CN103926493A - 一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法和装置 - Google Patents

一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103926493A
CN103926493A CN201410181110.2A CN201410181110A CN103926493A CN 103926493 A CN103926493 A CN 103926493A CN 201410181110 A CN201410181110 A CN 201410181110A CN 103926493 A CN103926493 A CN 103926493A
Authority
CN
China
Prior art keywords
induced voltage
voltage
sheath protector
cable sheath
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410181110.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103926493B (zh
Inventor
李六一
唐中敏
孙强
廖小平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SICHUAN SOUTHWEST STAINLESS STEEL CO Ltd
Original Assignee
SICHUAN SOUTHWEST STAINLESS STEEL CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SICHUAN SOUTHWEST STAINLESS STEEL CO Ltd filed Critical SICHUAN SOUTHWEST STAINLESS STEEL CO Ltd
Priority to CN201410181110.2A priority Critical patent/CN103926493B/zh
Publication of CN103926493A publication Critical patent/CN103926493A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103926493B publication Critical patent/CN103926493B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

本发明提供一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法及装置，该方法包括以下步骤：（1）实时采集护层保护器的感应电压，并将其转换成低压直流感应电压信号；（2）对感应电压信号进行处理，滤除短路时高压单芯电缆护层保护器的感应电压信号和断路时高压单芯电缆护层保护器的感应电压信号；（3）将处理后的感应电压信号与在先采集的所有感应电压信号相比，判断是否有大范围的变动，如果有则说明护层保护器发生故障；该装置包括：电压变送器、电压变送器、PLC控制器和工控机。本发明能够实时对电缆护层保护器上产生的电压信号进行监控，可以及时发现电缆存在的问题，显著增加了对电缆的保护。

