本發(fā)明涉及檢測(cè)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

海底電纜在遠(yuǎn)程供電、高壓輸電、電力通信、信號(hào)傳輸、保證海島居民的生產(chǎn)生活和海上工作平臺(tái)正常運(yùn)行中起關(guān)鍵作用。如果電纜的原材料不純，或者在制作過程中出現(xiàn)制作工藝的問題，電纜的絕緣層可能會(huì)存在氣隙、雜質(zhì)或突出物，在這些存在氣隙和突出物的部位極易發(fā)生局部放電，可能會(huì)導(dǎo)致電纜發(fā)生故障，影響正常的生產(chǎn)生活。此外，海底電纜的環(huán)境比較惡劣，絕緣材料易受侵蝕，在局部放電的作用下，還會(huì)加劇絕緣材料的老化，最終導(dǎo)致主絕緣擊穿發(fā)生故障。因此，監(jiān)測(cè)海底電纜局部放電，對(duì)于及早發(fā)現(xiàn)故障隱患，提高電力設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性具有重大意義。

電纜的局部放電一般發(fā)生于電纜終端或者電纜的中間接頭等工藝復(fù)雜的部位，因此對(duì)電纜局部放電的監(jiān)測(cè)一般是將傳感器安裝在電纜終端或者電纜中間接頭部分。電纜局部放電的檢測(cè)方法主要有特高頻檢測(cè)法、高頻電流檢測(cè)法、超聲檢測(cè)法、耦合電容法等。但是這些方法適用于對(duì)陸上電纜的監(jiān)測(cè)，由于海底電纜的中間接頭處于特殊的工作環(huán)境，普通的傳感器難于安裝在海底電纜的接頭處，且海底電纜的中間接頭與地面的監(jiān)控中心距離較長，傳感器的信號(hào)無法傳輸這么長的距離，傳統(tǒng)的信號(hào)處理裝置在海底環(huán)境中無法得到有效的供電，因此，將對(duì)陸上電纜的局部放電的監(jiān)測(cè)方式直接應(yīng)用于海底電纜的局部放電監(jiān)測(cè)可靠性較低。

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中對(duì)電纜局部放電的監(jiān)測(cè)不適用于對(duì)海底電纜局部放電的監(jiān)測(cè)的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置及系統(tǒng)，以解決相關(guān)技術(shù)中對(duì)電纜局部放電的監(jiān)測(cè)不適用于對(duì)海底電纜局部放電的監(jiān)測(cè)的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置。該裝置包括：電容耦合傳感器，集成于海底電纜的中間接頭的內(nèi)部，用于檢測(cè)局部放電信號(hào)；以及信號(hào)處理器，集成于海底電纜的中間接頭的內(nèi)部，與電容耦合傳感器和監(jiān)測(cè)終端相連接，用于對(duì)局部放電信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理，得到傳輸信號(hào)，其中，監(jiān)測(cè)終端用于根據(jù)傳輸信號(hào)監(jiān)測(cè)海底電纜的局部放電。

進(jìn)一步地，中間接頭包括外半導(dǎo)體層，電容耦合傳感器包括兩個(gè)鋁箔，兩個(gè)鋁箔為長度小于外半導(dǎo)體層的直徑的鋁箔，分別徑向纏繞在中間接頭的外半導(dǎo)體層的外部，兩個(gè)鋁箔在中間接頭的軸向上相距超過預(yù)設(shè)距離。

進(jìn)一步地，兩個(gè)鋁箔包括第一鋁箔和第二鋁箔，第一鋁箔與中間接頭的線芯相連接，第二鋁箔與中間接頭的屏蔽層相連接。

進(jìn)一步地，該裝置還包括：電光轉(zhuǎn)換模塊，與信號(hào)處理器相連接，用于將傳輸信號(hào)由電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。

進(jìn)一步地，該裝置還包括：感應(yīng)取電模塊，設(shè)置于中間接頭的線芯外部，與信號(hào)處理器相連接，用于將產(chǎn)生的感應(yīng)電壓供給信號(hào)處理器。

進(jìn)一步地，感應(yīng)取電模塊為多匝感應(yīng)線圈，多匝感應(yīng)線圈纏繞在中間接頭的線芯外部。

進(jìn)一步地，該裝置還包括：穩(wěn)壓模塊，連接在感應(yīng)取電模塊和信號(hào)處理器之間，用于對(duì)感應(yīng)電壓進(jìn)行穩(wěn)壓處理。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種海底電纜局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：監(jiān)測(cè)終端；海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置，其中，海底電纜局部放電監(jiān)測(cè)裝置包括：電容耦合傳感器，集成于海底電纜的中間接頭的內(nèi)部，用于檢測(cè)局部放電信號(hào)；信號(hào)處理器，與電容耦合傳感器和監(jiān)測(cè)終端相連接，集成于海底電纜的中間接頭的內(nèi)部，用于對(duì)局部放電信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理，得到傳輸信號(hào)，其中，監(jiān)測(cè)終端用于根據(jù)傳輸信號(hào)監(jiān)測(cè)海底電纜的局部放電；以及信號(hào)傳輸機(jī)構(gòu)，用于執(zhí)行監(jiān)測(cè)終端與海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置之間的信號(hào)傳輸。

