一种具有局部放电自检功能的电力电缆的制作方法

本发明涉及电力电缆技术领域，尤其是涉及一种具有局部放电自检功能的电力电缆。

背景技术：

随着国民经济的发展，对电力系统可靠运行的要求也越来越高，电力电缆作为电力传输的载体，是组成电力系统的基本元件，一旦电缆发生故障，不仅会波及邻近设备，还会给用户造成重大经济损失。

为保障电力电缆的安全运行，通常需要对电缆进行局部放电检测，局部放电考核的是电缆的电老化性能，能有效地反映电力电缆的绝缘状况，尤其对早期发现突发性故障效果明显。由于电缆发生局部放电时一般会产生电流脉冲、超声波等现象，针对检测物理量的不同，对应的检测方法分为特高频法和超声波法等，均需要借助额外的传感器进行信号的采集传输，根据现场安装位置的不同，分为外置式传感器和内置式传感器：外置式传感器安装简单方便，抗干扰能力较强，但是测量灵敏度比较弱，而内置式传感器的测量灵敏度高，但是安装要求也高，抗干扰能力比较弱。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有局部放电自检功能的电力电缆，通过光纤采集传输信号来实现局部放电检测。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种具有局部放电自检功能的电力电缆，该电力电缆为单芯电缆或三芯电缆，所述单芯电缆或所述三芯电缆内部设有用于对电缆进行局部放电检测的光纤。

优选地，所述电力电缆为单芯电缆时，该单芯电缆包括由内到外依次设置的线芯导体、导体障蔽层、绝缘层、绝缘障蔽层、铝带障蔽层、绕包带、护套。

优选地，所述光纤设在所述绝缘障蔽层与所述铝带障蔽层之间。

优选地，所述光纤螺旋缠绕在所述绝缘障蔽层的外表面。

优选地，所述电力电缆为三芯电缆时，该三芯电缆包括内到外依次设置为线芯导体、导体障蔽层、绝缘层、绝缘障蔽层、铝带障蔽层、填充材料、绕包带、内护套、钢铠、外护套。

优选地，所述光纤设在所述绕包带与所述内护套之间。

优选地，所述光纤螺旋缠绕在所述绕包带的外表面。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、光纤细且柔软，容易安装在电力电缆内部进行信号采集传输，同时能保证测量的灵敏度。

二、基于法拉第磁光效应，通过将局部放电的电信号转换为光信号，能避免信号传输过程中的电磁干扰。

三、通过螺旋缠绕的方式，增加了检测范围以及信号传输的距离，能减小信号传输损耗。

附图说明

图1为本发明的单芯电力电缆横向截面示意图；

图2为本发明的三芯电力电缆横向截面示意图；

图3为光纤的横向截面示意图；

图4为实施例的局部放电检测原理示意图。

图示中，1为线芯导体、2为导体障蔽层、3为绝缘层、4为绝缘障蔽层、5位铝带障蔽层、6为绕包带、7为护套、8为填充材料、9为内护套、10为钢铠、11为外护套、12为光纤、13为光导纤维、14为保护层、15为驱动电路、16为光源、17为起偏器、18为检偏器、19为光探测器、20为信号检测系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

图1、图2所示分别为单芯和三芯电力电缆横向截面示意图，单芯电缆的结构组成由内到外依次为线芯导体1、导体障蔽层2、绝缘层3、绝缘障蔽层4、铝带障蔽层5、绕包带6、护套7，在绝缘障蔽层4和铝带障蔽层5之间设有螺旋缠绕的光纤12；三芯电缆的结构组成由内到外依次为线芯导体1、导体障蔽层2、绝缘层3、绝缘障蔽层4、铝带障蔽层5、填充材料8、绕包带6、内护套9、钢铠10、外护套11，在绕包带6和内护套9之间设有一根螺旋缠绕的光纤12。

其中，铝带障蔽层5采用铝作为接地材料，其导电性能、热稳定性、机械性能和耐腐蚀性均能够满足要求，且铝的造价低于铜。

光纤12的横向截面图如图3所示，光纤12由光导纤维13和保护层14构成，光纤12采用石英光纤、掺氟光纤或复合光纤。本实施例中，光纤12不仅起信号传输作用，而且同时又是基本敏感元件，在外界被测量的作用下，光纤12中的光波信号被调制，其特定的光参数发生变化，同时承担传输和传感两项功能。

图4所示为本实施例的局部放电检测原理示意图，其中，驱动电路15、光源16和起偏器17依次相连构成信号源装置，检偏器18、光探测器19和信号检测系统20依次相连构成检测装置。

在进行检测之前，将光纤12从电缆中间头或电缆终端处引出。在进行检测时，将光纤12的一端与信号源装置中的起偏器17相连，另一端与检测装置中的检偏器18相连。

具体检测过程为：驱动电路15提供足够的恒流，以驱动发光二极管发光，同时还需要调整和控制输出光功率；光源16采用发光二极管，直接把电能转换成光能，没有热转换的过程，其发光机制是电致发光；从光源16发出的光经过起偏器17产生偏振光并送至电缆。在磁场的作用下偏振光发生方位角旋转，经过检偏器18入射到光探测器19，其中起偏器17与检偏器18之间的夹角为45°。经信号检测系统20分析处理，通过检测偏振光在外加磁场中的偏转角度，以获得局部放电流量。

本发明既能运用于电力传输，又具备局部放电检测功能，并且该种检测方式具有抗电磁干扰，响应速度快，计测范围广，波形畸变小，传输损耗小，信号传输距离长的优点。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种具有局部放电自检功能的电力电缆，该电力电缆为单芯电缆或三芯电缆，所述单芯电缆或所述三芯电缆内部设有用于对电缆进行局部放电检测的光纤。与现有技术相比，本发明具有安装容易、抗电磁干扰、灵敏度高等优点。

技术研发人员：王辉;毛振宇;何森;李方利;伍振园;周雄;黄辉;叶玉明;龙宇;吴颖煜
受保护的技术使用者：广西电网有限责任公司桂林供电局
技术研发日：2019.03.22
技术公布日：2019.06.28