Description

一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法和装置
技术领域
本发明涉及钢铁行业高压供电系统技术领域，尤其是涉及一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法和装置。
背景技术
高压电缆都是由导线、内半导体层、绝缘层、外半导体层、屏蔽层、内护套层、铠装护套层和外护套层构成，接地线就接在屏蔽层上。当把导线看成是一次线圈，那么，屏蔽层就成了二次线圈。三相高压电缆中因为三相感应电动势矢量和几乎为零，因此电缆屏蔽层中的感应电压也几乎为零，在采用双端接地时接地电流会很小，对电缆的影响就较小。单相电缆由于存在感应电动势，在屏蔽层两端会感应出电压，在电缆两端接地后，屏蔽层接地电压降为零，但由于两端接地后屏蔽层通过大地构成回路，存在接地电流，当电缆达到一定长度时，感应电流会超过屏蔽层允许值。
鉴于以上原因，需要考虑如何避免造成屏蔽层感应电流的增加。实践证明当采取单端接地则可以达到该效果，但是当单端接地后非接地端的电压会升高。在电缆长度不超过500米时可采用一端接地，另一端采用电缆护层保护器接地，由于其他部位对地没有构成回路，可以减少环流，利于提高电缆的安全运行。根据GB50217-94要求：非直接接地一端金属护套中的感应电压不超过50V；若采取不能任意接触金属护套的安全措施，该电压可提高到100V。采用金属护套一端接地的电缆线路在与架空线路相接的一端，保护器装设在另一端，这样可以降低金属护套上的冲击过电压。在直接接地端接地线应先互联再接地。
目前电缆护套保护器一般为氧化锌阀片护层保护器，在运行过程中，由于设备结构密封不严致内部受潮或阀片老化而引起绝缘性能逐步降低，若不能及时发现和更换故障护层保护器，可能会导致电缆线路烧损，导致设备运行的不可控。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法和装置，解决了过去在使用电缆护层保护器时，无法监控电缆运行期间的感应电压数据、不能判断电缆运行状况的问题。
本发明的发明目的通过以下技术方案来实现：
一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)实时采集护层保护器的感应电压，并将其转换成低压直流感应电压信号；
(2)对感应电压信号进行处理，滤除短路时高压单芯电缆护层保护器的感应电压信号和断路时高压单芯电缆护层保护器的感应电压信号；
(3)将处理后的感应电压信号与在先采集的所有感应电压信号相比，判断是否有大范围的变动，如果有则说明护层保护器发生故障。
优选的，该方法还包括步骤：首先将采集的感应电压转换成低压感应电压，然后将低压感应电压转换成4～20mA的电流信号，然后将电流信号转换成低压直流感应电压信号。
优选的，如果对多个护层保护器进行监控时，先将采集的各个护层保护器的感应电压分别转换为4～20mA的电流信号，然后将所有的电流信号均转换成对应的低压直流感应电压信号。
优选的，该方法还包括步骤：将步骤(1)中得到的低压直流感应电压信号发送至远端，然后进行步骤(2)。
优选的，步骤(3)中所述的判断是否有大范围的变动的方法为，首先计算出在先采集的所有感应电压信号的均值，然后判断当前处理后的感应电压信号是否大于均值的10％～50％，如果为是则说明护层保护器发生故障。
优选的，步骤(3)中所述的判断是否有大范围的变动的方法为，首先将在先采集的所有感应电压信号绘制成感应电压信号变动线，然后判断当前处理后的感应电压信号是否为一个大的拐点，如果是则说明护层保护器发生故障。
一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控装置，其特征在于，该监控装置包括：
电压互感器，与护层保护器连接，将护层保护器的感应电压换成低压感应电压；
电压变送器，与电压互感器连接，将低压感应电压转换成4～20mA的电流信号；
PLC控制器，与电压变送器连接，将电流信号转换成低压直流感应电压信号；
工控机，通过总线与PLC控制器连接，将处理后的感应电压信号与在先采集的所有感应电压信号相比，判断是否有大范围的变动，如果有则说明护层保护器发生故障。
优选的，所述的护层保护器设有多个，每个护层保护器均通过一个电压互感器、一个电压变送器后连接到PLC控制器。
优选的，所述的电压互感器的变压量程应大于或等于电缆护层感应电压的理论值。
优选的，所述电缆护层感应电压的理论值的计算公式为：Uso＝2wI*10-Lln(2S/Ds)，Uso是电缆护层感应电压的理论值，w是角频率，I是电缆电流，L是电缆长度，S是电缆中心线间距，Ds是金属护套平均直径。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、可以实时采集护层保护器的感应电压，并对该感应电压进行实时监控，从而不仅能及时发现护层保护器是否故障，同时还能判断电缆运行状况。
2、通过电压互感器先对护层保护器的感应电压进行降低，然后再利用电压变送器转换成电流信号，最后在又PLC转换成直流电压信号的方法进行采集，可以避免发生危险，且采集的数据精度高；
3、PLC通过总线与工控机连接，不会导致数据丢失，便于进行长距离传输；
4、由于采用PLC，可以实现同时对多组数据进行采集；
5、通过公式计算来选取电压互感器，可以使选取更合理，且不会导致选取错误；
6、采用更科学的判断方法，定量进行判断，判断结果更精确。
附图说明
图1为本发明的主接线示意图；
图2为本发明的接线电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种用于高压单芯电缆(如35KV高压单芯电缆)护层保护器的监控方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：实时采集护层保护器的感应电压，并将其转换成低压直流感应电压信号。
如果对一个护层保护器进行监控时，可先将采集的感应电压转换成低压感应电压，然后将低压感应电压转换成4～20mA的电流信号，然后将电流信号转换成低压直流感应电压信号；
如果对多个护层保护器进行监控时，例如：三相电的三个护层保护器，可以先将采集的各个护层保护器的感应电压分别转换为4～20mA的电流信号，然后将所有的电流信号均转换成对应的低压直流感应电压信号。
如果要实现远距离监控，则还需要将得到的低压直流感应电压信号发送至远端。
步骤二、对感应电压信号进行处理，滤除短路时高压单芯电缆护层保护器的感应电压信号和断路时高压单芯电缆护层保护器的感应电压信号。
步骤三、将处理后的感应电压信号与在先采集的所有感应电压信号相比，判断是否有大范围的变动，如果有则说明护层保护器发生故障。
判断是否有大范围的变动的方法可以为，首先计算出在先采集的所有感应电压信号的均值，然后判断当前处理后的感应电压信号是否大于均值的10％～50％，如果为是则说明护层保护器发生故障。
判断是否有大范围的变动的方法还可以为，首先将在先采集的所有感应电压信号绘制成感应电压信号变动线，然后判断当前处理后的感应电压信号是否为一个大的拐点，如果是则说明护层保护器发生故障。
此外，本发明还提供一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控装置，该监控装置包括：