進(jìn)一步地，海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置還包括：電光轉(zhuǎn)換模塊，與信號(hào)處理器相連接，用于將傳輸信號(hào)由電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，其中，信號(hào)傳輸機(jī)構(gòu)為光纖。

進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括：光電信號(hào)采集模塊，與光纖和監(jiān)測(cè)終端相連接，用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

本發(fā)明通過將電容耦合傳感器和信號(hào)處理器集成于海底電纜的中間接頭的內(nèi)部，分別用于檢測(cè)局部放電信號(hào)和對(duì)局部放電信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理，得到傳輸信號(hào)以使與信號(hào)處理器相連接的監(jiān)控終端根據(jù)傳輸信號(hào)檢測(cè)海底電纜的局部放電，解決了相關(guān)技術(shù)中對(duì)電纜局部放電的監(jiān)測(cè)不適用于對(duì)海底電纜局部放電的監(jiān)測(cè)的問題，進(jìn)而達(dá)到了對(duì)海底電纜的局部放電執(zhí)行監(jiān)測(cè)的效果。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置的示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的感應(yīng)取電模塊的示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖；以及

圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請(qǐng)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

需要說明的是，本申請(qǐng)的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本申請(qǐng)的實(shí)施例。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置。

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置的示意圖。如圖1所示，該裝置包括電容耦合傳感器10和信號(hào)處理器20。

電容耦合傳感器10集成于海底電纜的中間接頭30的內(nèi)部，用于檢測(cè)局部放電信號(hào)。將電容耦合傳感器10內(nèi)置于海底電纜中間接頭30可以保護(hù)電容耦合傳感器10不受到海水的腐蝕以及海底的壓強(qiáng)對(duì)傳感器造成的影響。

信號(hào)處理器20集成于海底電纜的中間接頭30的內(nèi)部，與電容耦合傳感器10和監(jiān)測(cè)終端40相連接，用于對(duì)局部放電信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理，得到傳輸信號(hào)。監(jiān)測(cè)終端40用于根據(jù)傳輸信號(hào)監(jiān)測(cè)海底電纜的局部放電，監(jiān)測(cè)終端40可以是在陸地上的監(jiān)測(cè)終端40，可以通過有線或無線的通訊方式與信號(hào)處理器20相連接。由于傳感器的信號(hào)較小，難于進(jìn)行長距離傳輸，通過信號(hào)處理器20可以對(duì)傳感器采集的信號(hào)執(zhí)行處理，使得傳感器采集的信號(hào)適于長距離傳輸，例如，對(duì)傳感器采集的信號(hào)執(zhí)行濾波和放大等信號(hào)處理。

該實(shí)施例提供的海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置，通過將電容耦合傳感器10和信號(hào)處理器20集成于海底電纜的中間接頭30的內(nèi)部，分別用于檢測(cè)局部放電信號(hào)和對(duì)局部放電信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理，得到傳輸信號(hào)以使與信號(hào)處理器20相連接的監(jiān)控終端根據(jù)傳輸信號(hào)檢測(cè)海底電纜的局部放電，解決了相關(guān)技術(shù)中對(duì)電纜局部放電的監(jiān)測(cè)不適用于對(duì)海底電纜局部放電的監(jiān)測(cè)的問題，進(jìn)而達(dá)到了對(duì)海底電纜的局部放電執(zhí)行監(jiān)測(cè)的效果。

海底電纜的結(jié)構(gòu)中有一層外半導(dǎo)體層，由于中間接頭30也包括與海底電纜相同的結(jié)構(gòu)，因此，中間接頭30也包括外半導(dǎo)體層。電容耦合傳感器10可以設(shè)置在外半導(dǎo)體層，具體而言，電容耦合傳感器10包括兩個(gè)鋁箔，兩個(gè)鋁箔為長度小于外半導(dǎo)體層的直徑的鋁箔，分別徑向纏繞在中間接頭30的外半導(dǎo)體層的外部。由于鋁箔的長度小于外半導(dǎo)體層的直徑，因此，鋁箔徑向纏繞在外半導(dǎo)體層外部時(shí)不是閉合的環(huán)形，而是有一個(gè)缺口。兩個(gè)鋁箔在中間接頭30的軸向上相距超過預(yù)設(shè)距離，兩個(gè)鋁箔可以視作兩個(gè)相互絕緣體，使得兩個(gè)鋁箔可以存儲(chǔ)電能。兩個(gè)鋁箔包括第一鋁箔和第二鋁箔，第一鋁箔可以與中間接頭30的線芯相連接，第二鋁箔可以與中間接頭30的屏蔽層相連接。

優(yōu)選地，該裝置還可以包括電光轉(zhuǎn)換模塊，電光轉(zhuǎn)換模塊與信號(hào)處理器20相連接，可以將傳輸信號(hào)由電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，光信號(hào)可以通過光纖傳輸，電光轉(zhuǎn)換模塊可以通過光纖與監(jiān)測(cè)終端40相連接，光信號(hào)相較于電信號(hào)傳輸距離較長。

