CN217739295U - 一种多护层单芯交流电缆外护套状态检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多护层单芯交流电缆外护套状态检测装置，主要采用的技术方案为:多护层单芯交流电缆；电流检测装置，其包括插拔式套装在铅套接地端和电缆终端之间部位的第一柔性电流传感器、插拔式套装在护套接地线上的第二柔性电流传感器、插拔式套装在铠装接地线上的第三柔性电流传感器、插拔式套装在铠装接地端和护套接地端之间的第四柔性电流传感器、插拔式套装在铠装层远离铠装接地端部位的第五柔性电流传感器；数据采集器，其分别与第一柔性电流传感器、第二柔性电流传感器、第三柔性电流传感器、第四柔性电流传感器和第五柔性电流传感器连接；电缆状态检测装置，其与数据采集器连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及电缆技术领域，特别是涉及一种多护层单芯交流电缆外护套状态检测装置。
背景技术
高压电缆在新能源开发过程中使用的场景越来越多，电缆的外护层结构也呈现多样化。由于电磁感应原理，电缆外护层在不同接地方式下会产生感应电压或感应电流。高压电缆在某些应用场景条件下不具备交叉互联如海底电缆、地下电缆等，因此电缆外护套采用两端接地形式。高压电缆外护层两端接地，在外护层上会有循环电流流过且数值较大，循环电流过大会导致护层功率损耗增大，增加电缆的总热阻，进而使线芯允许电流减小。同时护层电流过大可能会给电缆维护人员造成危险，并因绝缘或电缆护套击穿而引起故障，因此需要实时监测电缆外部套的电流。
现有技术中对单芯海缆护套和铠装环流监测方法分别监测护套和铠装的电流幅值，如图1所示，图1中只展示了其中一相海缆的监测情况，有2个探头，分别监测护套和铠装的电流，监测状态量为电流的幅值。实际情况为海缆每端有ABC三相，还有中性点，即海缆每端有8个探头。该检测方法只检测护套铠装的电流幅值，不能直观的看出感应电流随线芯电流变化规律并且该检测方法不能检测接地环流的相位关系，因此不能对该海缆运行中各层金属层之间的等效阻抗进行分析，无法查找出某些细微的阻抗类缺陷。
发明内容
有鉴于此，本实用新型提供一种多护层单芯交流电缆外护套状态检测装置，主要目的在于解决现有技术中多护层电流测点少、电流未监测相位等缺点的多护层单芯交流电缆外护套状态检测装置。
为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：
本实用新型的实施例提供一种多护层单芯交流电缆外护套状态检测装置。其包括：
多护层单芯交流电缆，其包括线芯、包裹在所述线芯上的铅套层、包裹在所述铅套层上的护套和包裹在所述护套上的铠装层，所述线芯的一端安装有电缆终端，所述铅套层位于所述电缆终端的一端设置有铅套接地端，所述护套位于所述电缆终端的一端设置有护套接地端、所述铠装层位于所述电缆终端的一端设置有铠装接地端，所述铅套接地端、护套接地端、铠装接地端均连接有接地线；
电流检测装置，其包括插拔式套装在铅套接地端和电缆终端之间部位的第一柔性电流传感器、插拔式套装在护套接地线上的第二柔性电流传感器、插拔式套装在铠装接地线上的第三柔性电流传感器、插拔式套装在铠装接地端和护套接地端之间的第四柔性电流传感器、插拔式套装在铠装层远离铠装接地端部位的第五柔性电流传感器；所述第一柔性电流传感器用于实时检测线芯电流的幅值和相位，所述第二柔性电流传感器用于实时检测护套接地线电流的幅值和相位，所述第三柔性电流传感器用于实时检测铠装接地线电流的幅值和相位，所述第四柔性电流传感器用于实时检测线芯和护套电流之和的幅值和相位，所述第五柔性电流传感器用于实时检测线芯与护套及铠装三层电流之和的幅值和相位；
