CN222050365U - 电缆线局部放电检测装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电缆线局部放电检测装置，包括用于连接至电缆线终端的高频信号传感器以及固定连接至所述信号传感器的监控主机盒，其中，所述监控主机盒内设有信号调理电路和微处理器模块，所述信号调理电路分别与所述高频信号传感器和所述微处理器模块电连接。这样，采用该电缆线局部放电检测装置，降低了检测人员的劳动强度，提高了局部放电信号检测精度，解除了检测局部放电信号时的人工监管限制，提高了局部放电检测的效率，实现无人值守线缆局部放电自动检测，能够及时发现潜在的绝缘缺陷或故障，避免非计划停电。

Description

电缆线局部放电检测装置

技术领域

本公开涉及电力设备状态检测技术领域，具体地，涉及一种电缆线局部放电检测装置。

背景技术

新能源发电是一种利用太阳能、风力等可再生能源来产生电力的过程，一般需要把所发的电能转化为交流电的形式进行传输。在电缆长时间的输电过程中，因为老化、受潮、机械损伤及线缆自身固有缺陷等原因，出现局部放电，导致电气绝缘强度下降，当发展到一定阶段后，会造成电缆线击穿或短路，导致新能源发电场站电力输送中断等严重的事故，所以应尽可能早的发现电缆线早期局部放电苗头，并及时处理隐患，从而保证新能源发电场站的可靠运行。

相关技术中，在进行电缆局部放电检时先对线路停电，然后采用离线震荡波局部放电技术开展检测，通过震荡波高压发生设备对被测电缆施加电压后，激发电缆绝缘缺陷处的局部放电，局部放电信号在电缆传输过程中被检测传感器捕获，通过开发的软件对局部放电信号做处理分析，最终判定局部放电程度、局部放电位置等信息。该技术需要对本线路中的所有电缆对接箱、箱式变压器并联点进行解开后逐段电缆开展局部放电检测，对于输电线路较长的新能源场站，往往需要数周时间方能开展全部电缆段检测，停电期间造成的发电量损失问题显得尤为突出，尤其是插拔式肘型头电缆还需要考虑施加电压时的末端放电问题、插拔式肘型头拆卸和安装时间等问题，不仅还需要投入大量的人员劳动力，对试验人员的安全也构成了威胁。

同时，由于新能源场站一般安装在高山或者荒漠地区，涉及地域范围广，地理和气候环境恶劣，开展离线震荡波局部放电检测时，因考虑检测人员与高压设备间的安全距离，需要较长的信号线将电脑与局部放电传感器连接，这不可避免的引入了环境中的噪声，对后期局部放电信号的处理、过滤带来较大难度，对信号分析的准确性带来较大难度。

此外，新能源场站发电功率随风速、风向、辐照强度等因素的变化而变化，而功率的变化造成局部放电信号也会随之变化。离线震荡波技术主要依靠人为对电缆施加电压后，激发电缆绝缘缺陷处的局部放电，一是不能模拟实际运行工况中的功率变化、气候变化等，检测方式单一；二是不能实现全过程局部放电信号检测，对局部放电信号的检测存在偶然性，不利于缺陷的发现和跟踪。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种电缆线局部放电检测装置，以至少部分地解决相关技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本公开提供一种电缆线局部放电检测装置，包括用于连接至电缆线终端的高频信号传感器以及固定连接至所述高频信号传感器的监控主机盒，其中，所述监控主机盒内设有信号调理电路和微处理器模块，所述信号调理电路分别与所述高频信号传感器和所述微处理器模块电连接。

可选地，监控主机盒内还设有存储模块，所述存储模块与所述微处理器模块电连接。

可选地，监控主机盒内还设有电源模块，所述电源模块分别与所述信号调理电路和所述微处理器模块电连接。

可选地，高频信号传感器开设有用于供所述电缆线终端穿过的圆孔。

可选地，高频信号传感器包括第一传感器本体和第二传感器本体，所述第一传感器本体的一端与所述第二传感器本体的一端可转动地连接，所述第一传感器本体的另一端与所述第二传感器本体的另一端通过卡扣连接。

可选地，第一传感器本体的一端与所述第二传感器本体的一端通过合页可转动地连接。

可选地，监控主机盒与所述高频信号传感器焊接连接。

可选地，电缆线终端包括电缆线本体以及用于将所述电缆线本体连接至大地的接地线，所述高频信号传感器连接至所述接地线。

可选地，电缆线本体的外端套设有金属屏蔽层。

可选地，微处理器模块为单片机。

通过上述技术方案，电缆线局部放电检测装置由高频信号传感器和监控主机箱组成一个整体，将监控主机箱与传感器直接相连，减少了过长的信号线连接，减少了检测时的噪声，也降低了检测人员检测的劳动强度。高频信号传感器连接至电缆线终端上，当电缆线发生局部放电现象时，高频信号传感器把检测到信号传送到信号调理电路，信号调理电路处理好信号后，将信号传输给微处理器模块进行分析和处理。采用该电缆线局部放电检测装置，降低了检测人员的劳动强度，提高了局部放电信号检测精度，解除了检测局部放电信号时的人工监管限制，提高了局部放电检测的效率，实现无人值守线缆局部放电自动检测，能够及时发现潜在的绝缘缺陷或故障，避免非计划停电。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一示例性实施方式提供的电缆线局部放电检测装置的结构示意图；