該裝置還可以包括感應(yīng)取電模塊，感應(yīng)取電模塊可以設(shè)置于中間接頭30的線芯外部，與信號(hào)處理器20相連接，用于將產(chǎn)生的感應(yīng)電壓供給信號(hào)處理器20。感應(yīng)取電模塊可以是多匝感應(yīng)線圈，多匝感應(yīng)線圈可以纏繞在中間接頭30的線芯外部。優(yōu)選地，該裝置還可以包括穩(wěn)壓模塊，連接在感應(yīng)取電模塊和信號(hào)處理器20之間，用于對(duì)感應(yīng)電壓進(jìn)行穩(wěn)壓處理。

圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置的示意圖。該實(shí)施例可以作為上述第一實(shí)施例的優(yōu)選實(shí)施方式，如圖2所示，該裝置包括電容耦合傳感器10，信號(hào)處理器20，電光轉(zhuǎn)換模塊50和感應(yīng)取電模塊60。

兩段海底電纜70之間通過中間接頭30相連接，電容耦合傳感器10集成于海底電纜70的中間接頭30的內(nèi)部，用于檢測(cè)局部放電信號(hào)。信號(hào)處理器20集成于海底電纜70的中間接頭30的內(nèi)部，與電容耦合傳感器10和監(jiān)測(cè)終端40相連接，用于對(duì)局部放電信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理，得到傳輸信號(hào)。電光轉(zhuǎn)換模塊50與信號(hào)處理器20相連接，用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。感應(yīng)取電模塊60套設(shè)在中間接頭30內(nèi)部的電纜上，與信號(hào)處理器20和電光轉(zhuǎn)換模塊50相連接，用于從電纜中取得電能，為信號(hào)處理器20和電光轉(zhuǎn)換模塊50提供電源。

上述實(shí)施例中的感應(yīng)取電模塊60的具體實(shí)施方式可以如圖3所示。圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的感應(yīng)取電模塊60的示意圖。如圖3所示，感應(yīng)取電模塊60包括取電線圈601，取電線圈601纏繞在海底電纜內(nèi)部的高壓輸電線701上，沖擊保護(hù)電路602與取電線圈601引出的兩端相連接，用于防止感應(yīng)取電模塊60中與沖擊保護(hù)電路602相連接的其它電路受到過大電流或電壓的沖擊。整流濾波電路603與沖擊保護(hù)電路602相連接，用于對(duì)取能線圈601取得的電能進(jìn)行整流和濾波。整流濾波電路603還與電壓取樣電路605和直流斬波器604相連接，直流斬波器604用于輸出電壓，直流斬波器604還與供電管理模塊607相連接，保護(hù)電路606與電壓取樣電路605和直流斬波器604相連接。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)。需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例的海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)可以包括本發(fā)明的海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置。

圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖。該系統(tǒng)包括監(jiān)測(cè)終端40，海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置和信號(hào)傳輸機(jī)構(gòu)。

海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置100包括電容耦合傳感器10和信號(hào)處理器20。電容耦合傳感器10集成于海底電纜的中間接頭30的內(nèi)部，用于檢測(cè)局部放電信號(hào)。信號(hào)處理器20與電容耦合傳感器10和監(jiān)測(cè)終端40相連接，集成于海底電纜的中間接頭30的內(nèi)部，用于對(duì)局部放電信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理，得到傳輸信號(hào)。

信號(hào)傳輸機(jī)構(gòu)90用于執(zhí)行監(jiān)測(cè)終端40與海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置100之間的信號(hào)傳輸。監(jiān)測(cè)終端40用于根據(jù)傳輸信號(hào)監(jiān)測(cè)海底電纜的局部放電，監(jiān)測(cè)終端40可以是在陸地上的監(jiān)測(cè)終端40，可以通過有線或無線的通訊方式與信號(hào)處理器20相連接。

優(yōu)選地，海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置100還可以包括電光轉(zhuǎn)換模塊，與信號(hào)處理器20相連接，用于將傳輸信號(hào)由電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，其中，信號(hào)傳輸機(jī)構(gòu)90為光纖。

優(yōu)選地，該系統(tǒng)還可以包括光電信號(hào)采集模塊，與光纖和監(jiān)測(cè)終端40相連接，用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖。該實(shí)施例可以作為上述第一實(shí)施例的優(yōu)選實(shí)施方式，如圖5所示，該系統(tǒng)包括海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置100，信號(hào)傳輸機(jī)構(gòu)90，光電轉(zhuǎn)換模塊80和監(jiān)測(cè)終端40。

海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置100內(nèi)置于中間接頭30，海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置100可以通過電光轉(zhuǎn)換模塊將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置100通過信號(hào)傳輸機(jī)構(gòu)90與監(jiān)測(cè)終端40相連接，該實(shí)施例中信號(hào)傳輸機(jī)構(gòu)90為光纖。光電轉(zhuǎn)換模塊80設(shè)置在海底電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)裝置100與監(jiān)測(cè)終端40之間，可以將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)以傳輸給監(jiān)測(cè)終端40。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。