[發明專利]非侵入式高壓輸電電纜在線自動維護和缺陷修復系統

有效

• 申請號: 201510492765.6
• 申請日: 2015-08-12
• 公開（公告）號: CN105048365B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 何金良;胡軍;楊洋;張波;余占清
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02G1/16
• 分類號: H02G1/16
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 張大威

1.一種非侵入式高壓輸電電纜在線自動維護和缺陷修復系統，其特征在于，包括：

高壓輸電電纜，所述高壓輸電電纜的絕緣材料為聚丙烯-氧化鐵納米復合材料；

多個非侵入式高頻電流激勵裝置，所述多個非侵入式高頻電流激勵裝置相互間隔預設距離，并且所述預設距離滿足相鄰裝置的中間位置芯線的高頻電流或介質內磁場不低于維護所需的最低強度，每個非侵入式高頻電流激勵裝置包圍所述高壓輸電電纜，用于非侵入式地實現所述高壓輸電電纜的高頻電流注入，并全自動地實現所述聚丙烯-氧化鐵納米復合材料的磁致升溫和磁致保溫功能，以對所述絕緣材料中初始電樹缺陷進行自行修復，其中，所述每個非侵入式高頻電流激勵裝置包括：

螺繞磁環，所述螺繞磁環采用可開閉的電流鉗結構，以通過夾扣在所述高壓輸電電纜上實現非侵入式的電流耦合；

高頻逆變器，所述高頻逆變器采用IGBT全橋逆變拓撲和高頻方波逆變的調制方式，以保證輸出回路工作在諧振狀態；

供電模塊，所述供電模塊采用工頻交流供電模式或太陽能及儲能供電模式進行供電；

循環水冷卻模塊，用于提供冷卻水，以對所述螺繞磁環、所述高頻逆變器進行冷卻；以及

控制模塊，用于監控輸出電流、輸出功率、逆變頻率、循環水溫度和水壓，并且實現所述逆變頻率的閉環控制、升溫與保溫階段的切換控制。

2.如權利要求1所述的非侵入式高壓輸電電纜在線自動維護和缺陷修復系統，其特征在于，所述螺繞磁環上采用螺繞環結構均勻繞有勵磁線圈。

3.如權利要求2所述的非侵入式高壓輸電電纜在線自動維護和缺陷修復系統，其特征在于，所述螺繞磁環的線圈導線采用高頻利茲線或中空水冷銅管，以降低趨膚效應帶來的發熱。

4.如權利要求3所述的非侵入式高壓輸電電纜在線自動維護和缺陷修復系統，其特征在于，還包括：

補償電容器，所述補償電容器與所述高頻逆變器串聯連接，以與所述螺繞磁環的線圈構成LC回路。

5.如權利要求1所述的非侵入式高壓輸電電纜在線自動維護和缺陷修復系統，其特征在于，所述供電模塊包括整流橋與濾波裝置，或者光伏板與蓄電池。

6.如權利要求1所述的非侵入式高壓輸電電纜在線自動維護和缺陷修復系統，其特征在于，所述循環水冷卻模塊包括：

水泵、循環水道與散熱器；

冷凝器，所述冷卻水通過所述冷凝器降溫循環利用，其中，所述冷凝器為金屬散熱片，以通過空氣傳導散熱；以及

水壓開關及溫度傳感器，所述水壓開關及溫度傳感器與所述控制模塊相連，用于提供循環水的欠壓和過熱保護功能。

7.如權利要求6所述的非侵入式高壓輸電電纜在線自動維護和缺陷修復系統，其特征在于，所述控制模塊包括：電壓傳感器、電流傳感器、鎖相環電路、水溫水壓監控單元，以保證所述循環水的冷卻條件。

8.如權利要求7所述的非侵入式高壓輸電電纜在線自動維護和缺陷修復系統，其特征在于，所述控制模塊還包括：

無線通信單元，用于與終端進行通訊。

9.如權利要求8所述的非侵入式高壓輸電電纜在線自動維護和缺陷修復系統，其特征在于，所述控制模塊的工作模式包括自檢模式、升溫模式、保溫模式和結束模式。

10.如權利要求9所述的非侵入式高壓輸電電纜在線自動維護和缺陷修復系統，其特征在于，所述無線通信單元還用于實時上傳各工作模式下的狀態參數。