CN102636736A

CN102636736A - 中高压电力电缆局部放电在线监测系统

Info

Publication number: CN102636736A
Application number: CN2012101424187A
Authority: CN
Inventors: 于洪; 贾传滨; 李永宁; 张达天; 林东皓
Original assignee: Jinan Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; Jinan Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2012-08-15

Abstract

一种中高压电力电缆局部放电在线监测系统，它包括传感器、现场检测单元、服务器和监控装置，所述传感器通过同轴电缆与现场检测单元连接，所述现场检测单元通过光纤与远程的服务器连接，所述服务器通过通信网络与监控装置连接。本发明的具有以下特点：1）安装方便，有利于事后检修和后期加装电流互感器。2）降低了传输带宽，减少了服务器的数据处理工作量，节省了服务器的存储空间。3）能够有效分析电力电缆周围环境噪声分布情况，具有较好的过滤效果。4）进行综合判断是否局部放电，提高了报警的准确度。5）实现了对多站多线路的连续、跟踪、灵活的监测，丰富了监测手段，而且能够对电力电缆进行统一监测，进行集中管理。

Description

中高压电力电缆局部放电在线监测系统

技术领域

本发明涉及一种电缆局部放电监测系统，具体地说是一种中高压电力电缆局部放电在线监测系统，属于电气工程技术领域。

背景技术

中高压电力电缆是电力系统的重要组成部分，但是，电力电缆在运行过程中，由于内部的杂质、半导体层凸起、电压作用下空间电荷的积累等因素会造成的局部电场应力集中，产生局部放电，致使电力电缆的安全运行受到影响。因此，通过检测电力电缆的局部放电，可以有效地判断电力电缆的老化情况。

中国专利公开号为2718593的专利公开了一种局部放电监测装置，该装置采取的技术方案是：在电力电缆的三相接地线上安装罗氏线圈电流互感器，通过罗氏线圈将采集到的局放电流信号转化为相差90°的电压信号并进入数据采集系统的前端信号处理，过滤部分低频噪声，同时进入后端信号处理模块，后单经过初步处理后的数据是采用数据包+数据地址并进入数据采集卡，现场PT(Partial Discharge,局部放电)的分压电路将PT电压转换为12V的低电压后通过并行通道进入数据采集卡。数据采集卡前的数据是通过IO口监测的，平时的数据流入采集后便以堆栈的形式流出，并不进入数据采集卡保存，而一旦IO接口发现局放数据，便反馈信号并开始存储数据采集卡中的局放数据。数据采集卡存储数据后进入预处理模块，经过简单处理后进入放电信号分析模块，在此过程，将通过放电电压进行自动判断是否为局放信号，如果超过阈值电压，则发送数据至绝缘趋势模块并最终进入远程监控系统显示波形，人工在此进行，同时进行发送报警信号；若没有超过阈值，则系统自动删除数据。其利用计算机分析处理局部放电，能够分析最大放电量、平均放电量、放电次数、放电相位、偏斜度、陡度参数，虽然有效地检测的局部放电情况，但是，还存在着以下几点不足：

1）电流互感器采用罗氏线圈，由于安装时需要将电缆从线圈中穿过，不仅安装麻烦，而且不便于事后检修和后期加装电流互感器，制约了其适用范围。

2）由于采集装置采用的单片机，不仅电路复杂，而且运算速度慢，且不具备扩展功能。

3）由于采用高通或低通滤波器来进行滤波处理，其降噪效果低。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供了一种中高压电力电缆局部放电在线监测系统，其不仅安装简单、使用方便，而且具有数据采集精准、运算数度快和降噪效果好的特点。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种中高压电力电缆局部放电在线监测系统，其特征是，包括传感器、现场检测单元、服务器和监控装置，所述传感器通过同轴电缆与现场检测单元连接，所述现场检测单元通过光纤与远程的服务器连接，所述服务器通过通信网络与监控装置连接。

所述传感器包括高频电流互感器和低频电流互感器。

所述传感器包括具有穿装线缆的中心通孔外壳体和设置在外壳体内的导磁体；所述外壳体由两个壳体相对扣合而成，所述壳体采用喷钢琴漆钢制骨架结构体；所述导磁体外为由漆包线缠绕空心导磁骨架制作而成的半圆形结构体。

所述两个壳体一端通过合页连接，另一端通过卡扣件连接。

所述现场检测单元包括箱体和设置在箱体内依次连接的信号采集模块、模数转换模块、数据分析模块、数据处理模块和以太网交换模块。

所述服务器包括以太网交换机、系统主机、显示模块、键盘输入模块和无线通信模块；所述系统主机分别与以太网交换机、显示模块、键盘输入模块和无线通信模块连接。

所述系统主机包括数据诊断分析模块、数据趋势分析模块、阀值阀值判断模块、报警模块和数据库模块；所述数据诊断分析模块分别与数据趋势分析模块、阀值判断模块和数据库模块连接，所述报警模块与阀值阀值判断模块连接。

所述通信网络包括GPRS无线网络和企业内部网络。

所述监控装置包括专用手持终端、便携计算机和智能手机。

本发明的工作原理如下：

采用带低通高通滤波器的电流互感器采集中高压电力电缆接地线中出现的局部放电信号，并将采集到的电流信号经带蛇皮管外壳的双屏蔽同轴电缆发送至现场检测单元，现场检测单元对获取的信号分别进行数模转换、分析和滤波处理，并将初步处理的数据通过光纤发送至服务器，服务器对各个现场检测单元的数据先进行诊断分析，再根据诊断分析结果进行趋势分析和阀值判断，并且将趋势分析结果发送到上一级管理系统，并根据阈值判断通知报警模块进行报警，报警模块通过内部网发送邮件或经过无线网络以短信的形式向手持终端、便携计算机和智能手机等监控装置进行报警，同时，服务器将数据存储到数据库模块。工作人员通过监控装置根据权限可以登录到服务器，进行对该监测系统进行远程操作，包括数据的存储，发送与修改，同时可实时查看远程的数据波形，方便工作人员进行维护。

