基于等离子体的高压输电电缆接头状态检测装置及方法

技术领域

本发明涉及高压输电检测技术领域，具体涉及一种基于等离子体的高压输电电缆接头状态检测装置及方法。

背景技术

作为承载电量的远程输送的重要部件，高压输电电缆是保障人民生活发展和社会生产不可缺少的物质基础。特别是随着我国新基建的发展，特高压技术成为了决定我国整体经济发展的关键技术之一。

在高压输电线路运行过程中，受大风、大雨、大雪、覆冰等恶劣天气及动物攀爬的日积月累的影响下，高压输电电感的稳定性会受到影响。由于两段电缆是通过互相绕制压接连接而成的，在两段高压输电电缆连接的接头处，容易出现断裂或者发热，而影响连接的完整性。为了解决高压输电电缆接头不稳定的问题，目前采取的方法多为人工检测。通过在远处对接头处进行目测以检查是否存在故障，或者通过对两段电缆接头处的温度进行检测，以判断是否发生局部放电。但是，对于高压输电电缆接头处的完整性，目前并没有相关技术进行提前的预警。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于等离子体的高压输电电缆接头状态检测装置及方法，该检测装置及方法能够对两段高压输电电缆接头处的完整性进行检测，具有结构简单、检测结果准确等特点。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

基于等离子体的高压输电电缆接头检测装置，包括套设在两段高压输电电缆接头处外侧的环形骨架、若干均匀设置在环形骨架内壁上的等离子体探针以及包裹在环形骨架外侧的绝缘胶带；所述等离子探针的电源线接电源，信号线接等离子体浓度检测仪。

进一步的，所述环形骨架包括可拆卸相连的上骨架与下骨架；所述上骨架与下骨架通过扣件相连。

进一步的，所述等离子体探针通过压片及螺栓安装在环形骨架上，且所述等离子体探针与高压输电线缆外表面相贴合。

进一步的，所述环形骨架的尺寸与高压输电电缆尺寸相适应。

进一步的，所述环形骨架为非金属材料。

本发明还包括一种上述基于等离子体的高压输电电缆接头检测装置的检测方法，该方法包括：各个等离子体探针实时检测两段高压输电电缆接头处的等离子体浓度，并通过信号线将检测到的等离子体浓度值发送给等离子体浓度检测仪，若等离子体浓度检测仪检测到任意一个等离子体探针发送的等离子体浓度数值超过设定的阈值时，则判定两段高压输电电缆接头处不完整。

由以上技术方案可知，本发明能够对两段高压输电电缆接头处的完整性进行检测，具有结构简单、检测结果准确等特点。

附图说明

图1是本发明中检测装置的结构示意图；

图2是本发明中检测装置的侧视图；

图3是图2中A部的放大图；

图4是等离子体探针的安装结构示意图。

其中：

1、高压输电电缆，2、环形骨架，3、等离子体探针，4、绝缘胶带，5、等离子体浓度检测仪，6、扣件，7、压片，8、螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1-图4所示的基于等离子体的高压输电电缆接头检测装置，包括套设在两段高压输电电缆1接头处外侧的环形骨架2、若干均匀设置在环形骨架2内壁上的等离子体探针3以及包裹在环形骨架2外侧的绝缘胶带4。所述等离子探针3的电源线接电源，信号线接等离子体浓度检测仪5。所述绝缘胶带4，一方面用于固定两段高压输电电缆接头，另一方面可与绝缘胶带4与高压输电电缆1围成密闭空间，使环形骨架2及等离子体探针3位于该密闭空间内，便于等离子体的测量，确保检测结果的准确性。

进一步的，所述环形骨架2包括可拆卸相连的上骨架与下骨架；所述上骨架与下骨架通过扣件6相连。所述环形骨架2根据高压输电电缆1接头处的尺寸定制，上下骨架可由扣件6处打开，固定在两段高压输电电缆1接头处外表面。

进一步的，所述等离子体探针3通过压片7及螺栓8安装在环形骨架2上，且所述等离子体探针3与高压输电线缆1外表面相贴合。等离子体探针3通过螺栓镶嵌于环形骨架的内表面，在前端探头处，探针的两端通过压片固定，以保护探头前端。在探针后端，用螺栓直接固定于骨架。电源线和信号线安装在等离子体探针3的尾端，线束穿过开设在环形骨架上的通孔及绝缘胶带上的通孔后，伸出至外侧。优选的，等离子体探针3的数量为四个，四个等离子体探针3均匀分布在环形骨架内壁上。探针的数量越多越准确，根据等离子体浓度的扩散规律，四个探针即可满足检测要求，增加了检测的准确率。一旦有一个探针检测超过了阈值，即认定电缆接头连接出了故障。因此，采用四个探针可以从多个角度对接头状况进行检测，保障对等离子体浓度检测的准确性。

每个等离子体探针连接有一根电源线与一根信号线。电源线采用本地直接供电的方式，信号线用于传递诊断器采集的浓度信息。每个等离子体探针3的信号线与电源线捆绑，四个等离子体探针的线缆固定成一根总线连接至等离子体浓度检测仪。电源线直接连接供电，信号线连接等离子体浓度检测仪。等离子体浓度检测仪负责收集接头处等离子体浓度信息，并进行判断，当等离子体浓度超过阈值时，判定为高压输电电缆接头存在安全隐患。所述等离子体浓度检测仪5安装在高压输电电缆邻近的杆塔上。

进一步的，所述环形骨架2的尺寸与高压输电电缆1尺寸相适应。

进一步的，所述环形骨架2为非金属材料。

本发明还包括一种上述基于等离子体的高压输电电缆接头检测装置的检测方法，该方法包括：各个等离子体探针3实时检测两段高压输电电缆1接头处的等离子体浓度，并通过信号线将检测到的等离子体浓度值发送给等离子体浓度检测仪5，若等离子体浓度检测仪5检测到任意一个等离子体探针3发送的等离子体浓度数值超过设定的阈值(该阈值通过实验加实际工程试验获取)时，则判定两段高压输电电缆接头处不完整。在正常运行情况下，由于两段高压输电电缆接头对接的完整性，电流在接头处传输。一旦接头处出现松动、断裂，小范围内出现的空隙会造成两段高压输电电缆的电压差，击穿两段高压输电电缆之间的空隙，产生等离子体。因此，通过检测两段高压输电电缆接头处的等离子体浓度，来判断两段高压输电电缆接头处的连接完整性。本发明创新地将等离子体浓度检测探针用于电力电缆接头，通过在电缆接头位置安装等离子体探针来对等离子体浓度检测，能够对电缆接头是否连接完好进行判断，创新性将高电压与等离子体浓度的关系用于实际电力工程。

目前对电缆接头的判断往往是采用外面的温度检测，这种方法需在接头又较大损坏的情况下才可以判断。考虑到高电压击穿空气会产生等离子体，本发明通过在电力电缆接头较为密闭的空间检测浓度，可以检测高电压击穿空气的情况。如果电缆接头连接良好，则不会出现断头处的高电压。反之，如果电力电缆连接处出现接触不良，则会出现高电压，从而产生浓度增加的等离子体。因此，检测该处的等离子体浓度，可以判断接头连接情况。等离子体目前主要应用于对各类材料的表面处理上，包括改变材料的性质，属性等。目前对等离子体的应用往往都是基于电压击穿空气的结果而使用，而对电压和空气的关系并没有进行相关的应用研究。通过对两者关系的分析与应用，可以从等离子体浓度反推电压击穿情况。本发明可以变相应用等离子体浓度在高电压下的变化情况，判断电力电缆的接触情况，从小数量级上检测电力电缆接头状况。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。