基于保護(hù)接地箱的高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于保護(hù)接地箱的高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，監(jiān)測系統(tǒng)包括高頻電流局部放電采集單元、電纜中間接頭超聲波局部放電采集單元、電纜中間接頭光纖測溫單元、接地箱狀態(tài)監(jiān)測單元、氣體檢測單元、環(huán)境溫濕度檢測單元、水位報警單元、ARM處理器單元、無線GPRS模塊和遠(yuǎn)程監(jiān)控主站；監(jiān)測的方法包括讀取監(jiān)測數(shù)據(jù)并對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷報警的方法；本發(fā)明可對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行評估與診斷，極大的節(jié)省了資源，提高了運行效率。
【專利說明】
基于保護(hù)接地箱的高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種基于保護(hù)接地箱的高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市的發(fā)展，用電量的增加，高壓電纜出現(xiàn)故障的現(xiàn)象時有發(fā)生，大多情況下設(shè)備運行環(huán)境惡劣無人值守，在電纜局部發(fā)生故障后不易被發(fā)現(xiàn)，事故蔓延即造成重大事故，影響正常生產(chǎn)，給電力企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)和信譽的重大損失，因此，預(yù)防事故的發(fā)生則成為安全生產(chǎn)的根本。近年來，國際上通過對高壓電纜運行的狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測，提前發(fā)現(xiàn)隱藏缺陷的方法來避免電纜運行事故的發(fā)生，國家電網(wǎng)公司也要求大力開展電纜狀態(tài)監(jiān)測及評估工作，力求降低突發(fā)性斷電事故發(fā)生率。
[0003]高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可以通過測量高壓電纜運行期間的相關(guān)物理量的高低來評估高壓電纜絕緣的情況，如果存在缺陷，則可量化缺陷的等級。這為之后制定維護(hù)方案提供了可靠的依據(jù)，提高了維護(hù)效率的同時也降低了成本。近年來相應(yīng)的高壓電纜終端接頭和中間接頭局部放電、光纖測溫、環(huán)境狀況等檢測手段已經(jīng)開始得到應(yīng)用。
[0004]目前許多地方開展高壓電纜局部放電的離線和在線檢測以及運行環(huán)境的監(jiān)測，這些裝置或儀器大多安裝在開關(guān)柜或接地箱外，而且安裝位置不能固定，隨著時間延長和現(xiàn)場設(shè)備的變動，可靠性不能得到保障;這些對高壓電纜局部放電的檢測手段大多技術(shù)復(fù)雜，分析困難，需要專業(yè)人員進(jìn)行大量的圖譜分析、數(shù)據(jù)擬合等技術(shù)加工。以上問題制約了這些檢測技術(shù)的推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供可對高壓電纜接頭局部放電快速檢測及自動評估其缺陷等級、提高局部放電檢測效率和減少分析時間的基于保護(hù)接地箱的高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種基于保護(hù)接地箱的高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其包括高頻電流局部放電采集單元、電纜中間接頭超聲波局部放電采集單元、電纜中間接頭光纖測溫單元、接地箱狀態(tài)監(jiān)測單元、氣體檢測單元、環(huán)境溫濕度檢測單元、水位報警單元、ARM處理器、無線GPRS模塊和遠(yuǎn)程監(jiān)控主站；
所述高頻電流局部放電采集單元包括高頻電流互感器、頻率測量電路和信號強度測量電路;所述接地箱狀態(tài)監(jiān)測單元包括電壓互感器、電流采集電路和電壓采集電路;所述高頻電流互感器用支架安裝在接地箱側(cè)壁，以開啟式結(jié)構(gòu)套住電纜護(hù)層接地線;所述電壓互感器用支架安裝在接地箱側(cè)壁，一次線圈用控制電纜連接到護(hù)層保護(hù)器兩端母排;所述頻率測量電路、信號強度測量電路和電流采集電路的輸入端分別接所述高頻電流互感器的相應(yīng)輸出端;所述電壓互感器輸出端接電壓采集電路的相應(yīng)輸入端；
電纜中間接頭超聲波局部放電采集單元包括超聲波傳感器和放大對數(shù)檢波電路;所述超聲波傳感器安裝在電纜中間接頭防爆盒上部;所述超聲波傳感器的輸出端接放大對數(shù)檢波電路的相應(yīng)輸入端；
所述電纜中間接頭光纖測溫單元包括點式光纖溫度傳感器和光電轉(zhuǎn)換電路;所述點式光纖溫度傳感器沿電纜安裝在電纜中間接頭防爆盒內(nèi)；所述點式光纖溫度傳感器的輸出端接光電轉(zhuǎn)換電路的相應(yīng)輸入端；
所述氣體檢測單元包括氣體傳感器和Ι/v轉(zhuǎn)換電路;所述氣體傳感器安裝在控制盒上壁;所述氣體傳感器的輸出端接Ι/v轉(zhuǎn)換電路的相應(yīng)輸入端；
所述環(huán)境溫濕度檢測單元包括溫濕度傳感器;所述溫濕度傳感器安裝在控制盒上壁；所述水位報警單元包括電極式液位傳感器和開關(guān)報警電路;所述電極式液位傳感器安裝在控制盒下壁;所述電極式液位傳感器的輸出端接開關(guān)報警電路的相應(yīng)輸入端；
所述頻率測量電路、信號強度測量電路、電流采集電路、電壓采集電路、光電轉(zhuǎn)換電路和Ι/v轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別接所述ARM處理器的相應(yīng)模擬輸入端AINl -AIN6;
所述溫濕度傳感器、放大對數(shù)檢波電路和開關(guān)報警電路的輸出端分別接ARM處理器的相應(yīng)數(shù)字信號輸入端DIN1-DIN3;