本发明的有益效果如下：

1）采用卡接式传感器，不仅安装方便，而且有利于事后检修和后期加装电流互感器。

2）采用具有数据处理分析功能的现场检测单元，不仅降低了传输带宽，而且减少了服务器的数据处理工作量，节省了服务器的存储空间。

3）通过采用专用的数据处理模块对信号进行滤波降噪，不仅能够有效分析电力电缆周围环境噪声分布情况，而且对于和局部放电信号处于同一频段的噪声具有较好的过滤效果。

4）采用趋势分析的模式，系统在出现类似局部放电的数据出现后，不会第一时间发送给工作人员，而是此时开始自动存储全部数据，并长时间观察跟踪数据，进行综合判断是否局部放电，提高了报警的准确度。

5）该系统采用分布式结构对电力电缆进行局部放电检测，不仅实现了对多站多线路的连续、跟踪、灵活的监测，丰富了监测手段，而且能够对电力电缆进行统一监测，进行集中管理。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明所述传感器的结构示意图；

图3是本发明所述现场检测单元的原理框图；

图4是本发明所述服务器的结构框图；

图中，1壳体、2合页、3卡扣件。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一种中高压电力电缆局部放电在线监测系统，包括传感器、现场检测单元、服务器和监控装置，所述传感器通过同轴电缆与现场检测单元连接，所述现场检测单元通过光纤与位于远程控制中心的服务器连接，所述服务器通过通信网络与监控装置连接。其中，所述传感器包括高频电流互感器。

所述传感器包括具有穿装线缆的中心通孔外壳体和设置在外壳体内的导磁体。如图2所示，所述外壳体由两个壳体1相对扣合而成，所述两个壳体一端通过合页2连接，另一端通过卡扣件3连接。其中，所述壳体采用喷钢琴漆钢制骨架结构体；所述导磁体为由漆包线缠绕空心导磁骨架制作而成的半圆形结构体。

所述现场检测单元包括箱体和设置在箱体内依次连接的信号采集模块、模数转换模块、数据分析模块、数据处理模块和以太网交换模块，如图3所示。

所述服务器包括以太网交换机、系统主机、显示模块、键盘输入模块和无线通信模块；所述系统主机分别与以太网交换机、显示模块、键盘输入模块和无线通信模块连接，如图4所示。其中，所述系统主机包括数据诊断分析模块、数据趋势分析模块、阀值判断模块、报警模块和数据库模块；所述数据诊断分析模块分别与数据趋势分析模块、阀值阀值判断模块和数据库模块连接，所述报警模块与阀值阀值判断模块连接。

该监测系统中所述通信网络包括GPRS无线网络和企业内部网络。

该监测系统中所述监控装置包括专用手持终端、便携计算机和智能手机。

除上述实施例所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims

1.一种中高压电力电缆局部放电在线监测系统，其特征是，包括传感器、现场检测单元、服务器和监控装置，所述传感器通过同轴电缆与现场检测单元连接，所述现场检测单元通过光纤与远程的服务器连接，所述服务器通过通信网络与监控装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种中高压电力电缆局部放电在线监测系统，其特征是，所述传感器包括高频电流互感器和低频电流互感器。

3.根据权利要求1所述的一种中高压电力电缆局部放电在线监测系统，其特征是，所述传感器包括具有穿装线缆的中心通孔外壳体和设置在外壳体内的导磁体；所述外壳体由两个壳体相对扣合而成，所述壳体采用喷钢琴漆钢制骨架结构体；所述导磁体为由漆包线缠绕空心导磁骨架制作而成的半圆形结构体。

4.根据权利要求3所述的一种中高压电力电缆局部放电在线监测系统，其特征是，所述两个壳体一端通过合页连接，另一端通过卡扣件连接。

5.根据权利要求1所述的一种中高压电力电缆局部放电在线监测系统，其特征是，所述现场检测单元包括箱体和设置在箱体内依次连接的信号采集模块、模数转换模块、数据分析模块、数据处理模块和以太网交换模块。

6.根据权利要求1所述的一种中高压电力电缆局部放电在线监测系统，其特征是，所述服务器包括以太网交换机、系统主机、显示模块、键盘输入模块和无线通信模块；所述系统主机分别与以太网交换机、显示模块、键盘输入模块和无线通信模块连接。

7.根据权利要求6所述的一种中高压电力电缆局部放电在线监测系统，其特征是，所述系统主机包括数据诊断分析模块、数据趋势分析模块、阀值判断模块、报警模块和数据库模块；所述数据诊断分析模块分别与数据趋势分析模块、阀值阀值判断模块和数据库模块连接，所述报警模块与阀值阀值判断模块连接。

8.根据权利要求1所述的一种中高压电力电缆局部放电在线监测系统，其特征是，所述通信网络包括GPRS无线网络和企业内部网络。

9.根据权利要求1所述的一种中高压电力电缆局部放电在线监测系统，其特征是，所述监控装置包括专用手持终端、便携计算机和智能手机。