图2是本公开一示例性实施方式提供的电缆线局部放电检测装置中高频信号传感器与监控主机盒的电连接关系图；

图3是本公开一示例性实施方式提供的电缆线局部放电检测装置与电缆线终端的连接示意图；

图4是本公开一示例性实施方式提供的电缆线局部放电检测装置中电缆线本体与金属屏蔽层的装配图。

附图标记说明

1高频信号传感器11第一传感器本体

12第二传感器本体13卡扣

14合页 2 监控主机盒

21信号调理电路 22微处理器模块

23存储模块 24电源模块

31电缆线本体 32接地线

4金属屏蔽层 5 线芯

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，“内”、“外”是针对相应零部件的本身轮廓而言的，此外，本公开中使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。在本公开中，下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

参照图1至图4，本公开提供一种电缆线局部放电检测装置，该电缆线局部放电检测装置可以包括用于连接至电缆线终端的高频信号传感器1以及固定连接至高频信号传感器1的监控主机盒2，其中，监控主机盒2内设有信号调理电路21和微处理器模块22，信号调理电路21分别与高频信号传感器1和微处理器模块22电连接。需要说明的是，局部放电指的是在绝缘体内部或绝缘体表面发生的局部放电现象，它是一种电学现象，会导致绝缘逐渐损坏，最终可能导致设备故障。局部放电通常是由于电弧、气体击穿、空气离子化等原因引起的。

当新能源场站的电缆绝缘材料存在气泡、异物、尖锐导体等缺陷时，这些缺陷会导致电场集中，使得局部电场强度升高，当电场强度超过绝缘材料的击穿电场强度时，局部缺陷处的电击穿现象就会发生；当局部电场强度超过击穿电场强度时，局部缺陷处的电子加速，与绝缘材料发生碰撞并释放能量，这个过程会产生高能电子、离子和电子空穴，被释放的高能电子和离子会在绝缘材料中移动，并与其他原子或分子相互碰撞，这种碰撞会导致更多的电子和离子被激发。在局部放电的过程中，由于电子和离子的碰撞以及它们与材料中的其他粒子的相互作用，会产生高频振荡的电磁辐射。因此，可以在新能源场站的电缆线终端的外壁上安装高频信号传感器1来测量局部放电信号。其中，高频信号传感器1用于检测电缆线局部放电所产生的高频信号，监控主机盒2的内部为一块集成了信号调理电路21和微处理器模块22的电路板，高频信号传感器1的输出信号输入至信号调理电路21，使得高频信号传感器1与监控主机盒2形成一个整体。

通过上述技术方案，电缆线局部放电检测装置由高频信号传感器和监控主机箱组成一个整体，将监控主机箱与传感器直接相连，减少了过长的信号线连接，减少了检测时的噪声，也降低了检测人员检测的劳动强度。高频信号传感器连接至电缆线终端上，当电缆线发生局部放电现象时，高频信号传感器把检测到信号传送到信号调理电路，信号调理电路处理好信号后，将信号传输给微处理器模块进行分析和处理。采用该电缆线局部放电检测装置，降低了检测人员的劳动强度，提高了局部放电信号检测精度，解除了检测局部放电信号时的人工监管限制，提高了局部放电检测的效率，实现无人值守线缆局部放电自动检测，能够及时发现潜在的绝缘缺陷或故障，避免非计划停电。

进一步地，参考图2，监控主机盒2内还可以设有存储模块23，存储模块23与微处理器模块22电连接。微处理器模块22控制信号调理电路21收集被测电缆线的局部放电信号，并对信号调理电路21送来的信号进行处理，以提高数据质量并确定被测电缆线的局部放电状态，随后将其传入存储模块23中保存，以便工作人员随时检测。通过引入存储模块23并对传统检测装置的结构进行优化，减少信号连接线长度，使得局部放电检测不受外界条件制约，实现了在线、全过程对新能源场站电缆线局部放电信号进行检测。具体地，所述存储模块23可以为SD卡。

进一步地，参考图2，监控主机盒2内还可以设有电源模块24，电源模块24分别与信号调理电路21和微处理器模块22电连接，起到为信号调理电路21和微处理器模块22供电的功能。具体地，电源模块24可以为可拆卸、可循环充电的锂电池。