所述遠(yuǎn)程監(jiān)控主站包括WEB服務(wù)器、應(yīng)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機和客戶端PC;所述應(yīng)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與WEB服務(wù)器雙向連接;應(yīng)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)交換機及無線GPRS網(wǎng)絡(luò)與無線GPRS模塊無線連接；所述客戶端PC通過INTERNET網(wǎng)絡(luò)連接WEB服務(wù)器。
[0007]所述的頻率測量電路包括頻率信號輸入端11、輸出端01、濾波整流電路和信號整形電路;所述的濾波整形電路包括電阻R1、電解電容C1-C2、二極管Dl- D2;所述的信號整形電路包括電阻R2、反相器F1-F2;
所述頻率信號輸入端Il接高頻電流互感器的相應(yīng)輸出端；
頻率信號輸入端Il依次經(jīng)電解電容Cl、電解電容C2、反相器Fl、反相器F2接輸出端01;所述電阻Rl接在電解電容Cl的正極與地之間；所述二極管Dl的正極接電解電容Cl的負(fù)極，其負(fù)極接地;所述二極管D2的負(fù)極接電解電容Cl的負(fù)極，其正極接地;所述電阻R2接在反相器Fl的輸入端與輸出端之間；反相器F2的輸出端即輸出端01接ARM處理器的模擬輸入端AINlo
[0008]所述信號強度測量電路包括局放信號輸入端12、電阻R4、電容C3-C4和對數(shù)放大器Kl;局放信號輸入端12接高頻電流互感器的相應(yīng)輸出端;所述的對數(shù)放大器Kl的同相輸入端經(jīng)電容C3接局放信號輸入端12;所述的對數(shù)放大器Kl的反相輸入端經(jīng)電容C4接地;所述電阻R4接在局放信號輸入端12與地之間；所述的對數(shù)放大器Kl的輸出端連接至ARM處理器的模擬輸入端AIN2。
[0009]所述電流采集電路包括電流信號輸入端13、電阻R5-R7、電容C5和運算放大器K2;所述電流信號輸入端13經(jīng)電阻R5接入至運算放大器K2的反相輸入端;所述電容C5與電阻R7并聯(lián)后接在運算放大器K2的反相輸入端與輸出端之間;所述運算放大器K2的同相輸入端經(jīng)電阻R6接地;運算放大器K2的輸出端接ARM處理器的模擬輸入端AIN3。
[0010]所述電壓測量電路包括電阻R8-R9和電壓轉(zhuǎn)換模塊M;所述電壓互感器輸出的電壓信號經(jīng)電阻R8接在電壓轉(zhuǎn)換模塊M的輸入端;所述電阻R9接在電壓轉(zhuǎn)換模塊M的兩個輸出端之間；所述電壓轉(zhuǎn)換模塊M的一個輸出端接ARM處理器的模擬輸入端AIN4，另一個輸出端接地。
[0011]所述I/V轉(zhuǎn)換電路包括氣體傳感信號輸入端15、電阻RlO-Rll、電容C6和運算放大器K3;氣體傳感信號輸入端15接氣體傳感器的相應(yīng)輸出端;所述氣體傳感信號輸入端15接所述運算放大器Κ3的反相輸入端;所述運算放大器Κ3的同相輸入端接2.5V直流電源；
所述電阻RlO和電容C6并聯(lián)后接在運算放大器Κ3的反相輸入端與輸出端之間；所述運算放大器Κ3的輸出端經(jīng)電阻Rl I接ARM處理器的模擬輸入端ΑΙΝ5。
[0012]所述放大對數(shù)檢波電路包括第一超聲波輸入端16、第二超聲波輸入端17、電容C8-Cl 1、電阻R12-R15、儀表運算放大器Κ4和對數(shù)檢波運算放大器Κ5;第一超聲波輸入端16和第二超聲波輸入端17分別接超聲波傳感器的相應(yīng)輸出端;所述儀表運算放大器Κ4的反相輸入端經(jīng)電容C8接第一超聲波輸入端16;所述的儀表運算放大器Κ4的同相輸入端經(jīng)電容C9接第二超聲波輸入端17;所述儀表運算放大器Κ4的輸出端依次經(jīng)電容C10、電容CU接對數(shù)檢波運算放大器Κ5的差分輸入端；電阻R14接在電容ClO與Cll的節(jié)點和地之間；電容C12接在對數(shù)檢波運算放大器Κ5的差分輸入端與地之間；電阻R12接在儀表運算放大器Κ4的反相輸入端與地之間；電阻R13接在儀表運算放大器Κ4的同相輸入端與地之間；對數(shù)檢波運算放大器Κ5的輸出端經(jīng)電阻Rl 5接ARM處理器的數(shù)字輸入端DΙΝ2。
[0013]所述開關(guān)報警電路包括水位信號輸入端18、電阻R17-R18和三極管Τ;所述水位信號輸入端18接電極式液位傳感器的輸出端;所述水位信號輸入端18經(jīng)電阻R17與三極管T的基極連接;所述的電阻R18接在三極管T的基極和發(fā)射極之間；所述三極管T的集電極接ARM處理器的數(shù)字輸入端DIN3。
[0014]所述光電轉(zhuǎn)換電路包括光纖信號輸入端Ι9、ΑΗ)模塊、電阻R16和運算放大器Κ6;所述光纖信號輸入端19接點式光纖溫度傳感器的輸出端;光纖信號輸入端19接Aro模塊輸入端，所述APD模塊正輸出端接運算放大器Κ6的反相輸入端連接;所述APD模塊的負(fù)輸出端接運算放大器Κ6的同相輸入端;所述電阻R16接在運算放大器Κ6的反相輸入端與輸出端之間；所述AH)模塊的負(fù)輸出端接地。
[0015]所述的高頻電流互感器型號為HFCT100;所述的電壓互感器型號為JDZ10;所述的溫濕度傳感器的型號為SHT75;所述的氣體傳感器型號為SC-C20;所述的對數(shù)放大器Kl型號為AD8318;所述的電壓轉(zhuǎn)換模塊M型號為ΖΜΡΤ107;所述的運算放大器Κ2型號為LM324;所述的運算放大器Κ3型號為ADA4505;所述的儀表運算放大器Κ4型號為AD620;所述的對數(shù)檢波運算放大器Κ5型號為AD8310;所述的ARM處理器型號為STM32F373;所述的三極管T型號為9015;所述APD模塊的型號為C12702-11;所述的運算放大器Κ6型號為AD708;電極式液位傳感器的型號為HD-UDD;超聲波傳感器的型號為T/R55-15.5E2792。
[0016]基于保護(hù)接地箱的高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)測的方法，其包括如下步驟:
(1)所述ARM處理器分別讀取溫濕度數(shù)據(jù)、氣體濃度數(shù)據(jù)、水位報警數(shù)據(jù)、接地電流數(shù)據(jù)、保護(hù)接地電壓數(shù)據(jù)、信號頻率數(shù)據(jù)、信號幅值強度數(shù)據(jù)、中間接頭溫度數(shù)據(jù)、中間接頭超聲波局放脈沖數(shù)據(jù)；
(2)判斷溫濕度數(shù)據(jù)是否超過預(yù)設(shè)的報警閾值;若超過預(yù)設(shè)的報警閾值，進(jìn)入步驟(2-1);否則轉(zhuǎn)至步驟(3);
