[发明专利]包括局部放电传感器的电力电缆监测装置

说明书

本发明描述了用于监测电网的电气设备并预测此类电气设备的可能故障事件的技术、系统和制品。在一个示例中，电缆附件被配置为耦接到电力电缆并包括局部放电传感器和通信单元。局部放电传感器被配置为检测局部放电事件并输出指示局部放电事件的数据。通信单元被配置为至少部分地基于局部放电数据来输出事件数据。

本申请要求2018年9月10日提交的美国临时申请62/729,363的权益，该临时申请全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及用于电力设施的电气设备(包括电力电缆和附件)的领域。

背景技术

电力电网包括在诸如地上、地下、寒冷气候、炎热气候等各种不同的位置和条件下操作的许多部件。当电网发生故障时，可能难以确定故障的原因。例如，电网可包括数百个或数千个分立部件，诸如变压器、电缆、电缆接头等，并且电网中的故障可能是由任何单个部件或部件集合中的故障引起的。此类故障的根本原因可包括人为安装错误、制造缺陷或部件上的磨损等原因。虽然更换电子部件可能很昂贵，但是仅仅是找出故障也可能是耗时且昂贵的。如果部件在使用中发生故障，则成本可包括客户运营停机，责任、安全或监管审查，此外还有定位和更换故障部件的成本。另外，故障部件可能对公共设施工人、人群、家庭、建筑物或其他基础设施造成安全风险。

发明内容

本公开提供了用于检测电网的电力电缆中的局部放电事件的技术。根据本公开的各方面，电缆附件诸如电缆接头主体或电缆接线端主体包括一个或多个局部放电传感器。如本文所用，局部放电事件通常是指放电仅部分地桥接电力电缆、附件和设备的电极或导体之间的间隙的事件。常见示例发生在电力电缆的绝缘件中的空隙中的气体在施加的电压下分解的情况下。电力电缆内的局部放电事件例如可导致电缆的绝缘件中的损坏累积，这可导致故障。在一些示例中，本文所述的局部放电传感器检测此类局部放电事件并输出指示局部放电事件的数据以用于报告、分析处理和/或监测。

在各种示例中，监测系统可从本文所述的传感器接收输出，并且将一个或多个模型应用于由一个或多个局部放电传感器例如实时地生成的局部放电数据，以预测电气设备制品(例如，电缆、电缆附件等)的故障事件和/或确定电气设备制品的健康状态，诸如预测电气设备制品的剩余寿命。在一些示例中，计算系统将一个或多个模型应用于局部放电数据和其他数据(例如，传感器数据、设备数据、安装数据等)以确定电气设备制品的健康状态。此类传感器的示例包括温度传感器、局部放电传感器、烟雾传感器、气体传感器、声传感器等。

根据本公开的各方面，监测系统可实现一种或多种机器学习技术，例如监督训练，以利用一组训练实例来训练模型，其中每个训练实例包括与已知(即，先前识别/标记的)相应故障事件相关联的局部放电数据。此外，在操作中，计算系统模型可基于新接收的局部放电数据和事件数据更新一个或多个模型，以提供模型的闭环训练，从而在一些示例中，当将模型应用于后续局部放电数据时，实现对设备制品的健康状态的更准确预测。

以此方式，随着系统从在工作环境中操作的电气设备制品中包括的或附接的局部放电传感器接收局部放电数据，系统可更快速且更准确地识别可能影响整个电网的电力分配或者工人和/或民用安全等的潜在故障事件。通过确定电气设备的健康状态并在发生之前预测故障事件，计算系统可在故障事件发生之前主动地且先行地生成通知并且/或者改变电网的操作。

在一些示例中，电缆附件包括局部放电传感器和通信单元。局部放电传感器被配置为检测局部放电事件并输出指示局部放电事件的局部放电数据。通信单元被配置为至少部分地基于局部放电数据来输出事件数据。

在一些示例中，一种方法包括由至少一个处理器从耦接到电缆的电缆附件的局部放电传感器接收指示一个或多个局部放电事件的局部放电数据。该方法还包括由至少一个处理器输出至少部分地基于指示局部放电事件的局部放电数据的事件数据。

附图和以下描述中示出了本公开的一个或多个示例的细节。根据说明书和附图以及权利要求书，本公开的其他特征、目标和优点将显而易见。

附图说明