[发明专利]电力电缆监测装置和应用其监测电力电缆状态的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电缆监测装置和应用该电力电缆监测装置监测电力电缆状态的方法。

背景技术

随着城市美化和电力要求的提高，用于传输电能的电缆数量与日俱增，电缆线路遍布大街小巷。在电缆坑中，同坑敷设的电缆少则3～5根，多则20～30根，甚至更多。

电力电缆从结构上可划分为线芯和防护层两大部分，位于最里层的线芯用于传输电能，裹在线芯外的防护层具有多层结构，分别实现屏蔽、绝缘、防外力破坏等功能。在防护层中，用于防外力破坏的铠装层和用于电磁屏蔽的屏蔽层的材料具有可导电性能。本文将电缆防护层中的可导电部分简称为导电层。在中压及以上输、配电网，由于电压较高，盗窃带电电缆常会导致盗窃者伤亡，这类盗窃事件过去甚少发生，因此电缆没有装设安防系统。

以往，盗贼盗窃电力线路主要是冲着导线的铜材而来，近一年来出现了多起10kV电力电缆绝缘防护层被盗事件。由于电缆敷设隐蔽，且没有设置监防系统，故电缆防护层被盗没有造成停电及短路事故的不易被发现。有的地方，盗窃者盗取10kV电缆绝缘防护时导致了系统短路，造成盗窃者伤亡和停电；有的电缆防护层被盗后，虽然暂时没有发生停电或人员伤亡事故，但电缆绝缘防护等级大幅下降，操作过电压、雷电过电压、谐波过电压、人员踩踏、鼠咬，都将触发短路，某一相短路爆炸，往往引发同沟敷设的多条馈电线路同时短路，造成大面积停电，由此可见，盗贼已给电力系统埋下了多处严重的安全隐患。由于多条防护层被盗后的电缆埋藏在地下，电力部门至今没有专门的设备监测电缆的安全情况，无法得知电力电缆的防护层被破坏，从而不能及时采取补救措施，使电力系统和周边人员及环境的安全受到严重威胁。

另外，电缆绝缘层被盗给国家和人民带来巨大的经济损失。就已发生的事故而言，仅重新修复电缆的费用有的十几万、有的几十万、有的甚至过千万元，且事故让用户和电力部门蒙受停电带来的损失无法估计。工作在危险状态的电缆正日渐增加，建立电缆安防系统，保护供电系统安全已刻不容缓。

在现有技术中，没有关于电力电缆监测的内容。检索到的电缆鉴别和故障查找装置基本上是直接将电压或电流直接加到线芯或钢铠甲上进行，需停电进行，不适合作为监测用。

另外，在多根电缆同沟敷设的电缆走廊里，假如某根电缆部分遭损坏，未造成短路但需停电维修时，要确认该电缆是哪条馈电线路的哪根电缆，才能停电检修。用现有的电缆检测装置查找的方法是将经过该路段的所有电缆分别停电，将在电缆头处分别将其中二相并接，然后在一端连接信号发生器发送检测信号，另一端接地，在电缆损坏处检测检测信号来鉴别该电缆。这样工作量大，且要多次停电才能完成，耗时费事，难以满足当今高速发展的科学技术对电网的安全、可靠、优质的要求。

发明内容

本发明旨在给出一种可以使用方便、适用于实时监测电力电缆状态的电力电缆监测装置。

本发明还给出应用此电力电缆监测装置监测电力电缆状态的方法。

本发明给出电力电缆监测装置，其特征在于，包括发送器和接收器，发送器发送监测信号使被测电缆防护层的导电层中产生感应电动势，接收器检测由感应电动势在所述导电层回路中产生的感生电流并输出检测结果，发送器具有套在电力电缆上的发送变压器，发送绕组作为发送变压器的初级绕组，被测电缆作为发送变压器的次级绕组，当发送绕组通交流电时，电力电缆防护层的导电层中会产生感应电动势。

本发明的电力电缆监测装置，其发送器发送监测信号使该防护层中的导电层产生感应电动势。由于正常使用时，防护层中的导电层在电力电缆的供电端和受电端分别接地，与大地构成回路，满足感生电流产生的条件，故上述感应电动势在上述导电层回路产生感生电流，接收器就可以接收到该感生电流。因电力电缆中线芯连同两端母线和变压器构成的线芯回路的阻抗远大于防护层中的导电层回路的，监测信号在线芯回路上产生的感生电流远小于防护层中的导电层回路上的感生电流，故不会影响接收器的检测结果。本发明的发送器采用电磁耦合，实现高低压隔离，安装和监测时，都无需改变线路的运行方式，也不必停电，操作简易，因此适用于实时监测电力电缆的状态。

所述的电力电缆监测装置，其接收器具有套在被测电缆上的接收变压器，被测电缆作为接收变压器的初级绕组，接有测流器的接收绕组作为接收变压器的次级绕组。

接收器采用变压器的方式，实现高低压隔离，提高了安全性，适用于实时监测；变压器采用闭合磁芯，可提高信噪比，抑制干扰信号，从而达到较高的精度。