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

背景技術(shù)：

海底電纜在遠(yuǎn)程供電、高壓輸電、電力通信、信號傳輸、保證海島居民的生產(chǎn)生活和海上工作平臺正常運行中起關(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)測海底電纜局部放電，對于及早發(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，因此對電纜局部放電的監(jiān)測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方法主要有特高頻檢測法、高頻電流檢測法、超聲檢測法、耦合電容法等。但是這些方法適用于對陸上電纜的監(jiān)測，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，傳感器的信號無法傳輸這么長的距離，傳統(tǒng)的信號處理裝置在海底環(huán)境中無法得到有效的供電，因此，將對陸上電纜的局部放電的監(jiān)測方式直接應(yīng)用于海底電纜的局部放電監(jiān)測可靠性較低。

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

技術(shù)實現(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檢測裝置及系統(tǒng)，以解決相關(guān)技術(shù)中對電纜局部放電的監(jiān)測不適用于對海底電纜局部放電的監(jiān)測的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種海底電纜局部放電信號檢測裝置。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，用于檢測局部放電信號；以及信號處理器，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)測終端相連接，用于對局部放電信號執(zhí)行信號處理，得到傳輸信號，其中，監(jiān)測終端用于根據(jù)傳輸信號監(jiān)測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鋁箔，兩個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，與信號處理器相連接，用于將傳輸信號由電信號轉(zhuǎn)換為光信號。

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，與信號處理器相連接，用于將產(chǎn)生的感應(yīng)電壓供給信號處理器。

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)取電模塊和信號處理器之間，用于對感應(yīng)電壓進(jìn)行穩(wěn)壓處理。

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

進(jìn)一步地，海底電纜局部放電信號檢測裝置還包括：電光轉(zhuǎn)換模塊，與信號處理器相連接，用于將傳輸信號由電信號轉(zhuǎn)換為光信號，其中，信號傳輸機構(gòu)為光纖。

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

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

附圖說明

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

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

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

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的感應(yīng)取電模塊的示意圖；

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

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

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(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方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護(hù)的范圍。

需要說明的是，本申請的說明書和權(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的實施例。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)明的實施例提供了一種海底電纜局部放電信號檢測裝置。

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的海底電纜局部放電信號檢測裝置的示意圖。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，用于檢測局部放電信號。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對傳感器造成的影響。

信號處理器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)測終端40相連接，用于對局部放電信號執(zhí)行信號處理，得到傳輸信號。監(jiān)測終端40用于根據(jù)傳輸信號監(jiān)測海底電纜的局部放電，監(jiān)測終端40可以是在陸地上的監(jiān)測終端40，可以通過有線或無線的通訊方式與信號處理器20相連接。由于傳感器的信號較小，難于進(jìn)行長距離傳輸，通過信號處理器20可以對傳感器采集的信號執(zhí)行處理，使得傳感器采集的信號適于長距離傳輸，例如，對傳感器采集的信號執(zhí)行濾波和放大等信號處理。

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

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包括兩個鋁箔，兩個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)體層外部時不是閉合的環(huán)形，而是有一個缺口。兩個鋁箔在中間接頭30的軸向上相距超過預(yù)設(shè)距離，兩個鋁箔可以視作兩個相互絕緣體，使得兩個鋁箔可以存儲電能。兩個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)換模塊與信號處理器20相連接，可以將傳輸信號由電信號轉(zhuǎn)換為光信號，光信號可以通過光纖傳輸，電光轉(zhuǎn)換模塊可以通過光纖與監(jiān)測終端40相連接，光信號相較于電信號傳輸距離較長。

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，與信號處理器20相連接，用于將產(chǎn)生的感應(yīng)電壓供給信號處理器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)取電模塊和信號處理器20之間，用于對感應(yīng)電壓進(jìn)行穩(wěn)壓處理。

圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的海底電纜局部放電信號檢測裝置的示意圖。該實施例可以作為上述第一實施例的優(yōu)選實施方式，如圖2所示，該裝置包括電容耦合傳感器10，信號處理器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，用于檢測局部放電信號。信號處理器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)測終端40相連接，用于對局部放電信號執(zhí)行信號處理，得到傳輸信號。電光轉(zhuǎn)換模塊50與信號處理器20相連接，用于將電信號轉(zhuǎn)換為光信號。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，為信號處理器20和電光轉(zhuǎn)換模塊50提供電源。

上述實施例中的感應(yīng)取電模塊60的具體實施方式可以如圖3所示。圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的感應(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)明的實施例還提供了一種海底電纜局部放電信號檢測系統(tǒng)。需要說明的是，本發(fā)明實施例的海底電纜局部放電信號檢測系統(tǒng)可以包括本發(fā)明的海底電纜局部放電信號檢測裝置。

圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的海底電纜局部放電信號檢測系統(tǒng)的示意圖。該系統(tǒng)包括監(jiān)測終端40，海底電纜局部放電信號檢測裝置和信號傳輸機構(gòu)。

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

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

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

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

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

海底電纜局部放電信號檢測裝置100內(nèi)置于中間接頭30，海底電纜局部放電信號檢測裝置100可以通過電光轉(zhuǎn)換模塊將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，海底電纜局部放電信號檢測裝置100通過信號傳輸機構(gòu)90與監(jiān)測終端40相連接，該實施例中信號傳輸機構(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檢測裝置100與監(jiān)測終端40之間，可以將光信號轉(zhuǎn)換為電信號以傳輸給監(jiān)測終端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算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(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)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(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)。