МНОГОФАЗНЫЙ МОДУЛЬ ДАТЧИКА, СИСТЕМА И СПОСОБ

1. Модуль датчика межфазного напряжения, содержащий
распорку для удержания двух токопроводящих жил на заранее заданном расстоянии друг от друга; и
по меньшей мере один датчик напряжения, расположенный на распорке так, чтобы он располагался между токопроводящими жилами;
при этом по меньшей мере один датчик напряжения содержит волоконную брэгговскую решетку, контактирующую с пьезоэлектрическим элементом, который расширяется и сжимается в зависимости от межфазного напряжения между токопроводящими жилами.
2. Модуль датчика по п. 1, в котором распорка удерживает токопроводящие жилы отдельно друг от друга.
3. Модуль датчика по п. 1 или 2, в котором по меньшей мере один датчик напряжения выполнен для измерения электрического поля между токопроводящими жилами.
4. Модуль датчика по п. 3, в котором пьезоэлектрический элемент выполнен с возможностью расширяться или сжиматься в зависимости от электрического поля.
5. Модуль датчика по любому из предыдущих пунктов, в котором по меньшей мере один датчик содержит пару электродов, прикрепленных к пьезоэлектрическому элементу, для измерения электрического поля между токопроводящими жилами и возбуждения пьезоэлектрического элемента.
6. Модуль датчика по п. 5, в котором электроды являются полусферическими.
7. Модуль датчика по п. 5 или 6, в котором электроды содержат медь.
8. Модуль датчика по п. 1 или 2, в котором по меньшей мере один датчик напряжения выполнен с возможностью электрического соединения с токопроводящими жилами.
9. Модуль датчика по любому из предыдущих пунктов, в котором распорка содержит диэлектрический материал.
10. Модуль датчика по любому из пп. 1-8, в котором распорка содержит проводящий материал.
11. Модуль датчика по любому из пп. 1-8, в котором распорка содержит композитный материал.
12. Модуль датчика по п. 11, в котором композитный материал содержит диэлектрический и проводящий материал.
13. Модуль датчика по любому из предыдущих пунктов, в котором распорка изготовлена 3D-печатью или литьем под давлением.
14. Модуль датчика по любому из предыдущих пунктов, в котором распорка имеет правильную геометрическую форму.
15. Модуль датчика по любому из предыдущих пунктов, в котором распорка имеет множество вершин или боковых граней, соответствующих количеству фаз или токопроводящих жил.
16. Модуль датчика по любому из предыдущих пунктов, который содержит датчик напряжения, расположенный на каждой боковой грани распорки между парой токопроводящих жил.
17. Модуль датчика по любому из предыдущих пунктов, в котором распорка имеет форму треугольной призмы или сконфигурирована иным образом для удержания трех токопроводящих жил на заранее заданном расстоянии друг от друга, причем модуль содержит три датчика напряжения, расположенных на отдельных боковых гранях распорки между соответствующими парами токопроводящих жил.
18. Модуль датчика по любому из пп. 1-16, в котором распорка имеет форму шестиугольной призмы или сконфигурирована иным образом для удержания шести токопроводящих жил на заданном расстоянии друг от друга, при этом модуль содержит шесть датчиков напряжения, расположенных на отдельных боковых гранях распорки между соответствующими парами токопроводящих жил.
19. Модуль датчика по любому из предыдущих пунктов, в котором волоконная брэгговская решетка или каждая волоконная брэгговская решетка по меньшей мере одного датчика напряжения имеет уникальную пиковую длину волны отражения.
20. Модуль датчика по любому из предыдущих пунктов, в котором упомянутый или каждый пьезоэлектрический элемент по меньшей мере одного датчика напряжения содержит объемный пьезоэлектрический материал.
21. Модуль датчика по любому из предыдущих пунктов, в котором упомянутый или каждый пьезоэлектрический элемент содержит пакет пьезоэлектрического материала.
22. Модуль датчика по п. 20 или 21, в котором пьезоэлектрический материал содержит цирконат-титанат свинца.
23. Модуль датчика по п. 20 или 21, в котором пьезоэлектрический материал содержит PZT-5A или PZT-5H.
