在线局放屏蔽式传感器及其实施方法技术

本发明专利技术公开一种在线局放屏蔽式传感器及其实施方法，包括电容式传感器本体和半开合式屏蔽结构；所述半开合式屏蔽结构包括第一屏蔽件和第二屏蔽件；所述第一屏蔽件和第二屏蔽件在一端固定连接，另一端活动连接；所述第一屏蔽件包括自外向内依次设置的第一外支撑层、第一防水层、第一屏蔽层和第一内支撑层；所述第二屏蔽件包括自外向内依次设置的第二外支撑层、第二防水层、第二屏蔽层和第二内支撑层；所述第一屏蔽层与第二屏蔽层通过密封结构连接形成封闭腔体，所述电容式传感器本体置于封闭腔体内且环绕于电缆外护套外侧。本发明专利技术两个屏蔽件之间通过屏蔽层和密封结构的配合形成封闭屏蔽腔体，从而有效屏蔽局放干扰信号。从而有效屏蔽局放干扰信号。从而有效屏蔽局放干扰信号。

【技术实现步骤摘要】
在线局放屏蔽式传感器及其实施方法


[0001]本专利技术涉及局放检测
，尤其涉及一种在线局放屏蔽式传感器及其实施方法。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，工业现场及电力系统输配电均朝着自动化、智能化的方向发展，现代电力系统输送容量越来越大、供电电压等级不断提高，对测量装置提出了与以往不同的要求，在准确性和适用性上的需求不断扩大，传统的计量、保护、监测传感器难以满足工程需要。电力电缆的局部放电检测技术是公认的发现电缆设备局部绝缘隐患、在电缆击穿前提供介入其寿命管理的有效技术。在线局放监测系统可以长时间实时监测电缆绝缘状态，越来越多的应用电缆运维监测中。与便携式局放检测不同，在线局放监测系统无环境传感器，对于单局放信号采集传感器的采集结果进行分析，因此对于传感器采集信息的筛选处理要求更高。且传感器长时间安装在电缆本体上，所处环境多为隧道、户外等，有潮湿、脏乱不可避免，时间一长，会对传感器的准确性和灵敏度造成影响。
[0003]局部放电机理复杂，其放电持续时间一般介于10
‑9‑
10
‑
7s之间，是一个非周期波，脉冲宽度为ns级，对应的频域十分宽广，可达到1GHz，受现场噪声影响大。按时域特征可以将干扰分为周期性窄带干扰、白噪声和脉冲型干扰三大类，其中白噪声干扰包括各种随机噪声，如绕组热噪声、地网噪声、测量仪器的热噪声等。由于白噪声的频谱和局部放电信号频谱相似，因此传统的傅立叶分析方法很难将其滤除。
[0004]高压电缆接头局部放电量的变化能够体现高压电缆绝缘状况的情况，局部放电量的大小也反映出电缆绝缘的受损程度。但是由于局部放电脉冲频带宽，时间短，初期放电量小，因此很容易受到干扰。由于局部放电信号微弱，因而要求传感器有很高的灵敏度和良好的频率响应特性。传感器的形式、布置方式、其灵敏度和抗干扰能力都对于提高局放检测技术准确性非常重要。局放检测过程中的干扰信号来源主要有周围用电设备发出的电磁信号、环境中的干扰以及通过传感器进入检测系统的干扰。因此去掉周围用电设备和环境中的其他干扰，将大大增加局放检测的准确性。
[0005]电容式宽频传感器在电缆本体进行局部放电检测，优点是不影响整体电路的内部电场、安装方便，缺点则是抗干扰能力差，易受到外界干扰信号的影响，影响了传感器灵敏度。电容式传感器外面需要一个能够有效屏蔽外界杂散电磁场的屏蔽体。屏蔽结构结合有效的数字信号处理方法，有助于消除外界信号干扰，令传感器只精准捕捉电缆内部放电信号，从而提升局放检测技术的检测灵敏度。为了能很好的适应局部放电信号的检测要求，并且适合多种电缆，传感器应具有体积小巧、便于移动和布置的特点，并且其同时还应具有较高的检测灵敏度。
[0006]屏蔽结构的屏蔽原理是利用铁磁材料的高磁导率对磁场进行分路。磁屏蔽材料的导磁率比较高，比空气导磁率高出1至3个数量级。这也就意味着大部分的磁力线穿入磁屏蔽结构被被屏蔽腔吸收，只有少部分磁力线到达被屏蔽铁芯。屏蔽效应与屏蔽结构的材料
选取和尺寸有关，当屏蔽结构的磁导率越高，或壁层越厚，磁分路作用愈加明显，屏蔽效能愈好。