数据采集器，其分别与所述第一柔性电流传感器、第二柔性电流传感器、第三柔性电流传感器、第四柔性电流传感器和第五柔性电流传感器连接，所述数据采集器用于实时采集所述第一柔性电流传感器检测的所述线芯电流的幅值和相位、实时采集所述第二柔性电流传感器检测的所述护套接地线电流的幅值和相位、实时采集第三柔性电流传感器检测的所述铠装接地线电流的幅值和相位、实时采集第四柔性电流传感器检测的所述线芯和护套电流之和的幅值和相位、实时采集第五柔性电流传感器检测的所述线芯与护套及铠装三层电流之和的幅值和相位并将采集到的所述线芯电流的幅值和相位、所述护套接地线电流的幅值和相位、所述铠装接地线电流的幅值和相位、线芯和护套电流之和的幅值和相位、所述线芯与护套及铠装三层电流之和的幅值和相位发送给电缆状态检测装置；
所述电缆状态检测装置，其与所述数据采集器连接，所述电缆状态检测装置用于实时显示接收到的所述线芯电流的幅值和相位的波形、所述护套接地线电流的幅值和相位的波形、所述铠装接地线电流的幅值和相位的波形、线芯和护套电流之和的幅值和相位的波形、所述线芯与护套及铠装三层电流之和的幅值和相位的波形；所述电缆状态检测装置还用于读取每一时刻的所述线芯电流的幅值和相位、所述护套接地线电流的幅值和相位、所述铠装接地线电流的幅值和相位、线芯和护套电流之和的幅值和相位、所述线芯与护套及铠装三层电流之和的幅值和相位。
如前所述的，所述第一柔性电流传感器、第二柔性电流传感器、第三柔性电流传感器、第四柔性电流传感器和第五柔性电流传感器均采用具有高带宽、高精度的具有检测交流电流信号的传感器。
如前所述的，所述第一柔性电流传感器、第二柔性电流传感器、第三柔性电流传感器、第四柔性电流传感器和第五柔性电流传感器均采用穿心式电流互感器。
如前所述的，所述第一柔性电流传感器、第二柔性电流传感器、第三柔性电流传感器、第四柔性电流传感器和第五柔性电流传感器均采用标准的BNC输出接口与所述数据采集器连接。
如前所述的，所述第一柔性电流传感器、第二柔性电流传感器、第三柔性电流传感器、第四柔性电流传感器和第五柔性电流传感器均采用USB供电接口设计。
如前所述的，所述第一柔性电流传感器、第二柔性电流传感器、第三柔性电流传感器、第四柔性电流传感器和第五柔性电流传感器均具有声光过流报警功能。
如前所述的，所述数据采集器为数据采集卡。
借由上述技术方案，本实用新型多护层单芯交流电缆外护套状态检测装置至少具有下列优点：
本实用新型的多护层单芯交流电缆外护套状态检测装置通过设置第一柔性电流传感器、第二柔性电流传感器、第三柔性电流传感器、第四柔性电流传感器和第五柔性电流传感器实时检测多护层单芯交流电缆的5各部位的电流幅值和相位，使多护层单芯交流电缆无需停电，即可实时获取电缆外护套状态，实现在线检测，并且通过采用穿心式电流互感器的柔性电流传感器使本实用新型检测的电学参数变化更灵敏，检测更安全，以及解决了线路参数测试换线过程的操作繁琐的问题，减小感应电触电险，提高线路参数现场测试的工作效率及安全性。本实用新型适用于对运行中的海缆进行带电检测，对疑似缺陷海缆进行准确测量及故障分析。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是现有技术单芯海缆护套和铠装环流监测装置结构示意图；
图2是本实用新型的多护层单芯交流电缆外护套状态检测装置结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
