[发明专利]电缆劣化的预测方法、预测装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电缆劣化的预防，特别是电力电缆，以及尤其涉及一种监测装置和用于检测电缆可能劣化(deterioration)的方法。

背景技术

现在仍然有很多需要使用电缆以确保其运行的应用和设施，尤其是电力电缆。这些电缆或多或少承受相当大的应力，当加上自然磨损，这些应力可使电缆劣化导致引起失效，甚至妨碍它们运行。

在一些特定的应用中，例如汽车，航空，海上业务，多个电力电缆一般合并成束以形成线束。因此，结合了一组电导体的线束用于将复杂的电力设施的各种设备电连接，以必须保证电力设施的正常运行。

通常，形成所述线束的这组电缆由防护套包围。除了将电缆保持在一起的事实以外，这些护套可以提供机械防护，火灾防护和/或电磁防护。在电磁防护的情况下，例如在飞机上或船舶上，所述电力设施通过电力线束的作用正确的互相连接是必不可少的，即使在电磁干扰如雷击的情况下。即使每个电导体一般包括其自身的绝缘护套，所述电导体还可以包括抵抗电磁干扰的额外防护屏蔽，优选的是，所述线束自身包括抵抗电磁干扰的防护套。这种护套尤其在当线束太靠近另一敏感线束时或者当目的在于确保闪电或强电场防护时是很需要的。在这种方式中，这组电力电缆形成线束可以例如通过金属屏蔽的护套所包围，所述护套通常可通过编织的金属线获得，其通过屏蔽连接至位于线束端部的连接器保证了设备壳体之间的电力连续性。

然而尽管有这些护套，所述线束根据它们被放置的环境可能经受不同的袭击。形成线束的电力电缆的劣化例如可以是由于机械应力，如压破，夹紧，伸长，震动或者任何摩擦磨损。劣化也可起因于外部现象如由流体袭击，化学侵蚀或者火。

这种应力或袭击会导致绝缘体和/或包含在线束里的电导体芯的劣化，以及电力设施的一般操作的或多或少的相当大的后果。除了在导体中的轻微劣化产生故障导致失效以外，这些劣化可以产生更加严重的故障以及主要相关的后果。

例如，随着时间的推移这类故障可以产生引起电弧的开路，如果电路处于功能性阶段并且取决于所连接的系统，当电路断开时，取决于相关的电缆是数据电缆还是电源电缆，在所有情况下都会产生数据的丢失或设备电源的损失。主要的故障还可造成两个或多个系统或者同一系统的两个或多个导体之间的间接短路，并可能引起电弧。

在开路的情况下，该连接系统是有故障的。通常起初会更换有故障的设备。如果设备仍然无法工作，那么故障出在电缆上。系统停机时间可能是耗时的并且成本很高。

在短路的情况下，所产生的电弧的能量可能是巨大的，特别是在电源电缆的情况下。相邻的电缆和附近的结构可能会被依次损坏。不仅有必要更换发生第一故障的电缆，而且那些由于温度的上升(热等离子体)，电磁辐射(紫外线(UV)到红外线)，材料突起(液化材料遭受拉普拉斯力(LAPLACS))而在电弧演化过程中产生的经受劣化的电缆也有必要更换。邻近的结构也将经受严重的劣化而需要更换或维修。

为了减少这种后果出现的风险，例如有人提出使用设置有电弧监测的断路器以在导体短路并产生电弧时切断电源线。它们的使用确实会造成一定数量的问题。实际上它们只是部分地保护邻近的电缆和结构，因为电弧仅在发生时被检测到，并且故障无法预料，在这种情况下，不再能够防止结构和邻近的电缆的劣化。此外，断路器可检测短路但由于它们不与放电相关联，因此并不开路。如果邻近结构上的摩擦导致导体的断裂，则该故障将不会由断路器检测到。最后，如果断路器安装在电源电缆上，则它不能被用于数据电缆。

因此，能够在这些形成线束的电缆上预测故障的出现以防止任何大的失效是很重要的。此外，这种电缆上故障出现的预测可大大降低维护成本并且保证了更大的可用率。实际上防护/检测装置的维修相比更换一个或多个导体更易于操作。