電纜絕緣狀態(tài)在線自動(dòng)監(jiān)測與診斷系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種電纜供電技術(shù)領(lǐng)域，具體地，設(shè)及電纜絕緣狀態(tài)在線自動(dòng)監(jiān)測與 診斷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電纜供電W其安全、可靠、有利于美化城市與廠礦布局等優(yōu)點(diǎn)，獲得了越來越廣泛 的應(yīng)用。電纜能適應(yīng)地下、水底等各種敷設(shè)環(huán)境，能滿足長期、安全傳輸電能的需要…。電纜 供電對人身比較安全，自然氣象因素（如風(fēng)雨、雷電、污穢等）和周圍環(huán)境對電纜的影響較 小。電纜多埋于地下，一旦發(fā)生故障尋找起來十分困難，不僅浪費(fèi)大量的人力、物力，而且會(huì) 造成難W估量的停電損失。如何準(zhǔn)確、迅速、經(jīng)濟(jì)地查尋電纜故障便成了供電部口日益關(guān)注 的問題。
[0003] 電纜絕緣的好壞是影響電纜安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵因素。過去，我國廣泛使用的預(yù) 防性試驗(yàn)是采用定期停電進(jìn)行試驗(yàn)的方法，屬于離線檢測。然而，隨著電力供應(yīng)的發(fā)展，運(yùn) 種停電試驗(yàn)的傳統(tǒng)方法已愈來愈不能適應(yīng)電力生產(chǎn)和供應(yīng)的實(shí)際需要。因此研究電纜在線 監(jiān)測技術(shù)，可及時(shí)對電纜進(jìn)行合理的維護(hù)、檢修及更換，對保證電纜可靠運(yùn)行具有重要的意 義。預(yù)防性試驗(yàn)的缺點(diǎn)主要有：必須停電進(jìn)行試驗(yàn)，容易造成供電中斷：不能根據(jù)電纜的絕 緣狀況，有選擇地進(jìn)行試驗(yàn)，而是對所有電纜都進(jìn)行試驗(yàn)，運(yùn)樣會(huì)使絕緣完好的電纜由于多 次試驗(yàn)而導(dǎo)致電纜絕緣性能加速劣化;容易對電纜造成"累積效應(yīng)"、"整流效應(yīng)"等。因此， 電纜絕緣狀態(tài)在線自動(dòng)監(jiān)測與診斷技術(shù)將成為電纜絕緣診斷的必然發(fā)展趨勢。
[0004] 中國發(fā)明專利申請CN201410150637.9,提供了一種電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)，該發(fā) 明公開了一種電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過監(jiān)測待測電纜的地線上的電流變化作為判別電 纜絕緣老化的特征信號(hào)。該系統(tǒng)雖然僅給出了在線監(jiān)測的硬件描述，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)診斷，也 沒有設(shè)及實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)監(jiān)測與診斷的詳細(xì)處理技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種電纜絕緣狀態(tài)在線自動(dòng)監(jiān)測與 診斷系統(tǒng)，對電纜絕緣監(jiān)測及故障選線的準(zhǔn)確性方面提供了有力和可靠保障。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的電纜絕緣狀態(tài)在線自動(dòng)監(jiān)測與診斷系統(tǒng)，包括:實(shí) 時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與處理模塊、變化曲線繪制模塊、電纜絕緣故障預(yù)警模塊和 數(shù)據(jù)庫模塊，其中：
[0007] 所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊，從變電站現(xiàn)場采集電纜的放電數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)測量電纜護(hù)套 接地電流和相電壓，并將結(jié)果存儲(chǔ)到所述數(shù)據(jù)庫模塊，W供數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與處理模塊調(diào)用； [000引所述數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與處理模塊，對所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分 析，通過數(shù)字信號(hào)頻譜分析方法分別計(jì)算出電纜的對地泄露容抗和阻抗，通過對地泄露容 抗和阻抗的變化趨勢，表征電纜絕緣狀態(tài)變化，并將計(jì)算結(jié)果輸出到所述變化曲線繪制模 塊，同時(shí)保存到數(shù)據(jù)庫模塊;該模塊還W長期測量計(jì)算的平均值作為基準(zhǔn)值，設(shè)定預(yù)警閥 值，將實(shí)時(shí)測量結(jié)果與基準(zhǔn)值相比較，得出相對偏差，w該偏差與預(yù)警閥值比較，并將比較 結(jié)果輸出到電纜絕緣故障預(yù)警模塊；
[0009] 所述變化曲線繪制模塊，根據(jù)所述數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與處理模塊的處理結(jié)果，繪制實(shí) 時(shí)電纜絕緣變化曲線，對該曲線進(jìn)行小波處理，得出電纜絕緣變化趨勢曲線；同時(shí)周期性測 量并記錄電纜對地阻抗，并繪制阻抗變化曲線;所述變化曲線繪制模塊的結(jié)果存入所述數(shù) 據(jù)庫模塊，并供電纜絕緣故障預(yù)警模塊調(diào)用；