检测装置在工作时，首先通过高频信号传感器1采集新能源场站电缆线终端的局部放电高频信号，然后通过信号调理电路21进行信号处理，随后微处理器模22将信号调理电路21处理过的信号进行预处理，以提高数据质量并确定被测电缆线的局部放电状态，随后将处理完成的局部放电高频信号送入存储模块23中，其中电源模块24持续为信号调理电路21与微处理器模块22供电，每隔一段时间，检测人员需要将电源模块24取出进行充电，用另外一个同样的电源模块24进行替换；当需要检测局部放电高频信号时，工作人员只需将装置中的存储模块23取走放入电脑中读取即可知道电缆线是否有局部放电现象，实现了检测人员能够及时检测电缆线的局部放电现象。

在一些实施例中，参考图1，高频信号传感器1可以开设有用于供电缆线终端穿过的圆孔。圆孔能够更贴合电缆线终端，从而更方便采集电缆线终端的局部放电高频信号。高频信号传感器1通过圆孔套设在电缆线上，当电缆发生局部放电现象时，高频信号传感器1能够将检测到的信号传递给信号调理电路21。

根据一些实施例，参考图1，高频信号传感器1可以包括第一传感器本体11和第二传感器本体12，第一传感器本体11的一端与第二传感器本体12的一端可转动地连接，第一传感器本体11的另一端与第二传感器本体12的另一端通过卡扣13连接。安装电缆线局部放电检测装置时，先将卡扣13打开，然后通过中间开设的圆孔套在电缆线上，随后将卡扣13扣上，以使检测装置固定在电缆线上。

进一步地，参考图1，第一传感器本体11的一端与第二传感器本体12的一端可以通过合页14可转动地连接。本公开对第一传感器本体11与第二传感器本体12的可转动连接方式不做限制，均属于本公开的保护范围。

具体地，监控主机盒2可以与高频信号传感器1焊接连接，以能够形成一个整体，减少了过长的信号线连接。在其他实施例中，监控主机盒2与高频信号传感器1也可以通过螺栓连接、卡接等连接方式进行连接。

作为本公开一示例性实施例，参考图3，电缆线终端可以包括电缆线本体31以及用于将电缆线本体31连接至大地的接地线32，高频信号传感器1连接至接地线32。当电缆线本体31发生放电时，高频脉冲电流会流至接地线32，将高频信号传感器1套设在接地线32上更加方便。

根据本公开一示例性实施例，参考图4，电缆线本体31的外端可以套设有金属屏蔽层4。电缆线本体31可以包括线芯5和套设在线芯5上的绝缘层。在高压电缆线中，线芯5和金属屏蔽层4之间有绝缘层隔开形成分布电容，该电容约为几百pF，对高频信号形成通路。因此，高频的局部放电信号由分布电容对接地线32构成回路传输。当内部放电发生的瞬间，会产生一个高频的脉冲电流，高频脉冲电流通过线芯5与金属屏蔽层4之间的分布电容，由高电位的线芯5流到低电位的金属屏蔽层4上，并且通过接地线32进入大地。因此，在接地线32接上一个局部放电检测装置，便可将高频脉冲局部放电电流耦合到装置中，从而检测出局部放电信号。

其中，微处理器模块22可以为单片机。本公开对微处理器模块22的结构不作限制。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种电缆线局部放电检测装置，其特征在于，包括用于连接至电缆线终端的高频信号传感器以及固定连接至所述高频信号传感器的监控主机盒，其中，所述监控主机盒内设有信号调理电路和微处理器模块，所述信号调理电路分别与所述高频信号传感器和所述微处理器模块电连接。

2.根据权利要求1所述的电缆线局部放电检测装置，其特征在于，所述监控主机盒内还设有存储模块，所述存储模块与所述微处理器模块电连接。

3.根据权利要求1所述的电缆线局部放电检测装置，其特征在于，所述监控主机盒内还设有电源模块，所述电源模块分别与所述信号调理电路和所述微处理器模块电连接。

4.根据权利要求1所述的电缆线局部放电检测装置，其特征在于，所述高频信号传感器开设有用于供所述电缆线终端穿过的圆孔。

5.根据权利要求4所述的电缆线局部放电检测装置，其特征在于，所述高频信号传感器包括第一传感器本体和第二传感器本体，所述第一传感器本体的一端与所述第二传感器本体的一端可转动地连接，所述第一传感器本体的另一端与所述第二传感器本体的另一端通过卡扣连接。

6.根据权利要求5所述的电缆线局部放电检测装置，其特征在于，所述第一传感器本体的一端与所述第二传感器本体的一端通过合页可转动地连接。

7.根据权利要求1所述的电缆线局部放电检测装置，其特征在于，所述监控主机盒与所述高频信号传感器焊接连接。

8.根据权利要求1所述的电缆线局部放电检测装置，其特征在于，所述电缆线终端包括电缆线本体以及用于将所述电缆线本体连接至大地的接地线，所述高频信号传感器连接至所述接地线。

9.根据权利要求8所述的电缆线局部放电检测装置，其特征在于，所述电缆线本体的外端套设有金属屏蔽层。

10.根据权利要求1所述的电缆线局部放电检测装置，其特征在于，所述微处理器模块为单片机。