24. Модуль датчика по любому из предыдущих пунктов, в котором распорка содержит один или более крепежных элементов для прикрепления токопроводящих жил к распорке.
25. Модуль датчика по п. 24, в котором крепежные элементы расположены в вершинах распорки или вблизи них.
26. Модуль датчика по любому из предыдущих пунктов, который дополнительно содержит по меньшей мере один датчик тока.
27. Модуль датчика по п. 26, в котором датчик тока содержит волоконную брэгговскую решетку, контактирующую с пьезоэлектрическим элементом, причем пьезоэлектрический элемент включен параллельно с трансформатором тока или катушкой Роговского и резистором нагрузки.
28. Модуль датчика по п. 27, в котором трансформатор тока или катушка Роговского расположены вокруг одной из токопроводящих жил.
29. Модуль датчика напряжения «фаза-земля» или «фаза-нейтраль», содержащий
распорку для удержания токопроводящей жилы и заземляющей или нейтральной трубчатой оболочки на заранее заданном расстоянии друг от друга; и
по меньшей мере один датчик напряжения, расположенный на распорке между токопроводящей жилой и заземляющей или нейтральной трубчатой оболочкой;
при этом по меньшей мере один датчик напряжения содержит волоконную брэгговскую решетку, контактирующую с пьезоэлектрическим элементом, который расширяется и сжимается в зависимости от напряжения «фаза-земля» или «фаза-нейтраль» между токопроводящей жилой и заземляющей или нейтральной трубчатой оболочкой.
30. Модуль датчика по п. 29, в котором распорка удерживает токопроводящую жилу отдельно от заземляющей или нейтральной трубчатой оболочки.
31. Модуль датчика по п. 30, содержащий множество датчиков напряжения.
32. Модуль датчика по п. 30 или 31, в котором упомянутый или каждый датчик напряжения подключен к одной или каждой токопроводящей жиле и заземляющей оплетке многофазного кабеля.
33. Кабельный сросток, содержащий корпус кабельного сростка и по меньшей мере один модуль датчика межфазного напряжения, напряжения «фаза-земля» или напряжения «фаза-нейтраль» по любому из пп. 1-32.
34. Кабельный сросток по п. 33, в котором упомянутый или каждый модуль датчика межфазного напряжения расположен внутри корпуса кабельного сростка так, чтобы удерживать две или более токопроводящих жил на заданном расстоянии друг от друга, при этом один или более датчиков напряжения, расположенных на распорке модуля, размещены между одной или более парами токопроводящих жил так, чтобы измерять межфазное напряжение между токопроводящими жилами.
35. Кабельный сросток по п. 33, в котором упомянутый или каждый модуль датчика напряжения «фаза-земля» или «фаза-нейтраль» расположен внутри корпуса кабельного сростка так, чтобы удерживать токопроводящую жилу и заземляющую или нейтральную трубчатую оболочку отдельно в заранее заданном месте, посредством чего один или более датчиков напряжения, расположенных на распорке модуля, размещены между одной или более парами токопроводящих жил и заземляющих и нейтральных трубчатых оболочек, чтобы измерять напряжение «фаза-земля» или «фаза-нейтраль» между токопроводящими жилами и заземляющими и нейтральными трубчатыми оболочками.
36. Кабельный сросток по любому из пп. 33-35, который дополнительно содержит по меньшей мере один датчик тока, связанный с каждой токопроводящей жилой.
37. Кабельный сросток по п. 36, в котором по меньшей мере один датчик тока содержит волоконную брэгговскую решетку, контактирующую с пьезоэлектрическим элементом, причем пьезоэлектрический элемент включен параллельно с трансформатором тока или катушкой Роговского, расположенными вокруг токопроводящей жилы, и нагрузочным резистором.
38. Кабельный сросток по любому из пп. 33-37, в котором каждый из датчиков напряжения и/или тока подключен к одному и тому же оптическому волокну.
39. Кабельный сросток по любому из пп. 33-38, в котором кабельный сросток представляет собой кабельный ремонтный сросток, снабженный клеммами для подключения соответствующих концов многофазного кабеля.