[0010] 所述電纜絕緣故障預(yù)警模塊，當(dāng)所述數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與處理模塊計(jì)算的偏差超過預(yù) 警閥值，則給出電纜絕緣老化的預(yù)警;根據(jù)所述變化曲線繪制模塊的電纜絕緣變化趨勢曲 線的當(dāng)前斜率，如超過設(shè)定的預(yù)警閥值，給出預(yù)警;實(shí)時(shí)監(jiān)測電纜瞬間漏電現(xiàn)象，統(tǒng)計(jì)分析 電纜瞬間漏電概率，給出預(yù)警;所有預(yù)警的結(jié)果信息都存入數(shù)據(jù)庫模塊；
[0011] 所述數(shù)據(jù)庫模塊，用于存儲(chǔ)采集的數(shù)據(jù)W及上述各個(gè)模塊的結(jié)果，所有數(shù)據(jù)記錄 和長期監(jiān)測的趨勢圖均可W通過數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢。
[0012] 進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)還包括專家系統(tǒng)模塊，所述專家系統(tǒng)模塊根據(jù)上述各個(gè)模塊 的信息，通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程協(xié)助確認(rèn)故障情況，保證診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0013] 進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)還包括波形分析模塊，所述波形分析模塊根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進(jìn) 行波形分析處理，同時(shí)顯示多個(gè)通道波形，具有波形縮放、通道選擇、游標(biāo)顯示功能;并能通 過工具界面進(jìn)行人工波形分析，W確定電纜自恢復(fù)故障點(diǎn)的位置。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
[0015] 本發(fā)明提供的系統(tǒng)能自動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控和故障診斷，減少了人工巡查費(fèi)用，加大管理 人員對設(shè)備運(yùn)行和故障信息掌握的及時(shí)度，提高排除故障的效率，提高電力參數(shù)的準(zhǔn)確性。
[0016] 本發(fā)明提供的系統(tǒng)，解決了管理人員對故障信息不能及時(shí)掌握的問題，當(dāng)其中某 一條電纜發(fā)生故障時(shí)，需要派出大量人力到各個(gè)支路逐個(gè)查找故障點(diǎn)，故障點(diǎn)的判斷、查找 非常慢。在該系統(tǒng)投入使用W后，可W節(jié)省巡查人員的各種費(fèi)用。利用系統(tǒng)的電力監(jiān)測功能 W及故障點(diǎn)的查找功能，替代W往的人工巡檢，大大提高準(zhǔn)確率，同時(shí)每個(gè)線路的電力參數(shù) 可及時(shí)掌握，保證了電路的正常維護(hù)。一旦出現(xiàn)問題，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警，利于及時(shí)查找和處 理問題。本系統(tǒng)能進(jìn)一步將電纜發(fā)生異常時(shí)間、數(shù)值參數(shù)記錄下來，運(yùn)一功能對于無人值守 變電室尤其重要。
[0017] 綜上，本發(fā)明所述系統(tǒng)使得電力電纜運(yùn)行可靠性大大提高，降低企業(yè)的管理成本， 提高管理決策效率，提升了企業(yè)的綜合管理水平。
【附圖說明】
[0018] 通過閱讀參照W下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：
[0019] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。W下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不W任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可W做出若干變形和改進(jìn)。運(yùn)些都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
[0021] 如圖1所示，一種電纜絕緣狀態(tài)在線自動(dòng)監(jiān)測與診斷系統(tǒng)，包括:實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模 塊、數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與處理模塊、變化曲線繪制模塊、電纜絕緣故障預(yù)警模塊和數(shù)據(jù)庫模塊， 其中：
[0022] 所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊，從變電站現(xiàn)場采集電纜的放電數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)測量電纜護(hù)套 接地電流和相電壓，并將結(jié)果存儲(chǔ)到所述數(shù)據(jù)庫模塊，W供數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與處理模塊調(diào)用；
[0023] 所述數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與處理模塊，對所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分 析，通過數(shù)字信號(hào)頻譜分析方法分別計(jì)算出電纜的對地泄露容抗和阻抗，通過對地泄露容 抗和阻抗的變化趨勢，表征電纜絕緣狀態(tài)變化，并將計(jì)算結(jié)果輸出到所述變化曲線繪制模 塊，同時(shí)保存到數(shù)據(jù)庫模塊;該模塊還W長期測量計(jì)算的平均值作為基準(zhǔn)值，設(shè)定預(yù)警閥 值，將實(shí)時(shí)測量結(jié)果與基準(zhǔn)值相比較，得出相對偏差，W該偏差與預(yù)警閥值比較，并將比較 結(jié)果輸出到電纜絕緣故障預(yù)警模塊；