(2-1)所述ARM處理器輸出濕度報警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器；
(3)判斷氣體濃度數(shù)據(jù)是否超過預(yù)設(shè)的報警閾值;若超過預(yù)設(shè)的報警閾值，進(jìn)入步驟(3-1);否則轉(zhuǎn)至步驟(4); (3-1)所述ARM處理器輸出氣體濃度報警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器；
(4)判斷水位報警數(shù)據(jù)是否有效;若有效進(jìn)入步驟(4-1);否則轉(zhuǎn)至步驟(5);
(4-1)所述ARM處理器輸出水位報警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器；
(5)判斷保護(hù)接地電壓數(shù)據(jù)是否超接地保護(hù)電壓限定值;若超接地保護(hù)電壓限定值，進(jìn)入步驟(5-1);否則轉(zhuǎn)至步驟(6);
(5-1)所述ARM處理器輸出接地線過電壓報警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器；
(6)從所述智能監(jiān)測終端的ARM處理器選取一個周波的電流信號，利用FFT算法提取電流的有效值；
(6-1)判斷接地電流數(shù)據(jù)是否超接地電流限定值;若超接地電流限定值，進(jìn)入步驟(6-2);否則轉(zhuǎn)至步驟(7);
(6-2)所述ARM處理器輸出接地電流報警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器；
(7)判斷信號頻率數(shù)據(jù)是否超局放信號頻率設(shè)定值;若超頻率設(shè)定值進(jìn)入步驟(7-1);否則轉(zhuǎn)至步驟(8);
(7-1)對信號幅值強度數(shù)據(jù)和持續(xù)時間進(jìn)行時間計權(quán);判斷計權(quán)結(jié)果是否超電纜絕緣材料局放等級標(biāo)準(zhǔn)值;若超標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)入步驟(7-2);否則轉(zhuǎn)至步驟(8);
(7-2)所述ARM處理器輸出局放報警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器；
(8)低頻放電信號計數(shù)值+1;判斷窄脈沖計數(shù)值是否超設(shè)定值;若是進(jìn)入步驟(8-1);否則轉(zhuǎn)至步驟(9);
(8-1)所述ARM處理器輸出局放預(yù)警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器；
(9)判斷中間接頭溫度數(shù)據(jù)是否超溫度限值;若超溫度限值進(jìn)入步驟(9-1);否則轉(zhuǎn)至步驟(10);
(9-1)所述ARM處理器輸出中間接頭溫度告警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器；
(10)判斷中間接頭超聲波局放脈沖數(shù)據(jù)是否超局放限值;若超局放限值進(jìn)入步驟(ιο-?); 否則轉(zhuǎn)至步驟 (I);
(10-1)所述ARM處理器輸出中間接頭局放告警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明可對高壓電纜終端接頭和中間接頭局部放電、保護(hù)接地狀態(tài)、氣體環(huán)境參數(shù)、中間接頭溫度等信息進(jìn)行有效的評估與診斷，實現(xiàn)實時在線收集數(shù)據(jù)記錄，實現(xiàn)狀態(tài)檢修大大提高供電可靠性;收集的數(shù)據(jù)有對照、有層次、可以確定到每一相、每一段高壓電纜;高壓電纜狀態(tài)數(shù)據(jù)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器進(jìn)行分析、確認(rèn)，可以快速自動評估缺陷或故障區(qū)段，極大提高了檢修效率。依托保護(hù)接地箱，集中局部放電檢測、保護(hù)接地狀態(tài)監(jiān)測、環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測、光纖測溫為一體，解決了現(xiàn)有單一功能產(chǎn)品存在的不足，極大的節(jié)省了資源，提高了運行效率;本發(fā)明可對高壓電纜接頭局部放電快速檢測及自動評估缺陷等級，提高局部放電檢測效率和減少分析時間；融合環(huán)境及接地狀態(tài)監(jiān)測并集中到保護(hù)接地箱內(nèi)，解決了現(xiàn)有的產(chǎn)品的不足，極大的節(jié)省了資源并提高了運行效率的高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的保護(hù)接地箱的高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)原理框圖。
[0019]圖2為頻率測量電路的電路原理圖。
[0020]圖3為信號強度測量的電路原理圖。
[0021]圖4為電流采集電路的電路原理圖。
[0022]圖5為電壓采集電路的電路原理圖。
[0023]圖6為I/V轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖。
[0024]圖7為放大對數(shù)檢波電路的電路原理圖。
[0025]圖8為開關(guān)報警電路的電路原理圖。
[0026]圖9為光電轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖。
[0027]圖10為監(jiān)測現(xiàn)場結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]在圖1-10中，1、高頻電流互感器，2、電壓互感器，3、輸出電纜，4、控制盒，5、溫濕度傳感器，6、氣體傳感器，7、超聲波傳感器，8、點式光纖溫度傳感器，9、電極式液位傳感器，10、過電壓保護(hù)器。
【具體實施方式】
[0029]下面根據(jù)圖1-10及實施例對本發(fā)明做詳細(xì)說明。
