具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅附图1，在一个可行的实施例中，本发明所涉及的一种外护套内侧渗水状况检测系统100，包括：外护套内侧渗水检测装置1，用于外护套内侧渗水状况的检测；信号处理装置110，用于处理从所述外护套内侧渗水检测装置1中获得的电压采样信号，并通过导线传输通道3同所述信号处理装置110实施电连接；数据存储装置120，用于存储从所述信号处理装置110中已经处理完毕的外护套内侧渗水检测的所述历史检测数据；通讯装置130，用于将所述数据存储装置120中的所述历史检测数据传输至控制装置140中；所述控制装置140，用于处理所述历史检测数据，所述控制装置通过对所述历史检测数据的处理，形成从系统正式运行的第一个周期开始，在随后的S个采样周期中所采集的平均电压采样值并将所接收的在第S+1个周期采集的，即所述当前采样值V_C同所述平均电压采样值V_A进行比较，其中，所述历史检测数据值指的是，截止到当前采样值之前一个周期的所有已经被存储的数据值；将比较结果通过人机交互装置向工作人员提供检修的依据；人机交互装置150，用于接收所述控制装置140的判断结果和向工作人员发出警示信息。

在一个可行的实施例中，所述信号感应层10包括遇水膨胀橡胶层102及导流槽101。其中，所述遇水膨胀橡胶层102包括：位于中部的遇水膨胀橡胶顶体103，所述遇水膨胀橡胶顶体103的膨胀倍率为300％；所述遇水膨胀橡胶层102的其余部分的膨胀倍率则为150％。

其中，需要说明的是，结合本申请要解决的电缆外护套内侧渗水状况难以检测的问题，本申请提出用遇水膨胀橡胶这一材料去做感应材料：

在电缆内部产生信号的同时还要对缆芯实施保护。在渗水量较少时，所述遇水膨胀橡胶层102把水分吸收掉，保持缆芯部分的干燥，此时所述遇水膨胀橡胶层102具有干燥的作用；在水分积累到一定程度，所述遇水膨胀橡胶层102在产生感应信号的同时还要阻止水分进入缆芯部分，否则缆芯部分进水引发电缆击穿事故，本申请提出的检测方法就完全失去了意义，工作人员可以根据故障直接意识到电缆出了问题，因此，本发明的重点在于发出检测信号的同时还要对电缆起到一定的保护作用，给工作人员检修争取时间。

此外，遇水膨胀橡胶材料还具备不易失水的特性，在实际实验中，即使承受较大压力也不会将已经吸收的水分再脱出，所述遇水膨胀橡胶层102在检测渗水状况的同时还可以作为干燥体得到了这一特性的支持。

需要说明的是，所述信号转换模块的原理是：利用遇水膨胀橡胶吸水后产生的形变，通过所述信号传导机构传递至所述同轴电容器，并引起所述同轴电容器内部同轴导体A和同轴导体B之间的电容变化，其变化量其中，ε₀为真空介电常数，m₁为同轴导体A的直径，m₂为同轴导体B的直径，k_w为所述介电层的介电常数，且k_w＝10ε₀，h为所述介电层在所述介电层推进杆的作用下进入同轴导体A和同轴导体B之间中空部分的深度，且随着遇水膨胀橡胶的膨胀情况不同，其深入的程度也不同，即h为一个变量，由变量h得到的函数值，可用来衡量所述遇水膨胀橡胶的膨胀倍率，以此判断电缆外护套内侧水分渗透状况。在一种可行的实施例中，当h＝H时，即所述介质层推进杆将所述介质层推送到顶端，此时，所述信号转换模块内所述同轴导体A和所述同轴导体B之间的电容值达到最大值，为C_H,所述检测电路输出的参考电压为V_H，外部装置获得的信号最为清晰，此时所述当前采样值也会最大。

应理解，采用遇水膨胀橡胶这种特种高分子材料作为检测装置的感应材料，可以有效地将检测状况通过体积上的变化表现出来，作为主要感应来源的所述遇水膨胀橡胶层在不同的部位体现出不同的吸水膨胀倍率，能够产生更加明显的形变，以便能够更好地体现电缆内的渗水状况，有效提高了遇水膨胀橡胶层的感应能力，采用遇水膨胀橡胶作为信号感应材料的同时，该材料还兼具着干燥体的功能，所述遇水膨胀橡胶层在膨胀后产生的形变量通过所述信号传导机构传输到所述信号转换模块中，并在所述信号转换模块中将机械位移信号转换为电信号，完成了将无规则的水分含量测量转变为有具体电信号值的整个测量流程。

另外，对于所述膨胀橡胶层表面因渗水集聚导致的异常膨胀影响到检测效果的问题，本发明提出第五个发明点：所述遇水膨胀橡胶层表面还分布着所述导流槽。通过在所述遇水膨胀橡胶层表面分布所述导流槽的方式，有效避免渗入电缆外护套的水分因集聚而产生的异常膨胀现象，保证了所述遇水膨胀橡胶层的感应的准确程度。为便于控制渗水量的检测水平，通过控制所述导流槽的几何尺寸包括分布密度，可以在一定程度上控制所述遇水膨胀橡胶的膨胀速度，进而在所述信号转换模块的信号输出的速率上体现出电缆内部的渗水速度，为电缆外护套内侧渗水状况的判读提供更多的依据。

在另一个可行的实施例中，通过所述信号传导机构的定向和缓冲作用，使得所述遇水膨胀橡胶层发生的形变信号可以更平稳地过渡到所述信号转换模块中，其具体流程是：

在所述遇水膨胀橡胶层各个部位的水分分布不均匀时，其发生的形变将是不规则的，而所述传导刚体的结构特点是两翼呈现弧形且伸展范围较宽，受到的合力总是存在可分解为指向电缆缆芯部位即电缆径向的分力。所述信号传导机构中的所述定向导轨的滑动方向同指向径向的分力方向一致，可以有效分担各个沿径向分力的统一作用力，通过受力产生位移，此外，将所述传导刚体产生的其他方向的分力均作用在所述定向导轨上，避免所述介电层推进杆受力变形。

应理解，有效避免了在所述传导刚体和所述信号转换模块直接相连时对所述介电层推进杆的破坏现象，保证了所述信号转换模块的检测精度。与所述介电层推进杆相配合的所述弹簧提供的弹力，作用于所述连接杆端头上，在所述遇水膨胀橡胶层没有发生吸水膨胀现象时，可有效防止所述介电层推进杆意外动作，同时，能够有效吸收遇水膨胀橡胶顶体在发生较大形变时产生的推力冲击，以此降低对信号转换模块的检测精度和安全性的影响。

在一个可行的实施例中，外护套内侧渗水状况检测信号的传输及处理流程为：所述信号转换模块将所述遇水膨胀橡胶层产生的形变信号用于改变所述同轴电容器的所述同轴导体A和所述同轴导体B之间的电荷量分布情况，并体现为所述同轴电容器内部的电压变化，由所述检测电路接收到所述电压变化，初步处理后形成电压采样信号，所述电压采样信号包括所述当前采样值V_C和所述历史检测数据形成的平均电压采样值V_A，进一步由外部装置的信号处理装置接收处理，将所述电压采样信号转换为数字信号后传递给数据存储装置并进行储存。所述数据存储装置中的历史数据通过通讯装置传输至控制装置中，所述控制装置通过预先设置的软件对历史数据进行处理，最后同人机交互装置进行数据交换，由所述人机交互装置将电缆外护套内侧渗水状况传达至工作人员，为工作人员的检修提供检测数据的支持。

应理解，通过将所述外护套内侧渗水检测装置检测到的电信号进行传输和处理，将电缆的局部信号实现远距离的存储和发送，使得所述控制中心的实际位置可以在相距电缆较远的地方设立，使得远程监控电缆外护套内渗水状况的检测和监测得以实现，利于电缆内部渗水状况监控的数字化和常规化。