[0024] 所述變化曲線繪制模塊，根據(jù)所述數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與處理模塊的處理結(jié)果，繪制實(shí) 時(shí)電纜絕緣變化曲線，對該曲線進(jìn)行小波處理，得出電纜絕緣變化趨勢曲線；同時(shí)周期性測 量并記錄電纜對地阻抗，并繪制阻抗變化曲線;所述變化曲線繪制模塊的結(jié)果存入所述數(shù) 據(jù)庫模塊，并供電纜絕緣故障預(yù)警模塊調(diào)用；
[0025] 所述電纜絕緣故障預(yù)警模塊，當(dāng)所述數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與處理模塊計(jì)算的偏差超過預(yù) 警閥值，則給出電纜絕緣老化的預(yù)警;根據(jù)所述變化曲線繪制模塊的電纜絕緣變化趨勢曲 線的當(dāng)前斜率，如超過設(shè)定的預(yù)警閥值，給出預(yù)警;實(shí)時(shí)監(jiān)測電纜瞬間漏電現(xiàn)象，統(tǒng)計(jì)分析 電纜瞬間漏電概率，給出預(yù)警;所有預(yù)警的結(jié)果信息都存入數(shù)據(jù)庫模塊；
[0026] 所述數(shù)據(jù)庫模塊，用于存儲(chǔ)采集的數(shù)據(jù)W及上述各個(gè)模塊的結(jié)果，所有數(shù)據(jù)記錄 和長期監(jiān)測的趨勢圖均可W通過數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢。
[0027] W下對上述一些重要模塊做進(jìn)一步說明：
[0028] 1、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊
[0029] 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊可W通過在變電站現(xiàn)場安裝的多個(gè)傳感器和采集設(shè)備采集電 纜的線路信號(hào)，并進(jìn)行一般的信號(hào)調(diào)理。
[0030] 進(jìn)一步的，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊中，設(shè)置站點(diǎn)模擬圖和實(shí)時(shí)采樣圖，站點(diǎn)模擬圖能 夠提供直觀的觀察顯示，可W方便的觀察各電纜每次采樣得到的指定參數(shù)值W及電纜目前 的狀態(tài)，而實(shí)時(shí)采樣圖則詳細(xì)顯示各電纜采樣得到的數(shù)據(jù)。
[0031] 為了滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊提供參數(shù)和采集控制輸入，并采用 多線程進(jìn)行設(shè)計(jì)，在數(shù)據(jù)采集過程中，能及時(shí)響應(yīng)用戶的輸入，并實(shí)時(shí)交互，顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 采集模塊當(dāng)前的信息和狀態(tài)，包括采集的數(shù)據(jù)和采樣的狀態(tài)等。
[0032] 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊采集的信號(hào)輸入到所述數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與處理模塊，并保存在數(shù) 據(jù)庫模塊中，W便進(jìn)一步分析和調(diào)用。
[0033] 2、數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與處理模塊
[0034] 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊采集得到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與處理模塊對數(shù)據(jù)進(jìn)行相 關(guān)處理，得到有效的特征信息，為局部放電判斷提供依據(jù)。
[0035] 數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與處理模塊對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理形成的各種圖譜、特征參 數(shù)。
[0036] 比如，在現(xiàn)場檢測中，影響局部放電的干擾大致可W分為窄帶干擾、白噪聲干擾和 脈沖型干擾。針對運(yùn)Ξ種類型的干擾，數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與處理模塊分別采用基于FFT的窄帶干 擾抑制算法、基于小波的消噪算法和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(NN)的濾波算法進(jìn)行處理。
[0037] 同時(shí)，數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與處理模塊提供了各種分析處理手段對信號(hào)進(jìn)行處理。在大 量模型實(shí)驗(yàn)和實(shí)際數(shù)據(jù)測試的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地提取出局部放電各種類型的特征參數(shù)，構(gòu)建 各種缺陷對應(yīng)的局部放電指紋特征庫。
[0038] 進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與處理模塊由局部放電的寬頻時(shí)域數(shù)據(jù)提取出若干表征 放電強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)，如表1所示，通過運(yùn)些特征參數(shù)可W對局部放電進(jìn)行趨勢分析。
[0039] 表1局放特征參數(shù)表
[0040] '[0041]數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與處理模塊由局部放
電的相位分布圖譜可W提取出一系列