[0030]由圖1-10所示的實施例可知，它其包括高頻電流局部放電采集單元、電纜中間接頭超聲波局部放電采集單元、電纜中間接頭光纖測溫單元、接地箱狀態(tài)監(jiān)測單元、氣體檢測單元、環(huán)境溫濕度檢測單元、水位報警單元、ARM處理器單元、無線GPRS模塊和遠(yuǎn)程監(jiān)控主站；
所述高頻電流局部放電采集單元包括高頻電流互感器、頻率測量電路和信號強度測量電路;所述接地箱狀態(tài)監(jiān)測單元包括電壓互感器、電流采集電路和電壓采集電路;所述高頻電流互感器用支架安裝在接地箱側(cè)壁，以開啟式結(jié)構(gòu)套住電纜護(hù)層接地線;所述電壓互感器用支架安裝在接地箱側(cè)壁，一次線圈用控制電纜連接到護(hù)層保護(hù)器兩端母排;所述頻率測量電路、信號強度測量電路和電流采集電路的輸入端分別接所述高頻電流互感器的相應(yīng)輸出端;所述電壓互感器輸出端接電壓采集電路的相應(yīng)輸入端；
電纜中間接頭超聲波局部放電采集單元包括超聲波傳感器和放大對數(shù)檢波電路;所述超聲波傳感器安裝在電纜中間接頭防爆盒上部;所述超聲波傳感器的輸出端接放大對數(shù)檢波電路的相應(yīng)輸入端；
所述電纜中間接頭光纖測溫單元包括點式光纖溫度傳感器和光電轉(zhuǎn)換電路;所述點式光纖溫度傳感器沿電纜安裝在電纜中間接頭防爆盒內(nèi)；所述點式光纖溫度傳感器的輸出端接光電轉(zhuǎn)換電路的相應(yīng)輸入端；
所述氣體檢測單元包括氣體傳感器和Ι/v轉(zhuǎn)換電路;所述氣體傳感器安裝在控制盒上壁;所述氣體傳感器的輸出端接I/V轉(zhuǎn)換電路的相應(yīng)輸入端；
所述環(huán)境溫濕度檢測單元包括溫濕度傳感器;所述溫濕度傳感器安裝在控制盒上壁；所述水位報警單元包括電極式液位傳感器和開關(guān)報警電路;所述電極式液位傳感器安裝在控制盒下壁;所述電極式液位傳感器的輸出端接開關(guān)報警電路的相應(yīng)輸入端；
所述頻率測量電路、信號強度測量電路、電流采集電路、電壓采集電路、光電轉(zhuǎn)換電路和I /V轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別接所述ARM處理器單元的相應(yīng)模擬輸入端ANl -AN6;
所述溫濕度傳感器、放大對數(shù)檢波電路和開關(guān)報警電路的輸出端分別接ARM處理器的相應(yīng)數(shù)字信號輸入端DIN1-DIN3;
所述遠(yuǎn)程監(jiān)控主站包括WEB服務(wù)器、應(yīng)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機和客戶端PC;所述應(yīng)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與WEB服務(wù)器雙向連接;應(yīng)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)交換機及無線GPRS網(wǎng)絡(luò)與無線GPRS模塊無線連接；所述客戶端PC通過INTERNET網(wǎng)絡(luò)連接WEB服務(wù)器。
[0031]電纜護(hù)層通過接地箱接地，構(gòu)成電纜接地系統(tǒng)。一般是電纜一端通過直接接地箱接地，另外一端通過保護(hù)接地箱接地。直接接地箱把電纜護(hù)層接地線連接到接地母排上;保護(hù)接地箱把護(hù)層接地線連接到護(hù)層保護(hù)器(避雷器)的一端，護(hù)層保護(hù)器另一端連接接地母排。高頻電流互感器(CT)為開合式結(jié)構(gòu)，套到電纜護(hù)層接地線上，互感器外有支架，安裝到接地箱壁。電壓互感器(PT)輸出并聯(lián)到護(hù)層保護(hù)器兩端，互感器底座安裝到接地箱壁。直接接地箱由于沒有護(hù)層保護(hù)器，所以沒有電壓互感器。溫濕度傳感器安裝在控制盒上部，傳感器護(hù)套為不銹鋼，有螺紋用螺栓固定。電極式液位傳感器安裝在控制盒下部，護(hù)套為不銹鋼，有螺紋用螺栓固定。超聲波探頭固定在電纜中間接頭防爆盒外，防爆盒一般為玻璃鋼材料，可以粘接。光纖溫度傳感器從防爆盒一端的沿電纜深入到防爆盒內(nèi)部。
[0032]所述的頻率測量電路包括頻率信號輸入端I1、輸出端01、濾波整流電路和信號整形電路;所述的濾波整形電路包括電阻R1、電解電容C1-C2、二極管Dl- D2;所述的信號整形電路包括電阻R2、反相器F1-F2;
所述頻率信號輸入端Il接高頻電流互感器的相應(yīng)輸出端；
頻率信號輸入端Il依次經(jīng)電解電容Cl、電解電容C2、反相器F1、反相器、F2接輸出端01;所述電阻Rl接在電解電容Cl的正極與地之間；所述二極管Dl的正極接電解電容Cl的負(fù)極，其負(fù)極接地;所述二極管D2的負(fù)極接電解電容Cl的負(fù)極，其正極接地;所述電阻R2接在反相器Fl的輸入端與輸出端之間；反相器F2的輸出端即輸出端01接ARM處理器的模擬輸入端AINlo
[0033]所述信號強度測量電路包括局放信號輸入端12、電阻R4、電容C3-C4和對數(shù)放大器Kl;局放信號輸入端12接高頻電流互感器的相應(yīng)輸出端;所述的對數(shù)放大器Kl的同相輸入端經(jīng)電容C3接局放信號輸入端12;所述的對數(shù)放大器Kl的反相輸入端經(jīng)電容C4接地;所述電阻R4接在局放信號輸入端12與地之間；所述的對數(shù)放大器Kl的輸出端連接至ARM處理器的模擬輸入端AIN2。
[0034]所述電流采集電路包括電流信號輸入端13、電阻R5-R7、電容C5和運算放大器K2;所述電流信號輸入端13經(jīng)電阻R5接入至運算放大器K2的反相輸入端;所述電容C5與電阻R7并聯(lián)后接在運算放大器K2的反相輸入端經(jīng)與輸出端之間;所述運算放大器K2的同相輸入端經(jīng)電阻R6接地;運算放大器K2的輸出端接ARM處理器的模擬輸入端AIN3。
[0035]所述電壓測量電路包括電阻R8-R9、電壓轉(zhuǎn)換模塊M;所述電壓互感器輸出的電壓信號經(jīng)電阻R8接在電壓轉(zhuǎn)換模塊M的輸入端;所述電阻R9接在電壓轉(zhuǎn)換模塊M的兩個輸出端之間；所述電壓轉(zhuǎn)換模塊M的一個輸出端接ARM處理器的模擬輸入端AIN4，另一個輸出端接地。
[0036]所述I/V轉(zhuǎn)換電路包括氣體傳感信號輸入端1、電阻RlO-Rl 1、電容C6和運算放大器K3;氣體傳感信號輸入端I接氣體傳感器的相應(yīng)輸出端;所述氣體傳感信號輸入端I接所述運算放大器K3的反相輸入端;所述運算放大器K3的同相輸入端接2.5V直流電源；