技术实现思路

[0007]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种在线局放屏蔽式传感器及其实施方法，采用半开合式屏蔽结构，能够有效屏蔽局放干扰信号，提升局放检测的准确性。
[0008]根据本专利技术说明书的一方面，提供一种在线局放屏蔽式传感器，包括电容式传感器本体和半开合式屏蔽结构；所述半开合式屏蔽结构包括第一屏蔽件和第二屏蔽件；所述第一屏蔽件和第二屏蔽件在一端固定连接，另一端活动连接；所述第一屏蔽件包括自外向内依次设置的第一外支撑层、第一防水层、第一屏蔽层和第一内支撑层；所述第二屏蔽件包括自外向内依次设置的第二外支撑层、第二防水层、第二屏蔽层和第二内支撑层；所述第一屏蔽层与第二屏蔽层通过密封结构连接形成封闭腔体，所述电容式传感器本体置于封闭腔体内且环绕于电缆外护套外侧。
[0009]上述技术方案中，第一屏蔽件和第二屏蔽件通过一端固定一端活动的形式构成半开合式屏蔽结构；两个屏蔽件之间通过屏蔽层和密封结构的配合形成封闭屏蔽腔体，从而有效屏蔽局放干扰信号；其中，屏蔽结构由多层结构构成，通过内支撑层包覆电缆本体，通过屏蔽层形成密封屏蔽腔，通过防水层保证传感器和屏蔽层的长时间稳定运行，通过外支撑层支撑整个屏蔽结构，多层结构一体化设置，便于装卸。
[0010]作为进一步的技术方案，所述第一外支撑层的两端分别形成有第一外凸起部，所述第一内支撑层的两端分别形成有第一内凸起部，所述第一外凸起部与第一内凸起部之间形成第一弧形凹槽；所述第二外支撑层的两端分别形成有第二外凸起部，所述第二内支撑层的两端分别形成有第二内凸起部，所述第二外凸起部与第二内凸起部之间形成第二弧形凹槽；所述第一弧形凹槽与第二弧形凹槽相适配。
[0011]通过外凸起部与内凸起部之间形成的弧形凹槽，可用于放置柔性导电材料，使得第一屏蔽件与第二屏蔽件的连接处能够密封连接，进而形成封闭的屏蔽腔体。这样设置可增强屏蔽效果，避免因两个屏蔽件之间连接处的密封不紧密造成屏蔽效果差。
[0012]作为进一步的技术方案，所述第一屏蔽层、第二屏蔽层均包括金属屏蔽布和固定在金属屏蔽布一端的密封结构；所述金属屏蔽布包覆在内支撑层的外围，所述密封结构容置于弧形凹槽内。密封结构可以是柔性的柱形导电体，其大小与弧形凹槽相匹配，能够放置在弧形凹槽内，并且当两个屏蔽件的活动端闭合时，通过挤压密封结构能够使两个屏蔽件中的屏蔽层紧密相连，形成封闭的屏蔽腔体。
[0013]作为进一步的技术方案，所述第一弧形凹槽、第二弧形凹槽的内表面均包覆有金属屏蔽布。这样设置可避免因弧形凹槽的缝隙造成屏蔽效果不佳。
[0014]作为进一步的技术方案，所述第一屏蔽层、第二屏蔽层均由多层金属屏蔽布重叠构成，每层金属屏蔽布之间涂布导电胶。金属屏蔽布由100％金属铜、镍等纳米级材料的金属纤维组成，具有良好的抗电磁波功能，通过对电磁波的反射和吸收而形成屏蔽作用。而由高分子材料配制而成的单组份导电胶，具有良好的导电性能和操作性能。与金属、非金属、塑料等材料具有较好的粘结效果，形成良好的导电通道。
[0015]作为进一步的技术方案，所述第一屏蔽层、第二屏蔽层均由3层金属屏蔽布重叠构
成，且每层中间均匀涂布导电胶。
[0016]作为进一步的技术方案，所述第一内支撑层、第二内支撑层和密封结构均为柔性导电材料；所述第一防水层、第二防水层均由绝缘橡胶组成。内支撑层采用柔性导电材料，利用其易变形和导电特点，可与电缆紧密贴合，形成完整的屏蔽腔。防水层由绝缘橡胶组成，可耐磨防滑，耐油耐温，防腐防水，充分保证传感器和屏蔽层的长时间稳定可靠运行。
[0017]作为进一步的技术方案，所述第一外支撑层、第二外支撑层依据电缆等级型号定制PVC模具；所述内支撑层、屏蔽层、防水层与外支撑层紧密贴合，形成一体化结构。
[0018]根据本专利技术说明书的一方面，提供一种在线局放屏蔽式传感器的实施方法，采用所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.在线局放屏蔽式传感器，其特征在于，包括电容式传感器本体和半开合式屏蔽结构；所述半开合式屏蔽结构包括第一屏蔽件和第二屏蔽件；所述第一屏蔽件和第二屏蔽件在一端固定连接，另一端活动连接；所述第一屏蔽件包括自外向内依次设置的第一外支撑层、第一防水层、第一屏蔽层和第一内支撑层；所述第二屏蔽件包括自外向内依次设置的第二外支撑层、第二防水层、第二屏蔽层和第二内支撑层；所述第一屏蔽层与第二屏蔽层通过密封结构连接形成封闭腔体，所述电容式传感器本体置于封闭腔体内且环绕于电缆外护套外侧。2.根据权利要求1所述的在线局放屏蔽式传感器，其特征在于，所述第一外支撑层的两端分别形成有第一外凸起部，所述第一内支撑层的两端分别形成有第一内凸起部，所述第一外凸起部与第一内凸起部之间形成第一弧形凹槽；所述第二外支撑层的两端分别形成有第二外凸起部，所述第二内支撑层的两端分别形成有第二内凸起部，所述第二外凸起部与第二内凸起部之间形成第二弧形凹槽；所述第一弧形凹槽与第二弧形凹槽相适配。3.根据权利要求2所述的在线局放屏蔽式传感器，其特征在于，所述第一屏蔽层、第二屏蔽层均包括金属屏蔽布和固定在金属屏蔽布一端的密封结构；所述金属屏蔽布包覆在内支撑层的外围，所述密封结构容置于弧形凹槽内。4.根据权利要求3所述的在线局放屏蔽式传感器，其特征在于，所述第一弧形凹槽、第二弧形凹槽的内表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌武，翟广新，江珊，李忠群，
申请(专利权)人：武汉华威众科电力有限公司，
类型：发明
国别省市：