如图2所示，本实用新型的一个实施例提出的一种多护层单芯交流电缆外护套状态检测装置，其包括：多护层单芯交流电缆1、电流检测装置2、数据采集器3、电缆状态检测装置4。
如图2所示，所述多护层单芯交流电缆1，其包括线芯11、包裹在所述线芯11上的铅套层12、包裹在所述铅套层12上的护套13和包裹在所述护套13上的铠装层14，所述线芯11的一端安装有电缆终端15，所述铅套层12位于所述电缆终端15的一端设置有铅套接地端，所述护套13位于所述电缆终端15的一端设置有护套接地端131、所述铠装层14位于所述电缆终端15的一端设置有铠装接地端141，所述铅套接地端、护套接地端131、铠装接地端141均连接有接地线。所述电流检测装置2，其包括插拔式套装在铅套接地端和电缆终端15之间部位的第一柔性电流传感器21、插拔式套装在护套接地线5上的第二柔性电流传感器22、插拔式套装在铠装接地线6上的第三柔性电流传感器23、插拔式套装在铠装接地端141和护套接地端131之间的第四柔性电流传感器24、插拔式套装在铠装层远离铠装接地端141部位的第五柔性电流传感器25；所述第一柔性电流传感器21用于实时检测线芯11电流的幅值和相位，所述第二柔性电流传感器22用于实时检测护套接地线5电流的幅值和相位，所述第三柔性电流传感器23用于实时检测铠装接地线5电流的幅值和相位，所述第四柔性电流传感器24用于实时检测线芯11和护套13电流之和的幅值和相位，所述第五柔性电流传感器25用于实时检测线芯11与护套13及铠装14三层电流之和的幅值和相位。在本实用新型中，第一柔性电流传感器21、第二柔性电流传感器22、第三柔性电流传感器23、第四柔性电流传感器24和第五柔性电流传感器25的探头线圈轻巧柔软且可以自由插拔，可以探测到许多硬制探头无法达到的地方,轻而易举的实现与被测对象连接；插入损耗几乎为零，仅为几个皮亨，对被测对象近乎为零的干扰。在本实用新型中，第一柔性电流传感器21、第二柔性电流传感器22、第三柔性电流传感器23、第四柔性电流传感器24和第五柔性电流传感器25均采用具有高带宽、高精度的具有检测交流电流信号的传感器，其中高精度值的典型值为2％，用于获取几Hz～数十MHz的电流信号。在本实用新型中，第一柔性电流传感器21、第二柔性电流传感器22、第三柔性电流传感器23、第四柔性电流传感器24和第五柔性电流传感器25均采用穿心式电流互感器，电流范围从mA级～数KA级。第一柔性电流传感器21、第二柔性电流传感器22、第三柔性电流传感器23、第四柔性电流传感器24和第五柔性电流传感器25均采用标准的BNC输出接口与所述数据采集器3连接，很方便实现与示波器，数据采集器，数字电压表等连接，观测电流波形。在本实用新型中，第一柔性电流传感器21、第二柔性电流传感器22、第三柔性电流传感器23、第四柔性电流传感器24和第五柔性电流传感器25均采用USB供电接口设计，使用更加灵活方便。第一柔性电流传感器21、第二柔性电流传感器22、第三柔性电流传感器23、第四柔性电流传感器24和第五柔性电流传感器25均具有声光过流报警功能，更具人性化设计。在本实用新型中，第一柔性电流传感器21、第二柔性电流传感器22、第三柔性电流传感器23、第四柔性电流传感器24和第五柔性电流传感器25的探头线圈和连接线长度可以根据客户要求定制，满足特殊场合测试要求。在本实用新型中，第一柔性电流传感器21、第二柔性电流传感器22、第三柔性电流传感器23、第四柔性电流传感器24和第五柔性电流传感器25还用于把传感器的信号变换成AD的输入电压范围。