所述電阻RlO和電容C6并聯(lián)后接在運算放大器K3的反相輸入端與輸出端之間；所述運算放大器K3的輸出端經(jīng)電阻Rl I接ARM處理器的模擬輸入端AIN5。
[0037]所述放大對數(shù)檢波電路包括第一超聲波輸入端16、第二超聲波輸入端17、電容C8-Cl 1、電阻R12-R15、儀表運算放大器K4和對數(shù)檢波運算放大器K5;第一超聲波輸入端16和第二超聲波輸入端17分別接超聲波傳感器的相應(yīng)輸出端;所述儀表運算放大器K4的反相輸入端經(jīng)電容C8接第一超聲波輸入端16;所述的儀表運算放大器K4的同相輸入端經(jīng)電容C9接第二超聲波輸入端17;所述儀表運算放大器K4的輸出端依次經(jīng)電容C10、電容CU接對數(shù)檢波運算放大器K5的差分輸入端；電阻R14接在電容ClO與Cll的節(jié)點和地之間；電容C12接在對數(shù)檢波運算放大器K5的差分輸入端與地之間；電阻R12接在儀表運算放大器K4的反相輸入端與地之間；電阻R13接在儀表運算放大器K4的同相輸入端與地之間；對數(shù)檢波運算放大器K5的輸出端經(jīng)電阻Rl 5接ARM處理器的數(shù)字輸入端DIN2。
[0038]所述開關(guān)報警電路包括水位信號輸入端18、電阻R17-R18和三極管T;所述水位信號輸入端18接電極式液位傳感器的輸出端;所述水位信號輸入端18經(jīng)電阻R17與三極管T的基極連接;所述的電阻R18接在三極管T的基極和發(fā)射極之間；所述三極管T的集電極接ARM處理器的數(shù)字輸入端DIN3。
[0039]所述光電轉(zhuǎn)換電路包括光纖信號輸入端Ι9、ΑΗ)模塊、電阻R16和運算放大器K6;所述光纖信號輸入端19接點式光纖溫度傳感器的輸出端;光纖信號輸入端19接Aro模塊輸入端，所述APD模塊正輸出端接運算放大器Κ6的反相輸入端連接;所述APD模塊的負(fù)輸出端接運算放大器Κ6的同相輸入端;所述電阻R16接在運算放大器Κ6的反相輸入端與輸出端之間；所述AH)模塊的負(fù)輸出端接地。
[0040]所述的高頻電流互感器型號為HFCT100;所述的電壓互感器型號為JDZ10;所述的溫濕度傳感器的型號為SHT75;所述的氣體傳感器型號為SC-C20;所述的對數(shù)放大器Kl型號為AD8318;所述的電壓轉(zhuǎn)換模塊M型號為ΖΜΡΤ107;所述的運算放大器Κ2型號為LM324;所述的運算放大器Κ3型號為ADA4505;所述的儀表運算放大器Κ4型號為AD620;所述的對數(shù)檢波運算放大器Κ5型號為AD8310;所述的ARM處理器型號為STM32F373;所述的三極管T型號為9015;所述APD模塊的型號為C12702-11;所述的運算放大器Κ6型號為AD708;電極式液位傳感器的型號為HD-UDD;超聲波傳感器的型號為T/R55-15.5E2792。
[0041]其工作過程如下:本發(fā)明是傳感器技術(shù)、信號采樣技術(shù)、嵌入式技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的集成系統(tǒng)。
[0042]安裝在接地箱中接地電纜上的高頻電流互感器將感應(yīng)到的電流信號分作叁路分別送給局放信號頻率測量電路、局放信號強度測量電路以及低頻接地電流信號測量電路；智能監(jiān)測終端根據(jù)局放信號頻率測量電路的輸入信號按照持續(xù)時間區(qū)分為高頻局放信號和瞬發(fā)窄脈沖局放信號；同時觸發(fā)局放強度測量電路測量信號強度，將高頻局放信號頻率、強度進(jìn)行時間計權(quán)，得到高壓電纜缺陷等級;將瞬發(fā)窄脈沖局放信號按時間周期計數(shù);對于超過預(yù)先設(shè)定缺陷等級的和脈沖計數(shù)設(shè)定值的作為報警狀態(tài)信息;安裝在過壓保護(hù)器兩端的低壓電壓互感器將感應(yīng)到的電壓信號和低頻電流信號有傳輸線纜連接至智能監(jiān)測終端的低頻信號接口，進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后得到電壓和電流數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)設(shè)值判斷保護(hù)接地的狀態(tài);夕卜部安裝的氣體傳感器、溫濕度傳感器及水位報警器的信號經(jīng)過智能監(jiān)測終端進(jìn)行轉(zhuǎn)換，判斷是否超設(shè)定氣體濃度限值、濕度限值及水位報警有效值，如果超限值，輸出報警狀態(tài)信息；安裝在電纜中間接頭部位的光纖測溫傳感器經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換將信號傳遞給ARM處理器進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，所得溫度值與中間接頭溫度限定值比較，如果超限定值，輸出報警狀態(tài)；中間接頭防爆盒外安裝的超聲波探頭檢測中間接頭的局部放電信號，經(jīng)過前置放大和對數(shù)檢波電路轉(zhuǎn)換成脈沖信號傳遞給ARM處理器，與中間接頭局放限定值比較，若超限則輸出報警狀態(tài);所有數(shù)據(jù)和報警狀態(tài)信息由無線GPRS模塊傳送給遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器;連接到遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器的監(jiān)控計算機可以通過網(wǎng)頁刷新這些數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。
[0043]本發(fā)明實現(xiàn)監(jiān)測的方法包括如下步驟:
(1)所述ARM處理器分別讀取溫濕度數(shù)據(jù)、氣體濃度數(shù)據(jù)、水位報警數(shù)據(jù)、接地電流數(shù)據(jù)、保護(hù)接地電壓數(shù)據(jù)、信號頻率數(shù)據(jù)、信號幅值強度數(shù)據(jù)、中間接頭溫度數(shù)據(jù)、中間接頭超聲波局放脈沖數(shù)據(jù)；
(2)判斷溫濕度數(shù)據(jù)是否超過預(yù)設(shè)的報警閾值;若超過預(yù)設(shè)的報警閾值，進(jìn)入步驟(2-1);否則轉(zhuǎn)至步驟(3);
(2-1)所述ARM處理器輸出濕度報警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器；
