本发明属于电力电缆技术领域，具体涉及一种配电网电缆接头电场强度检测装置。
背景技术：
随着我国经济进一步发展，城镇化进程持续加速，加之聚乙烯材料交联化工艺不断成熟，交联聚乙烯（xlpe）电力电缆凭借其优异的机械性能以及优质的绝缘特性，得到广为认可，已在电力行业中大量使用。与此同时，与电力电缆配套的中间接头也在大量使用。其原因在于电力电缆出厂时长度已为定值，在现场施工敷设时需要进行剪切，并用电缆接头对电缆进行衔接。然而，从电力电缆开始使用至今，在电力供电系统中接头依然是线路中最薄弱的环节。由此产生的人身伤害、财产损失屡见不鲜。目前，110kv输电线路所使用的电力电缆中间接头多数是以硅橡胶（sir）为主要材料进行制作。电力电缆在线运行的实际经验表明，电缆绝缘层与接头绝缘层之间的交界面最容易发生击穿放电现象。由实际安装规程可知，在电缆附件安装时，需将电缆金属屏蔽层、外半导电层、内半导电层按规定长度依次剥剥切。剥切时改变了断面的应力，从而导致在断口断面处电位呈现出非均匀分布。电缆中电场分量包括径向分量与轴向分量，在接头处都呈现出不同程度的电场分布不均匀的情况，并且等位面畸变严重。场强分布不均，过于集中，都会引发局部放电现象。
实际运行故障表明xlpe-sir接头界面发生击穿现象的原因主要是界面间有过多气隙存在以及导电屑的残留。主要体现在安装时在界面上留下的摩擦划伤，残留的半导电层微粒或导电微屑参入绝缘界面，以及导体断面余留的毛刺等等。但是，接头是如何被击穿的，其中击穿发展的规律与过程仍无定论。根据现实情况，需要更深一步地探究界面气隙、界面导电微屑等主要因素对界面击穿过程的影响以及由此导致的电痕破坏特性。诊断中间接头击穿故障的原因，从而改进接头设计，规范接头的安装，进而提高电力系统电能传输的安全性与稳定性，具有重要的实用价值和现实意义。
技术实现要素：
本发明针对上述问题，提出一种配网电缆接头电场检测装置，精准测量电缆接头部分电场指标；提出一种适用于配网电缆接头电场检测的传感器技术以及用于配网电缆接头电场检测的机械结构、装置及卡口。
本发明的技术方案如下：
一种电场强度检测装置，包括电场强度传感器、信号幅值调整模块、差分放大滤波模块、ad模块，其特征在于，所述电场强度传感器将采集到的电场强度信号传送给所述信号幅值调整模块进行信号幅值的调整，经过幅值调整后的信号经过所述差分放大滤波模块后进行电平的抬升，最终通过所述ad模块变换为数字信号后，通过天线输出。
所述差分放大滤波模块包括两级，每一级都包含一个差分放大模块和一个滤波模块，信号依次经过第一级中的差分放大模块、第一级中的滤波模块、第二级中的差分放大模块、第二级中的滤波模块后输出给后级电路。
所述第一级中的滤波模块输出的信号还通过积分电路后直接输出给所述第二级中的滤波模块；所述输出给后级电路的信号通过积分电路输出给所述ad模块。
所述电场强度检测装置用于检测配电网中电缆接头的电场强度，所述电场强度传感器的输出信号规避了所述电场强度传感器对被测电场产生的影响。
所述电场强度检测装置用于检测配电网中电缆接头的电场强度，所述电场强度传感器使用非接触检测，能够屏蔽周围环境对所述电场强度传感器的影响。
所述电场强度检测装置采用空腔设计，并采用卡接方式安装在所述电缆接头上。
本发明具有以下优点：
本发明基于传感器技术，检测配电网中电缆接头的电场强度，给电缆接头的绝缘性能和故障预测提供判定依据，具有重大的实用意义。
附图说明
图1是电场强度检测装置硬件电路图；
图2是电场强度检测装置外观图；
图3传感器等效电路模型。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明进行说明，各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制。