所述数据采集器3，其分别与所述第一柔性电流传感器21、第二柔性电流传感器22、第三柔性电流传感器23、第四柔性电流传感器24和第五柔性电流传感器25连接，所述数据采集器3用于实时采集所述第一柔性电流传感器21检测的所述线芯11电流的幅值和相位、实时采集所述第二柔性电流传感器22检测的所述护套接地线5电流的幅值和相位、实时采集第三柔性电流传感器23检测的所述铠装接地线6电流的幅值和相位、实时采集第四柔性电流传感器24检测的所述线芯11和护套13电流之和的幅值和相位、实时采集第五柔性电流传感器25检测的所述线芯11与护套13及铠装14三层电流之和的幅值和相位并将采集到的所述线芯11电流的幅值和相位、所述护套接地线5电流的幅值和相位、所述铠装接地线6电流的幅值和相位、线芯11和护套13电流之和的幅值和相位、所述线芯11与护套13及铠装14三层电流之和的幅值和相位发送给电缆状态检测装置4。在本实用新型中，所述数据采集器3为数据采集卡，数据采集卡具备16位灵活硬件分辨率、模拟带宽高达200MHz、采样速率为62.5MS/s、捕捉内存高达512MS、至少有6个数字通道、每秒130000个波形，用于通过不同通道同时采集调理后的各路传感器信号。所述电缆状态检测装置4，其与所述数据采集器3连接，所述电缆状态检测装置4用于实时显示接收到的所述线芯11电流的幅值和相位的波形、所述护套接地线5电流的幅值和相位的波形、所述铠装接地线6电流的幅值和相位的波形、线芯11和护套13电流之和的幅值和相位的波形、所述线芯11与护套13及铠装14三层电流之和的幅值和相位的波形；所述电缆状态检测装置4还用于读取每一时刻的所述线芯11电流的幅值和相位、所述护套接地线5电流的幅值和相位、所述铠装接地线6电流的幅值和相位、线芯11和护套13电流之和的幅值和相位、所述线芯11与护套13及铠装14三层电流之和的幅值和相位并判断所述线芯11电流的幅值和相位、所述护套接地线5电流的幅值和相位、所述铠装接地线6电流的幅值和相位、线芯11和护套13电流之和的幅值和相位、所述线芯11与护套13及铠装14三层电流之和的幅值和相位的变化量和范围，来判定交流海缆外护套绝缘状态。在具体工作时，电缆状态检测装置4同步采集第一柔性电流传感器21、第二柔性电流传感器22、第三柔性电流传感器23、第四柔性电流传感器24和第五柔性电流传感器25五路信号，采样时长45ms，再利用矢量合成算法来计算各采集电流信息的相位差，最后比较各电流相位差的出厂值、交接值及历史数据的变化。若相位差发生偏移，则发生电缆外护套发生故障。
本实用新型的多护层单芯交流电缆外护套状态检测装置通过设置第一柔性电流传感器、第二柔性电流传感器、第三柔性电流传感器、第四柔性电流传感器和第五柔性电流传感器实时检测多护层单芯交流电缆的5个部位的电流幅值和相位，使多护层单芯交流电缆无需停电，即可实时获取电缆外护套状态，实现在线检测，并且通过采用穿心式电流互感器的柔性电流传感器使本实用新型检测的电学参数变化更灵敏，检测更安全，以及解决了线路参数测试换线过程的操作繁琐的问题，减小感应电触电险，提高线路参数现场测试的工作效率及安全性。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种多护层单芯交流电缆外护套状态检测装置，其特征在于：其包括:
多护层单芯交流电缆，其包括线芯、包裹在所述线芯上的铅套层、包裹在所述铅套层上的护套和包裹在所述护套上的铠装层，所述线芯的一端安装有电缆终端，所述铅套层位于所述电缆终端的一端设置有铅套接地端，所述护套位于所述电缆终端的一端设置有护套接地端、所述铠装层位于所述电缆终端的一端设置有铠装接地端，所述铅套接地端、护套接地端、铠装接地端均连接有接地线；