(3)判斷氣體濃度數(shù)據(jù)是否超過預(yù)設(shè)的報警閾值;若超過預(yù)設(shè)的報警閾值，進(jìn)入第(3-
1);否則轉(zhuǎn)至步驟(4);
(3-1)所述ARM處理器輸出氣體濃度報警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器；
(4)判斷水位報警數(shù)據(jù)是否有效;若有效進(jìn)入步驟(4-1);否則轉(zhuǎn)至步驟(5);
(4-1)所述ARM處理器輸出水位報警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器；
(5)判斷保護(hù)接地電壓數(shù)據(jù)是否超接地保護(hù)電壓限定值;若超接地保護(hù)電壓限定值，進(jìn)入步驟(5-1);否則轉(zhuǎn)至步驟(6);
(5-1)所述ARM處理器輸出接地線過電壓報警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器；
(6)從所述智能監(jiān)測終端的ARM處理器選取一個周波的電流信號，利用FFT算法提取電流的有效值；
(6-1)判斷接地電流數(shù)據(jù)是否超接地電流限定值;若超接地電流限定值，進(jìn)入步驟(6-
2);否則轉(zhuǎn)至步驟(7);
(6-2)所述ARM處理器輸出接地電流報警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器；
(7)判斷信號頻率數(shù)據(jù)是否超局放信號頻率設(shè)定值;若超頻率設(shè)定值進(jìn)入步驟(7-1);否則轉(zhuǎn)至步驟(8); (7-1)對信號幅值強度數(shù)據(jù)和持續(xù)時間進(jìn)行時間計權(quán);判斷計權(quán)結(jié)果是否超電纜絕緣材料局放等級標(biāo)準(zhǔn)值;若超標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)入步驟(7-2);否則轉(zhuǎn)至步驟(8);
(7-2)所述ARM處理器輸出局放報警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器；
(8)低頻放電信號計數(shù)值+1;判斷窄脈沖計數(shù)值是否超設(shè)定值;若是進(jìn)入步驟(8-1);否則轉(zhuǎn)至步驟(9);
(8-1)所述ARM處理器輸出局放預(yù)警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器；
(9)判斷中間接頭溫度數(shù)據(jù)是否超溫度限值;若超溫度限值進(jìn)入步驟(9-1);否則轉(zhuǎn)至步驟(10);
(9-1)所述ARM處理器輸出中間接頭溫度告警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器；
(10)判斷中間接頭超聲波局放脈沖數(shù)據(jù)是否超局放限值;若超局放限值進(jìn)入步驟(ιο-?); 否則轉(zhuǎn)至步驟 (I);
(10-1)所述ARM處理器輸出中間接頭局放告警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器。
[0044]以上所述實施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，而并非本發(fā)明可行實施例的窮舉。對于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明原理和精神的前提下對其所作出的任何顯而易見的改動，都應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于保護(hù)接地箱的高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括高頻電流局部放電采集單元、電纜中間接頭超聲波局部放電采集單元、電纜中間接頭光纖測溫單元、接地箱狀態(tài)監(jiān)測單元、氣體檢測單元、環(huán)境溫濕度檢測單元、水位報警單元、ARM處理器、無線GPRS模塊和遠(yuǎn)程監(jiān)控主站； 所述高頻電流局部放電采集單元包括高頻電流互感器、頻率測量電路和信號強度測量電路;所述接地箱狀態(tài)監(jiān)測單元包括電壓互感器、電流采集電路和電壓采集電路;所述高頻電流互感器用支架安裝在接地箱側(cè)壁，以開啟式結(jié)構(gòu)套住電纜護(hù)層接地線;所述電壓互感器用支架安裝在接地箱側(cè)壁，一次線圈用控制電纜連接到護(hù)層保護(hù)器兩端母排;所述頻率測量電路、信號強度測量電路和電流采集電路的輸入端分別接所述高頻電流互感器的相應(yīng)輸出端;所述電壓互感器輸出端接電壓采集電路的相應(yīng)輸入端； 電纜中間接頭超聲波局部放電采集單元包括超聲波傳感器和放大對數(shù)檢波電路;所述超聲波傳感器安裝在電纜中間接頭防爆盒上部;所述超聲波傳感器的輸出端接放大對數(shù)檢波電路的相應(yīng)輸入端； 所述電纜中間接頭光纖測溫單元包括點式光纖溫度傳感器和光電轉(zhuǎn)換電路;所述點式光纖溫度傳感器沿電纜安裝在電纜中間接頭防爆盒內(nèi)；所述點式光纖溫度傳感器的輸出端接光電轉(zhuǎn)換電路的相應(yīng)輸入端； 所述氣體檢測單元包括氣體傳感器和Ι/v轉(zhuǎn)換電路;所述氣體傳感器安裝在控制盒上壁;所述氣體傳感器的輸出端接Ι/v轉(zhuǎn)換電路的相應(yīng)輸入端； 所述環(huán)境溫濕度檢測單元包括溫濕度傳感器;所述溫濕度傳感器安裝在控制盒上壁；所述水位報警單元包括電極式液位傳感器和開關(guān)報警電路;所述電極式液位傳感器安裝在控制盒下壁;所述電極式液位傳感器的輸出端接開關(guān)報警電路的相應(yīng)輸入端； 所述頻率測量電路、信號強度測量電路、電流采集電路、電壓采集電路、光電轉(zhuǎn)換電路和Ι/v轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別接所述ARM處理器的相應(yīng)模擬輸入端AINl -AIN6; 所述溫濕度傳感器、放大對數(shù)檢波電路和開關(guān)報警電路的輸出端分別接ARM處理器的相應(yīng)數(shù)字信號輸入端DIN1-DIN3; 