一種地埋式高壓電纜局部放電在線監(jiān)測及定位系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種地埋式高壓電纜局部放電在線監(jiān)測及定位系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]電力電纜在電力系統(tǒng)中的應用越來越廣，保障電纜線路的安全運行是對電力系統(tǒng)運行的基本要求。隨著社會的高速發(fā)展，土地資源日趨緊張，電力線路逐漸由以往占地多的明線方式改為地埋方式。特別是最近幾年，隨著我國城鄉(xiāng)及國防現(xiàn)代化建設的發(fā)展和科技的不斷進步，使電力電纜的應用更加廣泛，其數(shù)量成倍增長。電纜線路的安全運行與人們的生產(chǎn)、生活息息相關，電纜線路的故障隱患嚴重地威脅著人民生命財產(chǎn)的安全，電纜故障對社會造成的影響也越來越大。突發(fā)的斷電事故不僅會給人們的正常生產(chǎn)和生活造成嚴重混亂，也會給電力公司造成巨大的損失。人們己經(jīng)不能接受因電纜線路故障造成工礦生產(chǎn)事故，或銀行系統(tǒng)、鐵路運輸系統(tǒng)、機場調(diào)度系統(tǒng)和生活供電的中斷。另一方面，電纜線路的故障檢測比架空輸電線路故障檢測任務要艱巨很多，因為電纜線路不像架空線路那樣具有直接可觀測性。如果電纜故障點的檢測結果與實際故障相差較大，那么也就失去了意義。所以，電纜故障檢測要求精確度更高的方法。
[0003]分析與歸納電力電纜的故障原因和特點，大致如下:
[0004]1.機械損傷:機械損傷類故障比較常見，所占故障率接近百分之六十。一般造成機械損傷的原因有直接受外力損傷、施工損傷、自然損傷等幾種。
[0005]2.絕緣受潮:絕緣受潮是電纜故障的又一主要因素。一般造成絕緣受潮的原因是電纜中間接頭或終端頭密封工藝不良或密封失效以及電纜護套被異物刺穿或腐蝕穿孔等。
[0006]3.絕緣老化:電纜絕緣長期在電作用下工作，要受到伴隨電作用而來的化學、熱和機械作用，從而使介質發(fā)生物理化學變化，使介質的絕緣下降。
[0007]4.過電壓:過電壓主要指大氣過電壓和內(nèi)過電壓。3倍的大氣過電壓或操作過電壓對于絕緣良好的電纜不會有太大的影響，但實際上，電纜線路在遭受雷擊時被擊穿的情況并不罕見。
[0008]5.過熱:引起電纜過熱的原因主要是電纜長期過負荷工作、火災或鄰近電纜故障的燒傷、靠近其他熱源，長期接受熱輻射等。
[0009]6.傳統(tǒng)的電力電纜離線故障測距裝置需附加高壓脈沖發(fā)生器，出于各種因素考慮，如人身安全，絕緣性能等，所加電壓只有30-40kv，達不到測量IlOkV以上電壓等級電力電纜故障點擊穿的要求，無法實現(xiàn)IlOkv以上電壓等級電力電纜故障測距。在線故障測距裝置的引入，完全利用電力電纜故障瞬間產(chǎn)生的信息，能夠克服這方面的缺點。
【實用新型內(nèi)容】
[0010]本實用新型的目的是提供一種地埋式高壓電纜局部放電在線監(jiān)測及定位系統(tǒng)。
[0011]本實用新型的目的通過以下技術方案來實現(xiàn):一種地埋式高壓電纜局部放電在線監(jiān)測及定位系統(tǒng)，包括多個用于采集高壓電纜不同位置放電信號的傳感器、與傳感器通過同軸電纜相連的監(jiān)測終端、與監(jiān)測終端通過光纖相連的網(wǎng)絡交換機以及與網(wǎng)絡交換機通過光纖相連的放電監(jiān)測集中器，所述監(jiān)測終端為數(shù)個，每個監(jiān)測終端與同一位置的多個傳感器相連，各個監(jiān)測終端之間通過光纖相連，所述監(jiān)測終端包括低頻電流傳感器、高頻電流傳感器、超聲波傳感器、低頻放大器、第一低噪放大器、第二低噪放大器、第一 A/D轉換器、第二 A/D轉換器、比較器、濾波器、寄存器、CPU、邏輯控制單元及通訊單元，所述低頻電流傳感器、低頻放大器、第一 A/D轉換器及寄存器依次相連，所述高頻電流傳感器、第一低噪放大器、濾波器及第一 A/D轉換器依次相連，所述濾波器還通過所述比較器與邏輯控制單元相連，所述超聲波傳感器、第二低噪放大器、第二 A/D轉換器及邏輯控制單元依次相連，所述邏輯控制單元還分別與所述CPU及第一 A/D轉換器相連，所述CPU還分別與所述比較器、寄存器和通訊單元相連。
