15kV电缆的辐射监测主要围绕电磁辐射和热辐射展开,涉及高频电磁场监测、电场/磁场辐射发射测试、红外热成像检测及近场探头诊断等方法,以下为具体监测手段及原理:
一、高频电磁场监测(局部放电检测)
监测原理
电缆局部放电会产生高频电磁脉冲(10ns量级气隙放电,1ms量级油隙放电),通过Maxwell电磁理论,这些脉冲会辐射高频电磁信号。监测系统通过高频电流传感器(HFCT)捕获接地线上的脉冲电流,分析信号特征(如波形、频率、幅值)判断放电位置和强度。技术实现
传感器类型:采用罗哥夫斯基线圈或开合钳式HFCT,频率响应达30MHz,安装无需停电。
信号处理:通过数字滤波、波形测量、脉冲计数等技术提取特征参数,结合火焰图显示多通道监测图谱。
预警机制:当局部放电量或频率超过设定阈值时,系统发出预警,提示绝缘老化风险。
应用场景
适用于交联聚乙烯电缆线路,可早期发现电缆及附件缺陷,但易受环境干扰,需结合平衡法(如差分电桥)抑制共模噪声。
二、电场与磁场辐射发射测试
监测原理
电缆作为天线辐射电磁场,通过测量空间电场/磁场强度评估辐射水平。测试频段覆盖10kHz~18GHz,需区分电场辐射(10kHz~18GHz)和磁场辐射(25Hz~100kHz)。技术实现
电场测试:使用杆天线(10kHz~30MHz)、双锥天线(30~200MHz)、双脊喇叭天线(200MHz~18GHz)。
磁场测试:采用环形磁场接收天线(直径13.3cm,测量距离7cm)。
测试环境:在半电波暗室中进行,排除外界干扰。
天线配置:
测量方法:水平/垂直极化方向扫描,记录最大场强值,结合天线系数计算实际场强。
应用场景
适用于评估电缆整体辐射水平,需符合国际标准(如CISPR 16-1-3),但测试成本较高,通常用于研发或型式试验。
三、红外热成像检测
监测原理
根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律,物体温度与辐射能量成正比。通过红外热成像仪扫描电缆表面,生成热场分布图,定位过热故障点。技术实现
接触热故障:导体连接不良、接地线松动导致电流过热。
绝缘材料故障:绝缘老化或固有缺陷引发局部温升。
故障分类:
数据分析:通过热像图识别最高温度点,结合历史数据判断故障趋势。
应用场景
适用于实时监测电缆运行状态,可发现接触不良、过载等隐患,但无法直接检测电磁辐射。
四、近场探头诊断
监测原理
利用电小天线(近场探头)近距离探测电磁场辐射,通过前置放大器提高灵敏度,定位电磁泄漏或干扰源。技术实现
测试方法:在机箱表面或电路板附近扫描,记录接收值变化,判别辐射位置。
优势:适用于诊断测试,可快速定位电磁兼容问题。
应用场景
常用于电缆终端或中间接头的局部辐射检测,但接收效率较低,需结合其他方法验证。
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