所述遠(yuǎn)程監(jiān)控主站包括WEB服務(wù)器、應(yīng)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機和客戶端PC;所述應(yīng)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與WEB服務(wù)器雙向連接;應(yīng)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)交換機及無線GPRS網(wǎng)絡(luò)與無線GPRS模塊無線連接；所述客戶端PC通過INTERNET網(wǎng)絡(luò)連接WEB服務(wù)器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于保護(hù)接地箱的高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的頻率測量電路包括頻率信號輸入端I1、輸出端01、濾波整流電路和信號整形電路;所述的濾波整形電路包括電阻Rl、電解電容C1-C2、二極管Dl- D2;所述的信號整形電路包括電阻R2、反相器F1-F2; 所述頻率信號輸入端Il接高頻電流互感器的相應(yīng)輸出端； 頻率信號輸入端Il依次經(jīng)電解電容Cl、電解電容C2、反相器Fl、反相器F2接輸出端01;所述電阻Rl接在電解電容Cl的正極與地之間；所述二極管Dl的正極接電解電容Cl的負(fù)極，其負(fù)極接地;所述二極管D2的負(fù)極接電解電容Cl的負(fù)極，其正極接地;所述電阻R2接在反相器Fl的輸入端與輸出端之間；反相器F2的輸出端即輸出端01接ARM處理器的模擬輸入端AINlo3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于保護(hù)接地箱的高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述信號強度測量電路包括局放信號輸入端12、電阻R4、電容C3-C4和對數(shù)放大器Kl ；局放信號輸入端12接高頻電流互感器的相應(yīng)輸出端;所述的對數(shù)放大器Kl的同相輸入端經(jīng)電容C3接局放信號輸入端12;所述的對數(shù)放大器Kl的反相輸入端經(jīng)電容C4接地;所述電阻R4接在局放信號輸入端12與地之間；所述的對數(shù)放大器Kl的輸出端連接至ARM處理器的模擬輸入端AIN2o4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于保護(hù)接地箱的高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述電流采集電路包括電流信號輸入端13、電阻R5-R7、電容C5和運算放大器K2;所述電流信號輸入端13經(jīng)電阻R5接入至運算放大器K2的反相輸入端;所述電容C5與電阻R7并聯(lián)后接在運算放大器K2的反相輸入端與輸出端之間；所述運算放大器K2的同相輸入端經(jīng)電阻R6接地；運算放大器K2的輸出端接ARM處理器的模擬輸入端AIN3。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于保護(hù)接地箱的高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述電壓采集電路包括電阻R8-R9和電壓轉(zhuǎn)換模塊M;所述電壓互感器輸出的電壓信號經(jīng)電阻R8接在電壓轉(zhuǎn)換模塊M的輸入端;所述電阻R9接在電壓轉(zhuǎn)換模塊M的兩個輸出端之間；所述電壓轉(zhuǎn)換模塊M的一個輸出端接ARM處理器的模擬輸入端AIN4，另一個輸出端接地。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于保護(hù)接地箱的高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述I/V轉(zhuǎn)換電路包括氣體傳感信號輸入端15、電阻RlO-Rll、電容C6和運算放大器K3;氣體傳感信號輸入端15接氣體傳感器的相應(yīng)輸出端;所述氣體傳感信號輸入端15接所述運算放大器K3的反相輸入端;所述運算放大器K3的同相輸入端接2.5V直流電源； 所述電阻RlO和電容C6并聯(lián)后接在運算放大器K3的反相輸入端與輸出端之間；所述運算放大器K3的輸出端經(jīng)電阻Rl I接ARM處理器的模擬輸入端AIN5。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于保護(hù)接地箱的高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述放大對數(shù)檢波電路包括第一超聲波輸入端16、第二超聲波輸入端17、電容C8-C11、電阻R12-R15、儀表運算放大器K4和對數(shù)檢波運算放大器K5;第一超聲波輸入端16和第二超聲波輸入端17分別接超聲波傳感器的相應(yīng)輸出端;所述儀表運算放大器K4的反相輸入端經(jīng)電容CS接第一超聲波輸入端16;所述的儀表運算放大器K4的同相輸入端經(jīng)電容C9接第二超聲波輸入端17;所述儀表運算放大器K4的輸出端依次經(jīng)電容C10、電容Cll接對數(shù)檢波運算放大器K5的差分輸入端；電阻R14接在電容ClO與CU的節(jié)點和地之間；電容C12接在對數(shù)檢波運算放大器K5的差分輸入端與地之間；電阻R12接在儀表運算放大器K4的反相輸入端與地之間；電阻R13接在儀表運算放大器K4的同相輸入端與地之間；對數(shù)檢波運算放大器K5的輸出端經(jīng)電阻Rl 5接ARM處理器的數(shù)字輸入端DIN2。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于保護(hù)接地箱的高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述開關(guān)報警電路包括水位信號輸入端18、電阻R17-R18和三極管T;所述水位信號輸入端18接電極式液位傳感器的輸出端;所述水位信號輸入端18經(jīng)電阻R17與三極管T的基極連接;所述的電阻R18接在三極管T的基極和發(fā)射極之間；所述三極管T的集電極接ARM處理器的數(shù)字輸入端DIN3。