电流检测装置，其包括插拔式套装在铅套接地端和电缆终端之间部位的第一柔性电流传感器、插拔式套装在护套接地线上的第二柔性电流传感器、插拔式套装在铠装接地线上的第三柔性电流传感器、插拔式套装在铠装接地端和护套接地端之间的第四柔性电流传感器、插拔式套装在铠装层远离铠装接地端部位的第五柔性电流传感器；所述第一柔性电流传感器用于实时检测线芯电流的幅值和相位，所述第二柔性电流传感器用于实时检测护套接地线电流的幅值和相位，所述第三柔性电流传感器用于实时检测铠装接地线电流的幅值和相位，所述第四柔性电流传感器用于实时检测线芯和护套电流之和的幅值和相位，所述第五柔性电流传感器用于实时检测线芯与护套及铠装三层电流之和的幅值和相位；
数据采集器，其分别与所述第一柔性电流传感器、第二柔性电流传感器、第三柔性电流传感器、第四柔性电流传感器和第五柔性电流传感器连接，所述数据采集器用于实时采集所述第一柔性电流传感器检测的所述线芯电流的幅值和相位、实时采集所述第二柔性电流传感器检测的所述护套接地线电流的幅值和相位、实时采集第三柔性电流传感器检测的所述铠装接地线电流的幅值和相位、实时采集第四柔性电流传感器检测的所述线芯和护套电流之和的幅值和相位、实时采集第五柔性电流传感器检测的所述线芯与护套及铠装三层电流之和的幅值和相位并将采集到的所述线芯电流的幅值和相位、所述护套接地线电流的幅值和相位、所述铠装接地线电流的幅值和相位、线芯和护套电流之和的幅值和相位、所述线芯与护套及铠装三层电流之和的幅值和相位发送给电缆状态检测装置；
所述电缆状态检测装置，其与所述数据采集器连接，所述电缆状态检测装置用于实时显示接收到的所述线芯电流的幅值和相位的波形、所述护套接地线电流的幅值和相位的波形、所述铠装接地线电流的幅值和相位的波形、线芯和护套电流之和的幅值和相位的波形、所述线芯与护套及铠装三层电流之和的幅值和相位的波形；所述电缆状态检测装置还用于读取每一时刻的所述线芯电流的幅值和相位、所述护套接地线电流的幅值和相位、所述铠装接地线电流的幅值和相位、线芯和护套电流之和的幅值和相位、所述线芯与护套及铠装三层电流之和的幅值和相位。
2.根据权利要求1所述的多护层单芯交流电缆外护套状态检测装置，其特征在于，
所述第一柔性电流传感器、第二柔性电流传感器、第三柔性电流传感器、第四柔性电流传感器和第五柔性电流传感器均采用具有高带宽、高精度的具有检测交流电流信号的传感器。
3.根据权利要求2所述的多护层单芯交流电缆外护套状态检测装置，其特征在于，
所述第一柔性电流传感器、第二柔性电流传感器、第三柔性电流传感器、第四柔性电流传感器和第五柔性电流传感器均采用穿心式电流互感器。
4.根据权利要求2所述的多护层单芯交流电缆外护套状态检测装置，其特征在于，
所述第一柔性电流传感器、第二柔性电流传感器、第三柔性电流传感器、第四柔性电流传感器和第五柔性电流传感器均采用标准的BNC输出接口与所述数据采集器连接。
5.根据权利要求2所述的多护层单芯交流电缆外护套状态检测装置，其特征在于，
所述第一柔性电流传感器、第二柔性电流传感器、第三柔性电流传感器、第四柔性电流传感器和第五柔性电流传感器均采用USB供电接口设计。
6.根据权利要求2所述的多护层单芯交流电缆外护套状态检测装置，其特征在于，
所述第一柔性电流传感器、第二柔性电流传感器、第三柔性电流传感器、第四柔性电流传感器和第五柔性电流传感器均具有声光过流报警功能。
7.根据权利要求1所述的多护层单芯交流电缆外护套状态检测装置，其特征在于，
所述数据采集器为数据采集卡。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |