專利名稱：紫外法電力電纜在線狀態(tài)監(jiān)測評估儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電纜在線狀態(tài)監(jiān)測裝置，特別涉及一種紫外法電力電纜在線狀態(tài) 監(jiān)測評估儀。
背景技術(shù)：
電力電纜的狀態(tài)監(jiān)測關(guān)系到電力系統(tǒng)的運行安全。與架空線路相比，地下電力電 纜有無法比擬的優(yōu)越性，但也有維修不便的顯著問題。因此，對于地下電力電纜的故障檢測 已成為國內(nèi)外專家、學(xué)者關(guān)注和研究的重點問題。目前已有地下電纜故障定位儀、超聲探傷 儀等產(chǎn)品，測定埋地電纜的走向和深度、斷路、短路、故障點的位置。但這些方法單一，不能 綜合檢測電纜溫度、電纜載流量、局部放電、介質(zhì)老化及周邊環(huán)境等電纜運行參數(shù)，也不能 進(jìn)行電力電纜在線狀態(tài)監(jiān)測評估，已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展和科學(xué)的預(yù)防管理的需要， 無法滿足建立地下電力電纜安全預(yù)警信息系統(tǒng)的要求。因此，研究一種理想的在線監(jiān)測電 力電纜狀態(tài)的裝置就顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種紫外法電力電纜在線狀態(tài)監(jiān)測評估儀，該裝置適合于對 地下電力電纜進(jìn)行在線定量狀態(tài)監(jiān)測，以得到地下電力電纜工作中的溫度、電纜載流量、局 部放電、介質(zhì)老化等運行參數(shù)，再通過電力電纜運行狀態(tài)評估系統(tǒng)進(jìn)行分析計算，及時發(fā)現(xiàn) 問題，提高電力線路的運行安全。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種紫外法電力電纜在線狀態(tài)監(jiān)測 評估儀，由局部放電紫外檢測單元、絕緣介質(zhì)參數(shù)測量單元、溫度檢測單元、中央控制處理 單元、GSM數(shù)據(jù)通信單元和電源管理電路構(gòu)成；a)、局部放電紫外檢測單元用于現(xiàn)場采集電纜發(fā)生局部放電時產(chǎn)生的紫外輻射 信號，由紫外球形探頭及其紫外脈沖形成電路組成，紫外球形探頭布置在電力電纜上，其輸 出端與中央控制處理單元的MCUl輸入端連接；b)、絕緣介質(zhì)參數(shù)測量單元用于對電力電纜絕緣介質(zhì)的參數(shù)進(jìn)行采集，由電極以 及電場傳感器芯片構(gòu)成，電場傳感器芯片采用Freescale公司的電場成像器件MC33794，支 持9個電場傳感器電極，MC33794的輸出端與中央控制處理單元的MCU2輸入端連接；C)、溫度檢測單元用于對電力電纜表面溫度及環(huán)境溫度進(jìn)行多點采集，采用AD 公司的高精度數(shù)字式溫度傳感器AD1820以及相關(guān)輔助電路實現(xiàn)，其輸出端與中央控制處 理單元的MCU3輸入端連接；d)、中央控制處理單元用于數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)總體控制，使各個單元協(xié) 調(diào)工作，由三個獨立的MCU以及相關(guān)輔助電路構(gòu)成，MCU采用TI公司出產(chǎn)的TMS320LF2407， 其輸出端與GSM數(shù)據(jù)通信單元的輸入端連接；e)、GSM數(shù)據(jù)通信單元將數(shù)據(jù)上傳到GPRS通信網(wǎng)絡(luò)，并接收數(shù)據(jù)處理中心發(fā)送來 的信息，采用西門子公司生產(chǎn)的TC35i ；
f)、電源管理電路將電源電壓轉(zhuǎn)換成3. 3V的供電電壓，采用電源轉(zhuǎn)換芯片 LT1764A-3. 3V，其輸出端分別與局部放電紫外檢測單元、絕緣介質(zhì)參數(shù)測量單元、溫度檢測 單元、中央控制處理單元和GSM數(shù)據(jù)通信單元的電源端連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供的紫外法電力電纜在線狀態(tài)監(jiān)測評估儀可應(yīng)用到地下電力電纜的狀 態(tài)檢測中，實現(xiàn)了實時在線、綜合多參數(shù)監(jiān)測。本裝置集溫度檢測、局部放電紫外檢測和絕 緣介質(zhì)檢測于一體，在線巡檢管埋地下電纜溫度、局部放電、介質(zhì)特性變化及環(huán)境狀況等參 數(shù)，并通過可靠的傳輸通道傳至后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。并且通過開發(fā)電力電纜運行狀態(tài)參數(shù) 綜合評估系統(tǒng)，對電力電纜的連續(xù)運行參數(shù)進(jìn)行分析與評估，能夠全面掌控電力電纜的運 行狀態(tài)，早期發(fā)現(xiàn)潛伏故障，診斷電纜的亞健康狀態(tài)，真正實現(xiàn)狀態(tài)檢修。同時創(chuàng)新地引入 了利用紫外進(jìn)行電力電纜的局部放電檢測，比傳統(tǒng)上的脈沖電流法和電磁場法在檢測上更 加直觀和靈敏，幾乎沒有干擾，具有明顯的優(yōu)勢。該檢測方法成本較低，檢測效果靈敏。


圖1是本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明的操作流程具體實施例方式下面結(jié)合附圖對發(fā)明作進(jìn)一步說明參見圖1(圖1中的各模塊即為對應(yīng)的單元)，本發(fā)明由局部放電紫外檢測單元1、 絕緣介質(zhì)參數(shù)測量單元2、溫度檢測單元3、中央控制處理單元4、GSM數(shù)據(jù)通信單元5和電 源管理電路6構(gòu)成；a)、局部放電紫外檢測單元1 用于現(xiàn)場采集電纜發(fā)生局部放電時產(chǎn)生的紫外輻 射信號，由紫外球形探頭及其紫外脈沖形成電路組成，紫外球形探頭布置在電力電纜上，其 輸出端與中央控制處理單元4的MCUl輸入端連接；b)、絕緣介質(zhì)參數(shù)測量單元2:用于對電力電纜絕緣介質(zhì)的參數(shù)進(jìn)行采集，由電極 以及電場傳感器芯片構(gòu)成，電場傳感器芯片采用Freescale公司的電場成像器件MC33794， 支持9個電場傳感器電極，MC33794的輸出端與中央控制處理單元4的MCU2輸入端連接；C)、溫度檢測單元3:用于對電力電纜表面溫度及環(huán)境溫度進(jìn)行多點采集，采用A D公司的高精度數(shù)字式溫度傳感器AD1820以及相關(guān)輔助電路實現(xiàn)，其輸出端與中央控制處 理單元4的MCU3輸入端連接；d)、中央控制處理單元4:用于數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)總體控制，使各個 單元協(xié)調(diào)工作，由三個獨立的MCU以及相關(guān)輔助電路構(gòu)成，MCU采用TI公司出產(chǎn)的 TMS320LF2407，其輸出端與GSM數(shù)據(jù)通信單元5的輸入端連接；e)、GSM數(shù)據(jù)通信單元5 將數(shù)據(jù)上傳到GPRS通信網(wǎng)絡(luò)，并接收數(shù)據(jù)處理中心發(fā)送 來的信息，采用西門子公司生產(chǎn)的TC35i ；f)、電源管理電路6 將電源電壓轉(zhuǎn)換成3. 3V的供電電壓，采用電源轉(zhuǎn)換芯片 LT1764A-3. 3V，其輸出端分別與局部放電紫外檢測單元1、絕緣介質(zhì)參數(shù)測量單元2、溫度 檢測單元3、中央控制處理單元4和GSM數(shù)據(jù)通信單元5的電源端連接。
其中，局部放電紫外檢測單元1由紫外球形探頭及其一體化的紫外脈沖形成電 路組成(型號FU1035-0 5，北京世禮科技有限公司生產(chǎn)。紫外球形探頭可根據(jù)現(xiàn)場情況， 如，易于泄漏點或用戶要求等設(shè)置)。絕緣介質(zhì)參數(shù)測量單元2由電極和電場傳感器芯片 (含微處理器)構(gòu)成，電場傳感器芯片采用MC33794，其支持9個電場傳感器電極，通過發(fā)射 120kHz的超聲波，測量布置在物體周圍的9個電極上的空間分布電容的微小變化來得到電 纜周圍的電場信息；溫度檢測單元3主要由高精度數(shù)字式溫度傳感器AD1820和相關(guān)輔助電 路實現(xiàn)；中央控制處理單元4由三個分別連接局部放電紫外檢測單元1、絕緣介質(zhì)參數(shù)測量 單元2和溫度檢測單元3的MCU組成，采用TI公司出產(chǎn)的TMS320LF2407 ；GSM數(shù)據(jù)通信單 元5采用西門子公司生產(chǎn)的TC35i ；電源管理電路6采用電源轉(zhuǎn)換芯片LT1764A-3. 3V。
權(quán)利要求
一種紫外法電力電纜在線狀態(tài)監(jiān)測評估儀，其特征在于由局部放電紫外檢測單元(1)、絕緣介質(zhì)參數(shù)測量單元(2)、溫度檢測單元(3)、中央控制處理單元(4)、GSM數(shù)據(jù)通信單元(5)和電源管理電路(6)構(gòu)成；a)、局部放電紫外檢測單元(1)用于現(xiàn)場采集電纜發(fā)生局部放電時產(chǎn)生的紫外輻射信號，由紫外球形探頭及紫外脈沖形成電路組成，紫外球形探頭布置在電力電纜上，其輸出端與中央控制處理單元(4)的MCU1輸入端連接；b)、絕緣介質(zhì)參數(shù)測量單元(2)用于對電力電纜絕緣介質(zhì)的參數(shù)進(jìn)行采集，由電極以及電場傳感器芯片構(gòu)成，電場傳感器芯片采用Freescale公司的電場成像器件MC33794，支持9個電場傳感器電極，MC33794的輸出端與中央控制處理單元(4)的MCU2輸入端連接；c)、溫度檢測單元(3)用于對電力電纜表面溫度及環(huán)境溫度進(jìn)行多點采集，采用AD公司的高精度數(shù)字式溫度傳感器AD1820以及相關(guān)輔助電路實現(xiàn)，其輸出端與中央控制處理單元(4)的MCU3輸入端連接；d)、中央控制處理單元(4)用于數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)總體控制，使各個單元協(xié)調(diào)工作，由三個獨立的MCU以及相關(guān)輔助電路構(gòu)成，MCU采用TI公司出產(chǎn)的TMS320LF2407，其輸出端與GSM數(shù)據(jù)通信單元(5)的輸入端連接；e)、GSM數(shù)據(jù)通信單元(5)將數(shù)據(jù)上傳到GPRS通信網(wǎng)絡(luò)，并接收數(shù)據(jù)處理中心發(fā)送來的信息，采用西門子公司生產(chǎn)的TC35i；f)、電源管理電路(6)將電源電壓轉(zhuǎn)換成3.3V的供電電壓，采用電源轉(zhuǎn)換芯片LT1764A 3.3V，其輸出端分別與局部放電紫外檢測單元(1)、絕緣介質(zhì)參數(shù)測量單元(2)、溫度檢測單元(3)、中央控制處理單元(4)和GSM數(shù)據(jù)通信單元(5)的電源端連接。
全文摘要
一種紫外法電力電纜在線狀態(tài)監(jiān)測評估儀，由局部放電紫外檢測單元、絕緣介質(zhì)參數(shù)測量單元、溫度檢測單元、中央控制處理單元、GSM數(shù)據(jù)通信單元和電源管理電路構(gòu)成；局部放電紫外檢測單元的輸出端和絕緣介質(zhì)參數(shù)測量單元的輸出端以及溫度檢測單元的輸出端分別與中央控制處理單元的輸入端連接；中央控制處理單元的輸出端通過CAN總線與GSM數(shù)據(jù)通信單元的輸入端連接；電源管理電路的輸出端分別與局部放電紫外檢測單元、絕緣介質(zhì)參數(shù)測量單元、溫度檢測單元、中央控制處理單元以及GSM數(shù)據(jù)通信單元的電源端連接。本評估以在線檢測埋地下電纜溫度、局部放電、介質(zhì)特性變化及環(huán)境狀況等參數(shù)，具有檢測效果可靠靈敏、檢測成本較低的優(yōu)點。
文檔編號G01R31/12GK101937049SQ201010244378
公開日2011年1月5日 申請日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月4日
發(fā)明者周軍, 范康林, 范炯 申請人:自貢電業(yè)局