电场强度检测装置硬件电路如图1所示，主要实现对传感器信号的采集与处理，将模拟信号转变为数字信号并传送到上位机进行计算与显示。包括电场强度传感器、信号幅值调整模块、差分放大滤波模块、ad模块，所述电场强度传感器分为稳态电场传感器和暂态电场传感器，传感器将采集到的电场强度信号传送给所述信号幅值调整模块进行信号幅值的调整，经过幅值调整后的信号经过所述差分放大滤波模块后进行电平的抬升，最终通过所述ad模块变换为数字信号后，通过天线输出。所述差分放大滤波模块包括两级，每一级都包含一个差分放大模块和一个滤波模块，信号依次经过第一级中的差分放大模块、第一级中的滤波模块、第二级中的差分放大模块、第二级中的滤波模块后输出给后级电路。第一级中的滤波模块输出的信号还通过积分电路后直接输出给所述第二级中的滤波模块；所述输出给后级电路的信号通过积分电路输出给所述ad模块。ad模块集成在zigbee通讯模块中，经过数字化后，最后通过天线将信号发射出去，实现远程监测；整个硬件系统采用电池供电，电池供电由ct取能线圈从电缆上获取能量，经过电源电路整流、滤波和稳压后提供。电场强度检测装置（rsm）通过无线方式将数据传输给无线级联中继器（wrm），中继器（wrm）将电场强度检测装置数据汇总合并后传输给远端的手持终端（mtu）接收设备。
在电缆沟道或隧道中，存在数十条带电工作电缆，电缆与电缆之间存在电场。对于被测电缆除了自身电场还有其它耦合电场，如何屏蔽这些耦合电场，并精确测量现有电缆接头的电场分布，需要设计一种具有屏蔽耦合电场、易于安装电场探测结构。电场强度检测装置外观如图2所示，设备外壳采用导电率高的材料内部采用空腔设计，屏蔽外界电场干扰信号保证外界电场对于测试传感器的影响，采用卡接方式安装与电缆接头上。该传感器具有在交变电场、不均匀电场、频率变化、微电场和强磁场情况下可靠工作能力，且测试精度高、功耗低、工艺简单。整个监测系统采用“非接触检测”技术，传感器和整个系统的安装、调试丝毫不影响电缆的正常运行，适合高电压、强电磁场恶劣电磁环境或高温环境下对电缆接头的运行绝缘状态监测。传感器采用具有高分辨率的360°全包围方式，可方便的安装于设备外部，并不对设备造成影响。
当被测电场区域引入任何物体时，不论物体是导体还是非导体，都会影响原始的电场分布，甚至会导致被测电场的畸变。如果被影响的电场在所需要检测的位置与原始电场仍能保持线性关系，则传感器的引入虽然引起了被测电场的变化，但是变化后的电场与变化前的电场是线性相关的，因此本发明在检测的信号上进行比例换算，实现了对原始电场的检测。
电场传感器作为电缆电场检测的核心部件，主要用于感知电缆接头外表皮电场变化情况，本发明在提高现有传感器传感精度的基础上，对设备进行小型化封装，测量精度为10v/m，以达到敏感识别电场变化的目的。传感器电路模型如图3所示，该传感器采用双电极、电位差分式输出的电场传感器。采用一对基于感应原理的导体作为传感器的感应电极，并将电极的悬浮电位之差作为检测信号输出，其中φ(t)为被测导体等效电压源，ca、cb为感应电极与被测线路间等效互电容，can、cbn为感应电极对地杂散电容，cab为电极间互电容，rm为检测电阻。由于感应电极之间互电容的存在可以有效改善传感器内部电场的分布，同时由于传感器采用差分式悬浮电位输出作为检测信号，传感器没有接地部分，因此使得传感器绝缘设计简单并且能应用于电场强度高的检测区域。
由于感应电极之间互电容的存在可以有效改善传感器内部电场的分布，同时由于传感器采用差分式悬浮电位输出作为检测信号，传感器没有接地部分，因此使得传感器绝缘设计简单并且能应用于电场强度高的检测区域。
采用双感应电极、差分式信号输出的电场传感器结构确定好后，其感应电极的结构便确定下来，即感应电极之间的互电容cab确定，当确定好传感器的安装方式后，感应电极与被测线路之间的等效互电容ca与cb也随之确定。可知此时影响传感器幅频特性与相频特性的因素只有传感器感应电极与对地杂散电容can与cbn，这是由于can与cbn会随着传感器的安装高度等因素的改变而变化，此时传感器的测量误差主要由传感器感应电极对地杂散电容产生。
因此在场式电压传感器设计时需要避免cacbn=cbcan式的情况出现。电场传感器采用双感应电极、悬浮电位差分式输出的结构时，在传统电场传感器传递函数的基础上引入了电极间互电容cab，并且随着cab的增大，传感器的性能可以得到如下提升：①随着cab的增大，传感器能够工作于自积分的模式;②随着cab的增大，能够提高传感器的分压比;③随着cab的增大，能够减小传感器输出信号与被测信号间的相位误差;④随着cab的增大，能够降低感应电极对地杂散电容对传感器测量所带来的影响。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。