电压互感器2，其主要用于将感应电压转换成低压感应电压，该电压互感器2应选择量程应大于或等于电缆护层感应电压的理论值的电压互感器。电缆护层感应电压的理论值的计算公式为：Uso＝2wI*10-Lln(2S/Ds)，Uso是电缆护层感应电压的理论值，w是角频率，I是电缆电流，L是电缆长度，S是电缆中心线间距，Ds是金属护套平均直径。
电压变送器3，主要用于将低压感应电压转换成4～20mA的电流信号。电压变送器需要接入专用电源。
PLC控制器4，主要用于将电流信号转换成低压直流感应电压信号。该PLC控制器带有模拟量输入模块，且包含有PROFIBUS-DP通讯功能，其通讯口与监控用工控机6相连接；该PLC控制器包含有模拟量输入接口，该模拟量接口接入电压变送器3的输入信号；该PLC控制器内含有数据处理程序。
工控机6，主要用于将处理后的感应电压信号与在先采集的所有感应电压信号相比，判断是否有大范围的变动，如果有则说明护层保护器发生故障。工控机6连接有显示器，且在工控机内设有数据处理软件并包含数据存储功能。
以35KV高压单芯电缆为例，参见图1、图2，其包括A、B、C三相电，电缆的一端为直接接地端，另一端为保护接地端，保护接地端的三相电缆各自通过一个电缆护层保护器接地。监控时，将三个电压互感器2各自并联连接在三个护层保护器的两端，每个电压互感器的二次出线侧均接一个电压变送器3，所以的电压变送器均接到PLC控制器4上，PLC控制器4通过PROFIBUS总线连接到远端的工控机6。电压互感器2将护层保护器的感应电压转变成低压感应电压，然后电压变送器3将低压感应电压转换成4～20mA电流信号。电压变送器3的信号再接入PLC控制器的的模拟量输入模块，通过PLC控制器将采集的电流信号转换为低压直流感应电压信号，然后再通过PROFIBUS总线通讯网络将数据传送到到工控机6上。工控机监控步骤：首先对PLC控制器发送过来的电压值进行筛选，滤除短路时高压单芯电缆护层保护器的感应电压信号和断路时高压单芯电缆护层保护器的感应电压信号，例如采用西门子控制器时，直接滤除短路时高压单芯电缆护层保护器的感应电压信号值8000(16进制数)和断路时高压单芯电缆护层保护器的感应电压信号值7FFF(16进制数)。然后判断实时采集的参考值是否有大的波动，如果有，则说明护层保护器出现故障，本实施例采用的判断方法为：首先将在先采集的所有感应电压信号绘制成感应电压信号变动线，然后判断当前处理后的感应电压信号是否为一个大的拐点，如果是则说明护层保护器发生故障。
通过以上方法及装置即可实现在线进行电缆护层保护器主要数据的检测，并通过设定判断程序的综合数据分析，便于对电缆护层保护器运行状态进行监控，可以及时发现电缆存在的问题，显著增加了对电缆的保护。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)实时采集护层保护器的感应电压，并将其转换成低压直流感应电压信号；
(2)对感应电压信号进行处理，滤除短路时高压单芯电缆护层保护器的感应电压信号和断路时高压单芯电缆护层保护器的感应电压信号；
(3)将处理后的感应电压信号与在先采集的所有感应电压信号相比，判断是否有大范围的变动，如果有则说明护层保护器发生故障。
2.根据权利要求1所述的一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法，其特征在于，该方法还包括步骤：首先将采集的感应电压转换成低压感应电压，然后将低压感应电压转换成4～20mA的电流信号，然后将电流信号转换成低压直流感应电压信号。
3.根据权利要求2所述的一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法，其特征在于，如果对多个护层保护器进行监控时，先将采集的各个护层保护器的感应电压分别转换为4～20mA的电流信号，然后将所有的电流信号均转换成对应的低压直流感应电压信号。
4.根据权利要求1所述的一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法，其特征在于，该方法还包括步骤：将步骤(1)中得到的低压直流感应电压信号发送至远端，然后进行步骤(2)。
5.根据权利要求1所述的一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法，其特征在于，步骤(3)中所述的判断是否有大范围的变动的方法为，首先计算出在先采集的所有感应电压信号的均值，然后判断当前处理后的感应电压信号是否大于均值的10％～50％，如果为是则说明护层保护器发生故障。
6.根据权利要求1所述的一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法，其特征在于，步骤(3)中所述的判断是否有大范围的变动的方法为，首先将在先采集的所有感应电压信号绘制成感应电压信号变动线，然后判断当前处理后的感应电压信号是否为一个大的拐点，如果是则说明护层保护器发生故障。
7.一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控装置，其特征在于，该监控装置包括：
电压互感器，与护层保护器连接，将护层保护器的感应电压换成低压感应电压；
电压变送器，与电压互感器连接，将低压感应电压转换成4～20mA的电流信号；
PLC控制器，与电压变送器连接，将电流信号转换成低压直流感应电压信号；
工控机，通过总线与PLC控制器连接，将处理后的感应电压信号与在先采集的所有感应电压信号相比，判断是否有大范围的变动，如果有则说明护层保护器发生故障。
8.根据权利要求7所述的一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控装置，其特征在于，所述的护层保护器设有多个，每个护层保护器均通过一个电压互感器、一个电压变送器后连接到PLC控制器。
9.根据权利要求7所述的一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控装置，其特征在于，所述的电压互感器的变压量程应大于或等于电缆护层感应电压的理论值。
10.根据权利要求9所述的一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控装置，其特征在于，所述电缆护层感应电压的理论值的计算公式为：Uso＝2wI*10-Lln(2S/Ds)，Uso是电缆护层感应电压的理论值，w是角频率，I是电缆电流，L是电缆长度，S是电缆中心线间距，Ds是金属护套平均直径。
CN201410181110.2A 2014-04-28 2014-04-28 一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法和装置 Expired - Fee Related CN103926493B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410181110.2A CN103926493B (zh) 2014-04-28 2014-04-28 一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410181110.2A CN103926493B (zh) 2014-04-28 2014-04-28 一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103926493A true CN103926493A (zh) 2014-07-16
CN103926493B CN103926493B (zh) 2016-08-24

