特征在于：所述电磁波信号发生器内置于电缆接头铜壳，与电感铠装、搪铅组成金属闭合腔体；所述电磁波信号发生器用于发送电磁波信号。

3.如权利要求2所述的利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置，其特征在于：所述电磁波信号发生器设置一组或多组发送器，实现多角度信号发送覆盖。

4.如权利要求3所述的利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置，其特征在于：所述电磁波信号发生器设置编码发送模块，发送识别设备ID。

5.如权利要求3所述的利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置，其特征在于：所述电磁波信号发生器还设置单片机，实现发送编码和发送时间功耗控制信号。

6.如权利要求1所述的利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置，其特征在于：所述取电单元采用电磁互感单元，利用高压电缆交流电流，通过电流互感器获取电能；所述取电单元采用电容器储存电能，实现微弱电流收集，其与电磁波信号发生器连接，为电磁波信号发生器提供充足电能；所述取电单元与单片机连接，通过单片机实现取电控制。

7.如权利要求6所述的利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置，其特征在于：所述取电单元安装于电缆接头铜壳、电感铠装、搪铅层组成的金属闭合腔体内部，为电磁波信号发生器提供电能。

8.如权利要求1所述的利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置，其特征在于：所述电磁波信号检测设备安装于电缆铠装与电缆接头铜壳及搪铅部位的外部；所述电磁波信号检测设备设置无线通信模块、光纤通信模块、工控总线或以太网线通信模块。

9.如权利要求8所述的利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置，其特征在于：所述电磁波信号检测设备为一组或多组接收器，实现多角度信号接收覆盖。

10.如权利要求9所述的利用电磁波穿透效应的电缆接头搪铅损坏检测装置，其特征在于：所述电磁波信号检测设备与电磁波信号发生器相互匹配，外置于电缆铠装与电缆接头铜壳及搪铅的电磁波信号检测设备识别内置于电缆接头铜壳的电磁波信号发生器的设备ID，判断信号来源。

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