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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 電纜接頭局部放電傳感器及其在線取能裝置研究
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 內(nèi)置于電纜接頭測量的局部放電傳感器，課題在準(zhǔn)確性，實(shí)時(shí)監(jiān)測，準(zhǔn)確定位方面形成了自己的優(yōu)勢，是電纜智能化安全監(jiān)測的終端裝置。同時(shí)量身打造了適合于此環(huán)境的功能裝置，實(shí)現(xiàn)了在線的實(shí)時(shí)工作。
- 詳細(xì)介紹：
- 針對電力電纜安全問題，本項(xiàng)目研制出一種可以準(zhǔn)確在線監(jiān)測電纜接頭處局部放電的傳感器。本文首先闡述了傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用FDTD軟件對選取的安裝位置進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真，為安裝位置的優(yōu)化選擇提供了科學(xué)依據(jù)；然后，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和位置選擇的合理性。針對本傳感器特殊的安裝環(huán)境，本文還基于電磁感應(yīng)原理，設(shè)計(jì)了該傳感器的取能裝置。該傳感器課題大大提高電纜中間接頭處局部放電的檢測靈敏度，對提高電力電纜局部放電的在線監(jiān)測水平，推進(jìn)電力電纜的狀態(tài)檢修，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有重大意義。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)目的：（1）為了盡量避免或降低電纜故障對電網(wǎng)造成的損失。 （2）能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控電纜運(yùn)行時(shí)局部放電狀態(tài)。 （3）由于電纜獨(dú)特的分層半導(dǎo)電絕緣以及復(fù)雜的金屬屏蔽結(jié)構(gòu)，使得高頻電磁波信號(hào)不易向外輻射且沿電纜本體傳輸時(shí)嚴(yán)重衰減，從而能夠準(zhǔn)確監(jiān)控電纜故障位置。 基本思想：由于電纜運(yùn)行中容易受過電壓、侵蝕滲透影響，加上本身安裝缺陷，經(jīng)常使電纜絕緣PD并引發(fā)擊穿閃絡(luò)的嚴(yán)重事故，因此我們通過設(shè)計(jì)在線取能裝置，搭建整流，濾波，穩(wěn)壓回路為預(yù)埋式超高頻(Ultra High Frequency,簡稱UHF)傳感器供電，來實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測電纜運(yùn)行狀態(tài)。 創(chuàng)新點(diǎn)：（1）研制了國內(nèi)外首個(gè)預(yù)埋式超高頻(Ultra High Frequency,簡稱UHF)傳感器，消除了外部絕緣層對所監(jiān)測信號(hào)的嚴(yán)重削弱影響，從而在監(jiān)測準(zhǔn)確性上實(shí)現(xiàn)巨大突破。 （2）為其他在線智能系統(tǒng)解決“取能難”的問題 主要技術(shù)指標(biāo)：傳感器檢測局部放電的靈敏度 取能線圈的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度以及飽和電流
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本項(xiàng)目所研究的電纜接頭局部放電傳感器及其取能裝置，實(shí)現(xiàn)了對電纜接頭處放電現(xiàn)象的監(jiān)測工作?；贔DTD法對中間接頭局部放電UHF電磁波的傳播規(guī)律進(jìn)行仿真分析，通過仿真分析驗(yàn)證了理論分析的正確，并進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了事物實(shí)驗(yàn)，實(shí)測結(jié)果與理論計(jì)算吻合。應(yīng)用Ansoft Maxwell對取能線圈的可行性進(jìn)行了初步的仿真分析，并設(shè)計(jì)出了合理的整流濾波電路。 本文提出的新型電纜接頭局部放電傳感器及其取能裝置具有以下特點(diǎn)： （1）試驗(yàn)中預(yù)埋型內(nèi)置傳感器檢測結(jié)果與局放儀測試結(jié)果保持很好的一致性，靈敏度高，考慮背景噪聲情況下靈敏度不低于15pC。 （2）合理設(shè)計(jì)取能線圈，提高初始磁導(dǎo)率實(shí)現(xiàn)小電流取能。設(shè)計(jì)氣隙增大正常工作電流范圍，避免磁飽和問題。 （3）仿真結(jié)果表明本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整流濾波電路能穩(wěn)定提供傳感所需電能，成功解決在線取能的實(shí)時(shí)監(jiān)測問題。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 論文 圖片 模型 錄像
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 使用說明：1. 預(yù)埋式UHF傳感器環(huán)狀圍繞在電纜中間接頭的絕緣部分外側(cè)（非半導(dǎo)體層），其檢測到得信號(hào)通過50Ω/75Ω射頻電纜引至密封外殼，其中射頻電纜的芯線與傳感器（或通過阻抗匹配器件）相連接，射頻電纜的屏蔽線與電纜中間接頭的屏蔽層相連接。 2.通過寬帶信號(hào)調(diào)理器將信號(hào)傳到監(jiān)控室的示波器（接后臺(tái)計(jì)算機(jī)），以達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測電纜運(yùn)行狀態(tài)。 首先，在線取能供電，因此本方案具有較高的實(shí)時(shí)性；其次，傳感器內(nèi)置，消除了外部絕緣對所監(jiān)測信號(hào)的嚴(yán)重削弱影響，從而達(dá)到實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測。 可以為眾多在線智能系統(tǒng)供電，該傳感器技術(shù)使用范圍和經(jīng)濟(jì)效果相當(dāng)可觀。
同類課題研究水平概述
- 為了有效檢測電纜局放信號(hào),目前,國外普遍采用將測量單元裝設(shè)在電纜或附件的內(nèi)部,研究方法包括有電容耦合法,方向耦合法、超高頻電感法等;國內(nèi)則主要采用外置電磁耦合法 ,與內(nèi)置傳感器相比外部電磁耦合法檢測頻帶窄,且易受到現(xiàn)場干擾的影響,靈敏度和抗干擾能力較差。
