一种可分离的电容式传感器装置的制作方法

本实用新型涉及电力系统电力电缆局部放电带电检测领域，尤其涉及一种可分离的电容式传感器装置。

背景技术：

局部放电总是在小范围里发生，且具有极快的击穿特性，这种局放陡脉冲包括从高频到超高频的频率成分。通过安装于电缆上的传感器，耦合局放信号，就可以有效地监视电缆绝缘状况，并及时发现内部绝缘缺陷。由于局部放电信号微弱，而且等值频率极高，因而要求传感器有很高的灵敏度和良好的频率响应特性。目前，随着电力电缆的使用比重增加，电缆的数量增多，电缆的类型和敷设环境多样且复杂。因此，传感器的形式和布置方式是重点关注对象，而且其灵敏度和抗干扰能力都还有提高的空间。

目前，用于局放信号采集的传感器有多种，如内置传感器、外置传感器、电磁式传感器、电容式传感器等。内置传感器安装在电缆内部，可获得较高的检测灵敏度，但对传感器的可靠性也有较高要求，同时具有不可拆卸性，使用灵活性大大降低。对于已投运的设备，大多数没有安装内置传感器，此时则需要采取外置传感器。电磁式传感器的通常采用带铁氧体磁芯的宽频带罗氏线圈，安装在电缆中间接头或终端的金属屏蔽接地线处，通过感应流过电缆屏蔽层的局放脉冲电流来检测局放，由于在高压电缆和测量回路间没有直接的电气连接，从而能很好的抑制噪声。但是，电磁式传感器采集的信号频率有限，而且传感器重量较重，在携带和使用上带来很多不便。电容式传感器是通过电容器中的参数变化来实现信号变换的，其性能可靠，灵敏度高，轻便灵活，有利于局部放电的测量。

为了能很好的适应局部放电信号的检测要求，并且适合多种电缆，传感器应具有体积小巧、便于移动和布置的特点，并且其同时还应具有较高的检测灵敏度。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种可分离的电容式传感器装置，该电容式传感器将传感器模块的金属箔绕包在电缆护套上，或者绕包在气体绝缘全封闭组合电器(GIS)环氧树脂法兰上成圆环状，作为电容的一个电极，电缆的金属护套作为电容的另一个电极，利用形成的电容来耦合电缆接头的局部放电信号，数据连接线通过过渡接头与传感器模块连接并进行信号传输。该可分离的电容式传感器使用柔性材料，传感器可进行灵活变形，因此便于移动和布置，并且具有较高的检测灵敏度。

本实用新型采用技术方案是：

一种可分离的电容式传感器装置，包括：传感器模块，过渡接头，数据连接线；数据连接线；所述传感器模块与数据连接线之间通过过渡接头连接，所述传感器模块为柔性设备，能够安置在待检测电缆外部，安置方式为以环绕的方式紧密缠绕在待测电缆外部；

其中，所述传感器模块用于感应电缆局部放电信号；所述过渡接头用于连接所述传感器模块和所述数据连接线；所述数据连接线用于传输信号。

进一步，所述传感器模块所用材料为金属箔，属于柔性材料，易于变形。

进一步，所述传感器模块布置在待检测电缆本体或其电缆附件外部，或者气体绝缘全封闭组合电器(GIS)环氧树脂法兰上，布置方式为紧密缠绕形成圆环状。

进一步，所述传感器模块为电容式传感器，能检测1.5GHz以下信号。

进一步，所述传感器模块能够与所述数据连接线分离，需要进行数据传输时，所述传感器模块与所述数据连接线能通过过渡接头连接。

进一步，所述过渡接头由接头外壳和BNC接头组成，接头外壳内部保证数据线与电容传感器之间的连接角度大于135°以减少高频信号衰减，BNC接头一端与所述数据连接线连接。

进一步，所述数据连接线为射频同轴电缆。

本实用新型所述的可分离的电容式传感器具有下列优点：

(1)传统传感器通常形状固定，体积与重量较大，使用不便，本实用新型所述的外置式传感器采用柔性材料，质量轻，体积小，形状可变，可以环绕电缆，可应用于不同电缆和狭小空间内；且过渡接头可与数据线分离，因此具有体积小巧、便于移动与布置的优点；

(2)本实用新型所述的外置式传感器为电容式传感器，可检测带宽达到1.5GHz，对高频信号捕获能力强，因此所述的外置式传感器具有较高的检测灵敏度，从而保证了对局部放电的有效检测；

(3)本实用新型所述的外置式传感器在过渡接头内部优化了数据线与电容传感器之间的连接角度，减少了高频信号衰减，因此具有衰减小、传输高带宽的优点，保证了信号的有效传输。

附图说明

图1为本实用新型所述的可分离的电容式传感器的结构示意图。

图2为本实用新型所述的可分离的电容式传感器的一种实施方式下的使用状态图。

图3为本实用新型所述的可分离的电容式传感器的检测原理等效电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细说明。

附图1显示了所述的可分离的电容式传感器的结构示意图。如附图1所示，所述的可分离的电容式传感器包括传感器模块1，过渡接头2，数据连接线3，所述传感器模块可绕包于电缆上或气体绝缘全封闭组合电器(GIS)上形成圆环状；所述过渡接头，由包括外壳和BNC接头，使用时，BNC接头可以连接数据连接线进行信号传输。

附图2为本实用新型使用状态图。附图2示出一段电缆4，传感器模块1环绕于电缆4外护套5外侧，紧贴电缆表面，传感器模块1作为电容的一个电极，电缆的金属护套6作为电容的另一个电极，利用形成的电容来耦合电缆内部的局部放电信号。因此，该传感器布置方式灵活，对电缆正常运行无任何影响，便于移动与拆卸。电缆还包括外半导电层7，绝缘层8，导体线芯9，内半导层10。

附图3为本实用新型电容式传感器检测原理等效电路图。如附图3所示，C是电容式传感器的耦合电容，其值与两个因素有关，一个是电缆金属护套6与外护套5之间的单位长度的电容C₀，一个是传感器模块1的宽度L；Rs是电容传感器和金属护套6之间的阻抗；R_L是测量回路的输入阻抗。Cs是电容传感器和护套之间的杂散电容：

其中：D_i为外护套层5外径；D_c为金属护套层6外径；ε_τ为护套层的相对介电常数；ε₀为真空介电常数。

电容式传感器的电容主要为C和C_s，受电缆本身的材料、制作工艺及电极宽度和间距的影响。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。