请参阅图2，图2展示了本发明实施例的一种外护套内侧渗水状况检测系统实施流程图，其具体内容是：

201、外护套内侧出现渗水，所述外护套内侧渗水检测装置的所述信号感应机构开始通过吸收水分形成形变信号，并将所述形变信号通过所述信号转换模块形成电压采集信号；

202、所述电压采集信号形成历史数据并经所述信号处理装置、数据存储装置、通讯装置最终传递给所述控制装置；

203、所述控制装置通过对所述历史数据的处理形成所述平均电压采样值并将所接收的当前采样值V_C同所述平均电压采样值V_A比较；

204、当V_C≥10V_A或当前值为V_C＝V_H,则判断所述外护套内侧渗水检测装置的测量值已经超过警告水平，所述控制装置将形成警告文本；

205、当V_C＜10V_A，则判断外护套内侧虽渗水但状况良好或者没有发生渗水；

206、所述控制装置将所述外护套内侧渗水状况检测结果传送至所述人机交互装置，并形成可供工作人员判断渗水状况的判断依据。

请参阅图3，图3是本发明实施例的外护套内侧渗水检测装置的位置和空间分布示意图，其中，电缆最外侧为外护套2，在外护套2和波纹铝护套4之间，优选地，由九个所述外护套内侧渗水检测装置1所组成的检测装置环，可以更加有效地将所述膨胀橡胶层10产生的形变压力进行柔性传导，减少对所述信号传导刚体112的破坏性的作用力，能够更加有效地对外护套内侧渗水状况进行检测。为了将所述外护套内侧渗水检测装置1获取的电信号传输到电缆外部，在波纹铝护套4和所述检测装置环之间还有导线传输通道3，在另一个可行的实施例中，所述导线传输通道连接至电缆的两端，优选地，采用总线式通讯方式，可有效减少布线数量。

请参阅附图4，在一个可行的实施例中，所述外护套内侧渗水检测装置1包括：信号感应层10，用于产生外护套内侧渗水状况的信号；信号传导机构11，所述信号传导机构11用于将所述信号感应层10产生的电缆内部渗水状况的无规则的形变信号，转换成沿着轴向的规则的机械位移运动，以实现信号的传递；信号转换模块12，用于将所述信号传导机构11体现出的位移变化转变为所述信号转换模块12内部的电容值的变化，即将机械位移信号最终转换为电信号。

请参阅图4，在一个可行的实施例中，所述信号转换模块12包括：同轴电容器121，用于将机械位移信号转换为电信号；检测电路122，对所述同轴电容器121内部电荷聚集信号实施采样，以生成可供外部装置准确获取的采样信息，所述检测电路122与所述同轴电容器121通过电信号采集端子1221实施电连接，其中，所述电信号采集端子1221用作所述同轴电容器121电荷测量的引出线。

请参阅图5，在一个可行的实施例中，所述同轴电容器包括：电磁屏蔽盒1218，用于维护所述同轴电容器内部的电场分布，免受外部电场的干扰；同轴导体A1212和同轴导体B1213，用于分布电荷；介电层推进杆1215，包括其端部的介电层1214，中间部位的绝缘片1216，其尾部同所述连接杆端头117实施机械连接，其中，所述绝缘片1216用于隔离介电层1214和所述连接杆端头117之间的电荷交换；弹簧1217，位于所述连接杆端头117和导线密封圈1219之间，用于防止所述介电层推进杆1215错误滑向所述同轴导体A1212和所述同轴导体B1213中间的中空位置，引起误操作，此外，所述导线密封圈1219用于密封所述同轴电容器121的电信号采集端子1221，避免所述同轴电容器121内部受潮。其中，所述同轴导体B1213未覆盖所述介电层1214的长度为H,在检测过程中，所述介电层1214沿着逐步加大覆盖面的方向以改变所述同轴导体A和所述同轴导体B之间的介电常数，以此将所述遇水膨胀橡胶层102的形变信号转换为电信号。

请参阅图6，图6中展示的遇水膨胀橡胶层的三维示意图中的导流槽101的分布形式作为优选分布形式；同样地，所述遇水膨胀橡胶层102的形状和尺寸比例可作为优选实施例，而遇水膨胀橡胶顶体103的分布也以图3所示的位置，即将所述遇水膨胀橡胶顶体103设置在所述遇水膨胀橡胶层的中间部位，为优选实施方式。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。