[0012]所述高頻電流傳感器的頻帶范圍為IMHz至30MHz。
[0013]所述邏輯控制單元為CPLD。
[0014]本實用新型的優(yōu)點是:結構簡單，具有較高的同步采用精度。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0016]圖2是圖1中的監(jiān)測終端的架構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖進一步闡述本實用新型的【具體實施方式】:
[0018]如圖1-2所示的地埋式高壓電纜局部放電在線監(jiān)測及定位系統(tǒng)為本實用新型的一個實施例。該高壓電纜局部放電在線監(jiān)測及定位系統(tǒng)包括多個用于采集高壓電纜200不同位置放電信號的傳感器110、與傳感器110通過同軸電纜相連的監(jiān)測終端120、與監(jiān)測終端120通過光纖130相連的網(wǎng)絡交換機140以及與網(wǎng)絡交換機140通過光纖130相連的放電監(jiān)測集中器150。該高壓電纜局部放電在線監(jiān)測及定位系統(tǒng)的監(jiān)測終端120的數(shù)量為多個。每個監(jiān)測終端120與同一位置的多個傳感器110相連，各個監(jiān)測終端120之間通過光纖130相連。在該實施例中，傳感器110為電磁感應式傳感器。
[0019]監(jiān)測終端包括低頻電流傳感器1202、高頻電流傳感器1203、超聲波傳感器1204、低頻放大器1205、第一低噪放大器1206、第二低噪放大器1207、第一 A/D轉換器1208、第二 A/D轉換器1209、比較器1210、濾波器1211、寄存器1212,CPU 1213、邏輯控制單元1214及通訊單元1215。低頻電流傳感器1202、低頻放大器1205、第一A/D轉換器1208及寄存器1212依次相連。高頻電流傳感器1203、第一低噪放大器1206、濾波器1211及第一A/D轉換器1208依次相連。濾波器111還通過比較器1210與邏輯控制單元1214相連。超聲波傳感器1204、第二低噪放大器1207、第二A/D轉換器1209及邏輯控制單元114依次相連。邏輯控制單元1214還分別與CPU 1213及第一 A/D轉換器108相連，CPU 1213還分別與比較器1210、寄存器1212和通訊單元1215相連。其中，低頻電流傳感器1202和高頻電流傳感器1203還與被測對象(如變壓器、電纜等)的接地線相連，超聲波傳感器1204通常被安裝在被測對象的外壁上，高頻電流傳感器1203的頻帶范圍為IMHz至30MHz，邏輯控制單元1214可為FPGA或CPLD。
[0020]本系統(tǒng)監(jiān)測終端的工作過程如下:
[0021]首先，低頻電流傳感器1202采集工頻信號，同時，高頻電流傳感器1203采集局部放電信號，超聲波傳感器1204監(jiān)視超聲波信號，其次，低頻電流傳感器1202將采集到的工頻信號，經(jīng)低頻放大器1205放大后，由第一 A/D轉換器1208轉換成數(shù)字信號存入寄存器1212中。