Family

ID=51144786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410181110.2A Expired - Fee Related CN103926493B (zh) 2014-04-28 2014-04-28 一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103926493B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108445342A (zh) * 2018-03-01 2018-08-24 华南理工大学 一种电缆护套单点金属性故障接地感应电流计算方法
CN111585060A (zh) * 2020-04-29 2020-08-25 昆明理工大学 一种新型单芯电力电缆金属护套接地方式
CN113281624A (zh) * 2021-05-24 2021-08-20 中铁电气化勘测设计研究院有限公司 一种城市轨道交通直流铠装电缆绝缘在线监测系统及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55109970A (en) * 1979-02-17 1980-08-23 Hitachi Cable Ltd Detector for fault point of cable sheath
CN201229389Y (zh) * 2008-07-24 2009-04-29 福建省泉州电业局 电缆护层绝缘在线监测装置
CN101825657A (zh) * 2010-05-12 2010-09-08 国网电力科学研究院 中高压单芯交联电缆感应电压与环流在线检测方法及装置
CN202421376U (zh) * 2011-12-30 2012-09-05 中铁第四勘察设计院集团有限公司 电缆护层保护器检测装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55109970A (en) * 1979-02-17 1980-08-23 Hitachi Cable Ltd Detector for fault point of cable sheath
CN201229389Y (zh) * 2008-07-24 2009-04-29 福建省泉州电业局 电缆护层绝缘在线监测装置
CN101825657A (zh) * 2010-05-12 2010-09-08 国网电力科学研究院 中高压单芯交联电缆感应电压与环流在线检测方法及装置
CN202421376U (zh) * 2011-12-30 2012-09-05 中铁第四勘察设计院集团有限公司 电缆护层保护器检测装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108445342A (zh) * 2018-03-01 2018-08-24 华南理工大学 一种电缆护套单点金属性故障接地感应电流计算方法
CN111585060A (zh) * 2020-04-29 2020-08-25 昆明理工大学 一种新型单芯电力电缆金属护套接地方式
CN113281624A (zh) * 2021-05-24 2021-08-20 中铁电气化勘测设计研究院有限公司 一种城市轨道交通直流铠装电缆绝缘在线监测系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103926493B (zh) 2016-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203117299U (zh) 一种监测电力变压器套管介质损耗的一体化传感器
CN207335915U (zh) 一种电缆监测系统
CN213986651U (zh) 一种避雷器多状态在线监测系统
CN103852694A (zh) 电力电缆智能接地箱
CN103713210A (zh) 一种干式电力变压器监测和诊断系统
CN106443144A (zh) 一种特高压gis用分布式暂态过电压监测系统
CN103344821A (zh) 基于cvt内置低压电容的暂态过电压在线监测系统
CN103712551A (zh) 配电网变压器低压绕组变形在线监测装置及方法
CN204495898U (zh) 一种变压器过电压在线监测系统
CN104181427A (zh) 一种智能变电站变压器在线监测系统
CN204575733U (zh) 一种高压电缆护层接地电流在线监测系统
CN103926493A (zh) 一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法和装置
CN103823103A (zh) 过电压在线监测装置以及方法
CN202486278U (zh) 一种配电网电缆绝缘检测系统
CN104266679A (zh) 一种电力变压器的监测诊断方法及装置
CN105652149A (zh) 电力电缆监测及预警的操作系统
CN203786250U (zh) 一种电力电缆智能接地箱
CN1564002A (zh) 避雷器在线监测装置
CN105445633A (zh) 一种高压电缆护层环流多状态监测装置
CN111381127A (zh) 矿山供电系统单相接地故障及绝缘监测的方法和装置
CN202720281U (zh) 变电站容性设备在线监测装置
CN204719085U (zh) 一种适用于煤矿井下低压电网的电能质量测试装置
CN104034966A (zh) 一种myptj矿用高压电缆绝缘电阻在线测量方法
CN203396835U (zh) 单芯电缆接地电流监测及报警系统
CN100540750C (zh) 铝电解车间交流电源装置计算机在线绝缘监测及报警系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
PP01 Preservation of patent right
PP01 Preservation of patent right

Effective date of registration: 20170316

Granted publication date: 20160824

PD01 Discharge of preservation of patent
PD01 Discharge of preservation of patent

Date of cancellation: 20170916

Granted publication date: 20160824

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160824

Termination date: 20200428