[发明专利]一种配电电缆振动传感器及振动传感系统

说明书

本发明涉及一种配电电缆振动传感器及振动传感系统，属于配电电缆状态检测技术领域，包括信号调理电路、固定安装机构和配电电缆振动传感器，配电电缆振动传感器通过固定安装机构安装于待测配电电缆本体表面，当配电电缆受电磁力作用产生振动后会引起加速度传感器输出电荷，电荷通过同轴电缆输入信号调理电路后转换为电压信号。该电压信号与配电电缆振动呈线性关系，因此可以通过检测配电电缆振动传感器的输出电压信号反演配电电缆振动情况；本发明可广泛应用于配电电缆在线检测场景，可为城市配电电缆的智能化运维提供全新的技术手段。

技术领域：

本发明属于配电电缆振动检测技术领域，特别涉及一种配电电缆振动传感器及振动传感系统。

背景技术：

电缆在城市配电网中被广泛使用，它们能否可靠运行对于电力系统的供电稳定性至关重要。但长时间运行的配电电缆由于施工不当、桥架松动等因素，在电磁力作用下可能出现振动情况。长时间的振动会引起电缆接头松动，导致接触电阻升高，继而引发过热甚至起火故障，严重威胁电网的安全稳定运行。近年来，随着我国经济社会的不断发展，对城市供电可靠性的要求日益提高，研究高灵敏度的配电电缆振动传感技术，对于实现城市配电电缆的智能化运维具有重要意义。

发明内容：

第一方面，本发明提出一种配电电缆振动传感器，所述配电电缆振动传感器包括压电陶瓷元件、杠杆机构、质量块、信号传输组件和底座，杠杆机构安装于底座上，压电陶瓷元件固定于杠杆机构的短边侧，质量块固定于杠杆机构的长边侧，压电陶瓷元件与信号传输组件间通过引线连接。

杠杆机构在底座上的固定点到质量块着力点距离大于其到压电陶瓷元件受力点距离。

还包括外壳和隔板，压电陶瓷元件、杠杆机构、质量块和隔板均封装于外壳之内，隔板位于压电陶瓷元件顶部，外壳内壁加工有凹槽，使得隔板可嵌入凹槽处，信号传输组件安装于外壳侧面。

第二方面，本发明还提出一种配电电缆振动传感系统，包括信号调理电路、固定安装机构和所述的配电电缆振动传感器，所述配电电缆振动传感器通过固定安装机构安装于待测配电电缆本体表面，当配电电缆受电磁力作用产生振动后会引起配电电缆振动传感器输出电荷，电荷通过同轴电缆输入信号调理电路后转换为电压信号。

所述固定安装机构包括卡箍、扣头、固定块和连杆，扣头位于卡箍的外侧，固定块位于卡箍的中部，连杆穿入固定块，配电电缆振动传感器置于连杆下方。

卡箍为圈状活页结构，包括两个活页臂，活页臂可开闭，并通过扣头紧固于待测配电电缆本体。

卡箍其中一个活页臂中部安装有固定块，固定块中部开有螺纹孔。

固定块的螺纹孔可穿过连杆，连杆具有匹配的外螺纹，可通过旋转连杆实现连杆的位置调节，配电电缆振动传感器置于连杆下方。

所述信号调理电路为两级运算放大器串联结构，第一级为电荷放大电路，第二级为比例放大电路。

信号调理电路自带有蓄电池，可对运算放大器供电。

本发明提出的配电电缆振动传感器利用杠杆原理将质量块产生的作用力放大作用于压电陶瓷元件，以此实现了振动信号的放大，解决了微弱振动信号的感知难题。此外，本发明设计的固定安装机构可将配电电缆振动传感器紧固于待测配电电缆表面，实现配电电缆振动传感器与待测配电电缆间的无缝接触，可有效提高配电电缆振动信号的感知效果，所发明的振动传感系统应用于配电电缆振动信号检测可有效实现外破行为预警，可为城市配电电缆的智能化运维提供全新的技术手段。

附图说明：

图1为本发明提供的一种配电电缆振动传感器结构示意图。

图2为本发明提供的一种配电电缆振动传感系统安装结构示意图。