高頻電流傳感器1203采集到的局部放電信號經(jīng)第一低噪放大器1206和濾波器1211放大，濾波后，送入比較器1210中，與CPU 1213發(fā)送至比較器1210中的預設閾值進行比較，當采集到的局部放電信號大于該預設閾值時，邏輯控制單元1214控制第一 A/D轉換器1208將經(jīng)過濾波1211的局部放電信號模數(shù)轉換后存入寄存器1212中，并控制CPU 1213開始讀取寄存器1212中的工頻數(shù)字信號和局部放電數(shù)字信號，計算局部放電的特征參數(shù)，如局部放電信號的幅值、相位、等效時長以及等效帶寬等。當局部放電信號大于預設閾值時，CPU 1213開始計時，直到超聲波傳感器1204采集到超聲波信號，停止計時，計算超聲波信號的傳遞時間。最后，CPU 1213將超聲波信號的傳遞時間和局部放電的特征參數(shù)通過通訊單元1215發(fā)送至放電監(jiān)測集中器150，由放電監(jiān)測集中器150的監(jiān)測軟件分析局部放電的大小、類型、位置等信息。
[0022]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種地埋式高壓電纜局部放電在線監(jiān)測及定位系統(tǒng)，包括多個用于采集高壓電纜不同位置放電信號的傳感器、與傳感器通過同軸電纜相連的監(jiān)測終端、與監(jiān)測終端通過光纖相連的網(wǎng)絡交換機以及與網(wǎng)絡交換機通過光纖相連的放電監(jiān)測集中器，所述監(jiān)測終端為數(shù)個，每個監(jiān)測終端與同一位置的多個傳感器相連，各個監(jiān)測終端之間通過光纖相連，其特征在于，所述監(jiān)測終端包括低頻電流傳感器、高頻電流傳感器、超聲波傳感器、低頻放大器、第一低噪放大器、第二低噪放大器、第一 A/D轉換器、第二 A/D轉換器、比較器、濾波器、寄存器、CPU、邏輯控制單元及通訊單元，所述低頻電流傳感器、低頻放大器、第一 A/D轉換器及寄存器依次相連，所述高頻電流傳感器、第一低噪放大器、濾波器及第一 A/D轉換器依次相連，所述濾波器還通過所述比較器與所述邏輯控制單元相連，所述超聲波傳感器、第二低噪放大器、第二 A/D轉換器及邏輯控制單元依次相連，所述邏輯控制單元還分別與所述CPU及第一 A/D轉換器相連，所述CPU還分別與所述比較器、寄存器和通訊單元相連。2.根據(jù)權利要求1所述的地埋式高壓電纜局部放電在線監(jiān)測及定位系統(tǒng)，其特征在于，所述高頻電流傳感器的頻帶范圍為IMHz至30MHz。3.根據(jù)權利要求1或2所述的地埋式高壓電纜局部放電在線監(jiān)測及定位系統(tǒng)，其特征在于，所述邏輯控制單元為CPLD。
【專利摘要】本實用新型公開了一種地埋式高壓電纜局部放電在線監(jiān)測及定位系統(tǒng)，包括多個用于采集高壓電纜不同位置放電信號的傳感器、與傳感器通過同軸電纜相連的監(jiān)測終端、網(wǎng)絡交換機以及與網(wǎng)絡交換機通過光纖相連的放電監(jiān)測集中器，所述監(jiān)測終端為數(shù)個，每個監(jiān)測終端與同一位置的多個傳感器相連，各個監(jiān)測終端之間通過光纖相連，所述監(jiān)測終端包括低頻電流傳感器、高頻電流傳感器、超聲波傳感器、低頻放大器、第一低噪放大器、第二低噪放大器、第一A/D轉換器、第二A/D轉換器、比較器、濾波器、寄存器、CPU、邏輯控制單元及通訊單元。該在線監(jiān)測及定位系統(tǒng)結構簡單，且具有較高的同步采用精度。
【IPC分類】G01R31/08, G01R31/12
【公開號】CN204631187
【申請?zhí)枴緾N201520197163
【發(fā)明人】楊啟洪, 熊林材, 金向軍, 楊啟明, 吳盛友, 陳善文, 鐘少榮, 李慧珊, 趙偉杰, 彭元泉
【申請人】廣東電網(wǎng)有限責任公司佛山供電局
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年4月3日