Resumen

Debido a sus excelentes propiedades eléctricas y mecánicas, los cables de polietileno reticulado (XLPE) se utilizan ampliamente en sistemas de energía. Las técnicas de fabricación deficientes en la producción e instalación de empalmes de cables provocan defectos de aislamiento. El sensor capacitivo interdigital (IDC) tiene las ventajas de una estructura sencilla y de no entrar en contacto con el conductor central, y muestra un gran potencial para la supervisión en línea de los cables XLPE. Este artículo se centra en el modelado 3D de un sensor IDC totalmente cubierto para la detección del aislamiento de cables. En primer lugar, se construye un modelo 3D de elementos finitos del sensor y se comparan las distribuciones del campo eléctrico con las del sensor parcialmente cubierto. Para el sensor con más pares de electrodos, la sensibilidad aumenta con la longitud del sensor y tiende a saturarse en la longitud de 5 cm, mientras que la sensibilidad permanece constante para el sensor con menos pares de electrodos. A continuación, se discuten las diferencias entre los resultados 3D y 2D y se optimizan los parámetros del sensor para reducir la influencia de la capacitancia de franja. Los resultados de la simulación indican que los espacios de aire entre el sensor y el cable XLPE son la principal razón de la diferencia entre la simulación y el experimento. Cuando la anchura del electrodo es igual a la anchura del hueco, los efectos del campo eléctrico de franja y de los huecos de aire son relativamente pequeños. Por último, se fabrican y utilizan varios tipos de sensores para detectar la unión del cable con y sin la dislocación del cono de tensión bajo diferentes frecuencias de tensión de excitación. Los resultados muestran que la capacitancia medida disminuye con la frecuencia y que la capacitancia de la unión de cables con defectos es menor que la de la unión de cables normal.

• Materias:Biotecnología Minería de datos Redes de sensores Sistema de sensores Tecnología de sensores
• Subjects:Biotechnology Data mining Sensor networks Sensor system Sensor technology
• Palabras claves:sensor, entrehierros, modelo 3d de elementos finitos, diferente frecuencia de tensión de excitación, técnicas de fabricación deficientes, detección del aislamiento del cable, distribuciones del campo eléctrico, menos pares de electrodos, más pares de electrodos, unión normal del cable
• Keywords:sensor, air gaps, 3d finite element model, different excitation voltage frequency, poor manufacturing techniques, cable insulation detection, electric field distributions, fewer electrode pairs, more electrode pairs, normal cable joint