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于保護(hù)接地箱的高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述光電轉(zhuǎn)換電路包括光纖信號輸入端19、AF1D模塊、電阻R16和運算放大器K6;所述光纖信號輸入端19接點式光纖溫度傳感器的輸出端;光纖信號輸入端19接APD模塊輸入端，所述APD模塊正輸出端接運算放大器K6的反相輸入端連接;所述AH)模塊的負(fù)輸出端接運算放大器K6的同相輸入端;所述電阻R16接在運算放大器K6的反相輸入端與輸出端之間；所述APD模塊的負(fù)輸出端接地。10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任何一項所述的基于保護(hù)接地箱的高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的高頻電流互感器型號為HFCT100;所述的電壓互感器型號為JDZ10;所述的溫濕度傳感器的型號為SHT75;所述的氣體傳感器型號為SC-C20;所述的對數(shù)放大器Kl型號為AD8318;所述的電壓轉(zhuǎn)換模塊M型號為ΖΜΡΤ107;所述的運算放大器Κ2型號為LM324;所述的運算放大器Κ3型號為ADA4505;所述的儀表運算放大器Κ4型號為AD620;所述的對數(shù)檢波運算放大器Κ5型號為AD8310;所述的ARM處理器型號為STM32F373;所述的三極管T型號為9015;所述APD模塊的型號為C12702-11;所述的運算放大器Κ6型號為AD708;電極式液位傳感器的型號為HD-UDD;超聲波傳感器的型號為T/R55-15.5E2792。11.利用權(quán)利要求1所述的基于保護(hù)接地箱的高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)測的方法，其特征在于包括如下步驟: (1)所述ARM處理器分別讀取溫濕度數(shù)據(jù)、氣體濃度數(shù)據(jù)、水位報警數(shù)據(jù)、接地電流數(shù)據(jù)、保護(hù)接地電壓數(shù)據(jù)、信號頻率數(shù)據(jù)、信號幅值強度數(shù)據(jù)、中間接頭溫度數(shù)據(jù)、中間接頭超聲波局放脈沖數(shù)據(jù)； (2)判斷溫濕度數(shù)據(jù)是否超過預(yù)設(shè)的報警閾值;若超過預(yù)設(shè)的報警閾值，進(jìn)入步驟(2-1);否則轉(zhuǎn)至步驟(3); (2-1)所述ARM處理器輸出濕度報警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器； (3)判斷氣體濃度數(shù)據(jù)是否超過預(yù)設(shè)的報警閾值；若超過預(yù)設(shè)的報警閾值，進(jìn)入步驟(3-1);否則轉(zhuǎn)至步驟(4); (3-1)所述ARM處理器輸出氣體濃度報警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器； (4)判斷水位報警數(shù)據(jù)是否有效;若有效進(jìn)入步驟(4-1);否則轉(zhuǎn)至步驟(5); (4-1)所述ARM處理器輸出水位報警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器； (5)判斷保護(hù)接地電壓數(shù)據(jù)是否超接地保護(hù)電壓限定值;若超接地保護(hù)電壓限定值，進(jìn)入步驟(5-1);否則轉(zhuǎn)至步驟(6); (5-1)所述ARM處理器輸出接地線過電壓報警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器； (6)從所述智能監(jiān)測終端的ARM處理器選取一個周波的電流信號，利用FFT算法提取電流的有效值； (6-1)判斷接地電流數(shù)據(jù)是否超接地電流限定值;若超接地電流限定值，進(jìn)入步驟(6-2);否則轉(zhuǎn)至步驟(7); (6-2)所述ARM處理器輸出接地電流報警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器； (7)判斷信號頻率數(shù)據(jù)是否超局放信號頻率設(shè)定值;若超頻率設(shè)定值進(jìn)入步驟(7-1);否則轉(zhuǎn)至步驟(8); (7-1)對信號幅值強度數(shù)據(jù)和持續(xù)時間進(jìn)行時間計權(quán);判斷計權(quán)結(jié)果是否超電纜絕緣材料局放等級標(biāo)準(zhǔn)值;若超標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)入步驟(7-2);否則轉(zhuǎn)至步驟(8); (7-2)所述ARM處理器輸出局放報警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器； (8)低頻放電信號計數(shù)值+1;判斷窄脈沖計數(shù)值是否超設(shè)定值;若是進(jìn)入步驟(8-1);否則轉(zhuǎn)至步驟(9); (8-1)所述ARM處理器輸出局放預(yù)警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器； (9)判斷中間接頭溫度數(shù)據(jù)是否超溫度限值;若超溫度限值進(jìn)入步驟(9-1);否則轉(zhuǎn)至步驟(10); (9-1)所述ARM處理器輸出中間接頭溫度告警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器； (10)判斷中間接頭超聲波局放脈沖數(shù)據(jù)是否超局放限值;若超局放限值進(jìn)入步驟(ιο-?); 否則轉(zhuǎn)至步驟 (I); (10-1)所述ARM處理器輸出中間接頭局放告警信息并經(jīng)無線GPRS模塊通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控主站服務(wù)器。
【文檔編號】G01R31/00GK106093720SQ201610400961
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】李宏峰, 郭濤, 胡建彬, 楊博超, 王立軍, 成洪剛, 張霞, 郭康, 谷冉, 林超, 劉亞鋒, 辛小亮, 文輝, 張玉山, 牛君
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河北省電力公司, 國網(wǎng)河北省電力公司石家莊供電分公司