40. Способ дооснащения многофазного кабеля, содержащего две или более токопроводящих жил, модулем датчика межфазного напряжения, напряжения «фаза-земля» или напряжения «фаза-нейтраль» по любому из пп. 1-31, включающий в себя установку кабельного сростка по любому из пп. 33-39 в многофазном кабеле.
41. Способ по п. 40, включающий в себя размещение распорки по меньшей мере одного модуля датчика межфазного напряжения, напряжения «фаза-земля» или напряжения «фаза-нейтраль» между двумя или более токопроводящими жилами внутри корпуса кабельного сростка так, чтобы удерживать токопроводящие жилы на заданном расстоянии друг от друга и размещать один или более датчиков напряжения между соответствующими парами токопроводящих жил.
42. Способ по п. 40, включающий в себя расположение распорки по меньшей мере одного модуля датчика межфазного напряжения, напряжения «фаза-земля» или напряжения «фаза-нейтраль» между по меньшей мере одной токопроводящей жилой и заземляющей или нейтральной трубчатой оболочкой внутри корпуса кабельного сростка, чтобы удерживать по меньшей мере одну токопроводящую жилу и заземляющую или нейтральную трубчатую оболочку на заданном расстоянии друг от друга и размещать один или более датчиков напряжения между соответствующими парами токопроводящих жил и заземляющих или нейтральных трубчатых оболочек.
43. Способ по любому из пп. 40-42, включающий в себя зачистку концов кабеля для обнажения токопроводящих жил и последующее соединение соответствующих токопроводящих жил каждого конца кабеля внутри корпуса кабельного сростка.
44. Способ по любому из пп. 40-43, в котором по меньшей мере одну из токопроводящих жил пропускают через трансформатор тока или катушку Роговского датчика тока в кабельном сростке.
45. Способ по любому из пп. 40-44, включающий в себя соединение оптического волокна из одного конца кабеля с оптическим волокном из другого конца кабеля внутри корпуса кабельного сростка и через волоконные брэгговские решетки одного или более датчиков напряжения и, опционально, датчиков тока внутри корпуса кабельного сростка.
46. Система контроля многофазного кабеля, содержащая модуль датчика межфазного напряжения, напряжения «фаза-земля» или напряжения «фаза-нейтраль» по любому из пп. 1-32, подключенный к оптическому волокну многофазного кабеля, и систему контроля волоконно-оптических датчиков для опроса по меньшей мере одного датчика напряжения модуля датчика межфазного напряжения, напряжения «фаза-земля» или напряжения «фаза-нейтраль» через оптическое волокно.
47. Система по п. 46, содержащая множество модулей датчика межфазного напряжения, напряжения «фаза-земля» или напряжения «фаза-нейтраль», расположенных в разных местах вдоль многофазного кабеля.
48. Система по п. 46 или 47, в которой упомянутый или каждый модуль датчика межфазного напряжения, напряжения «фаза-земля» или напряжения «фаза-нейтраль» содержится в кабельном сростке по любому из пп. 33-39.
49. Система по п. 48, в которой упомянутый или каждый кабельный сросток содержит один или более датчиков тока, а система контроля волоконно-оптических датчиков также опрашивает один или более датчиков тока.
50. Система по любому из пп. 46-49, в которой каждая из волоконных брэгговских решеток упомянутого или каждого модуля датчика межфазного напряжения, напряжения «фаза-земля» или напряжения «фаза-нейтраль» имеет уникальную пиковую длину волны отражения.
51. Система по п. 50, в которой система контроля волоконно-оптических датчиков содержит мультиплексор с разделением по длине волны.
52. Система по любому из пп. 46-51, в которой система контроля волоконно-оптических датчиков содержит мультиплексор с временным разделением.
53. Система по любому из пп. 46-52, в которой многофазный кабель представляет собой подводный кабель для передачи энергии.
54. Система по любому из пп. 46-52, в которой многофазный кабель представляет собой подземный кабель для передачи энергии.
55. Система по любому из пп. 46-52, в которой многофазный кабель представляет собой кабель для распределения энергии.
56. Система по любому из пп. 46-52, в которой многофазный кабель представляет собой нефтегазовый шлангокабель.