一种电缆绝缘空间电荷信号无线传输系统的制作方法

本发明属于高电压与绝缘技术领域，尤其是一种电缆绝缘空间电荷信号无线传输系统。

背景技术：

随着我国社会经济的高速发展，经济生活各方面对电能需求越来越大，电力设备故障也越来越多，而电力设备故障大多都是绝缘问题引起的。现场中运行的电缆故障按位置分为电缆主绝缘故障和电缆附件故障。据国家电网公司对配网电缆故障统计，包括中间接头和终端的电缆附件故障约占总故障数的90％。电缆附件是制约电缆可靠运行的主要部件。对于电缆附件故障原因，以往只是依据经验推断为应力锥在现场安装过程的失误引入缺陷；但实验结果表明，应力锥安装正确并且交界面良好接触的电缆附件仍然发生击穿。这说明应力锥处电缆绝缘击穿故障存在深层次的本质原因。

在电缆运行现场中，电缆附件处在长期运行的条件下会积累空间电荷，由于空间电荷所聚积电场的畸变作用，空间电荷的分布和运动对绝缘材料的电导特性、老化、击穿等有强烈的影响。在外加电场的作用下，尤其是直流电场，空间电荷的聚积会严重畸变电介质中原有的电场分布，贮存一定的电机械能，并引起电荷的激励和复合，从而导致电介质材料微观的破坏，并导致电介质的最终击穿。因此，空间电荷的分布和转移会改变绝缘介质内部原有电场的分布，对材料内部的局部电场起到加强或削弱作用，从而影响到电介质材料的电气特性。

因此，现场检测电缆附件中空间电荷的分布和积累对于预测电缆寿命，预防电缆击穿有着重要意义。80年代左右出现了空间电荷无损测量方法，压力波扩展法(pwp)、激光光强调制法(limm)和电声脉冲法(pea)等。在目前的科学研究中，最常用的方法是电声脉冲法，电声脉冲法(pea)已经用于实验室中实际电缆试样的空间分布的，但是，现有的空间电荷测试装置是一个长方体金属壳体，将空间电荷测试传感器和放大器安置在金属壳体中以屏蔽外界的电磁信号对空间电荷测试的干扰，体积和重量都过大，携带与安装不便，因此不能应用于电缆运行现场。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、结构紧凑且便于携带与安装的电缆绝缘空间电荷信号无线传输系统。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种电缆绝缘空间电荷信号无线传输系统，包括空间电荷传感器、放大器、蓝牙模块、空间电荷测量装置和高压脉冲电源，所述空间电荷传感器、放大器及蓝牙模块通过传感器固定架固装在电缆应力锥，所述高压脉冲电源连接到电缆应力锥上对其施加高压脉冲，所述空间电荷传感器、放大器及蓝牙模块依次连接，该蓝牙模块与设置在地面的空间电荷测量装置无线连接并传送绝缘空间电荷信号。

所述空间电荷传感器包括由内至外套装在一起的ppma圆柱、内层铝环、外层铝环，在内层铝环和外层铝环之间填充有聚四氟乙烯材料，在内层铝环底部安装有sma圆柱并穿过外层铝环。

所述传感器固定架为圆环形塑料固定夹具，该固定夹具为可调节松紧的卡扣结构。

所述空间电荷测量装置为具有蓝牙通信功能的pea空间电荷测量装置。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明将空间电荷传感器安装在电缆应力锥上，使其与电缆附件应力锥紧密接触并采用蓝牙无线通信方式向空间电荷测量装置传送空间电荷信号信号，在保证空间电荷信号测试的灵敏度的同时，也兼顾携带和安装的简便性，可以有效地对配电电缆的电缆附件进行空间电荷测试。

2、本发明摒弃了传感器的屏蔽外壳结构，大大缩小了测试系统的体积并提高了无线信号的抗干扰能力，使其便于携带和安装，便于在电缆运行现场对电缆附件处的空间电荷进行测量，提高了系统的实用性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为空间电荷传感器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。

一种电缆绝缘空间电荷信号无线传输系统，如图1所示，包括空间电荷传感器3、放大器、蓝牙模块、空间电荷测量装置和高压脉冲电源，所述空间电荷传感器、放大器及蓝牙模块通过传感器固定架2固装在电缆应力锥1上以保证信号测量的质量，该传感器固定架采用圆环形塑料固定夹具，该固定夹具使用可调节松紧的卡扣设计，便于在安装的同时进行调节。所述高压脉冲电源连接到电缆应力锥上对其施加高压脉冲，从而产生空间电荷波形信号。所述空间电荷传感器采集电缆绝缘空间电荷信号后经放大器放大后，由蓝牙模块将放大后的绝缘空间电荷信号传送给空间电荷测量装置，该空间电荷测量装置具有蓝牙通信功能的pea空间电荷测量装置，该pea空间电荷测量装置用于接收和显示空间电荷波形信号，其设置在地面便于测试人员进行波形观测。

如图2所示，所述空间电荷传感器包括由内至外套装在一起的ppma圆柱7、内层铝环6、外层铝环4，在内层铝环和外层铝环之间填充有聚四氟乙烯材料5，在内层铝环底部安装有sma圆柱8并穿过外层铝环。

本空间电荷信号无线传输系统的使用方法为：

1、将空间电荷传感器、高压脉冲电源、放大器和蓝牙模块固定安装在电缆应力锥外侧上；

2、将蓝牙无线模块与pea空间电荷测量装置建立连接，满足信号实时传输要求；

3、给pea空间电荷测量装置供电，通过高压脉冲电源施加脉冲高压，空间电荷传感器获得空间电荷信号；采用蓝牙发射无线信号，传输至地面上pea空间电荷测量装置接收信号并进行观测。

本发明未述及之处适用于现有技术。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种电缆绝缘空间电荷信号无线传输系统，包括空间电荷传感器、放大器、蓝牙模块、空间电荷测量装置和高压脉冲电源，空间电荷传感器、放大器及蓝牙模块通过传感器固定架固装在电缆应力锥，高压脉冲电源连接到电缆应力锥上对其施加高压脉冲，空间电荷传感器、放大器及蓝牙模块依次连接，该蓝牙模块与设置在地面的空间电荷测量装置无线连接并传送绝缘空间电荷信号。本发明将空间电荷传感器安装在电缆应力锥上，使其与电缆附件应力锥紧密接触并采用蓝牙无线通信方式向空间电荷测量装置传送空间电荷信号信号，在保证空间电荷信号测试的灵敏度的同时，也兼顾携带和安装的简便性，可以有效地对配电电缆的电缆附件进行空间电荷测试。

技术研发人员：宋鹏先;何东欣;房晟辰;孟繁淞;王晓然;李清泉;孟峥峥;于洋
受保护的技术使用者：国网天津市电力公司电力科学研究院;国网天津市电力公司;国家电网有限公司;山东大学
技术研发日：2019.01.08
技术公布日：2019.05.21