CN104535909A - 一种交联聚乙烯电力电缆附件局部放电模式识别系统 - Google Patents

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于金山
郭军科
苏展
卢立秋
郝春艳
赵鹏
邵林
刘鸿芳
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种交联聚乙烯电力电缆附件局部放电模式识别系统，包括三个不同频带的电流传感器，与三个电流传感器所对应的三个带通滤波器。三个带通滤波器通过同轴电缆与数据处理终端内的单片机连接，在单片机内存储对应频带电流的判断闸值，单片机接收三个带通滤波器的信号后，分别与闸值进行比较处理，对高于闸值的对应频带信号报警，所述数据处理终端通过柔性取能线圈供电，同时，数据处理终端的壳体上制有USB口。本发明检测安全、迅速、准确，便于工作人员操作，设备体积小，重量轻，便于搬运和安装。

Description

一种交联聚乙烯电力电缆附件局部放电模式识别系统
技术领域
本发明属交联聚乙烯电力电缆电缆老化评估技术领域，尤其是一种交联聚乙烯电力电缆附件局部放电模式识别系统。
背景技术
对于交联聚乙烯电力电缆绝缘局部放电的检测研究开展已久。经过近半个世纪的发展，局部放电的检测手段大为进步。目前，已被广泛应用的局部放电检测手段有脉冲电流法，电桥法，无线电干扰电压法，以及超声波法、红外测量等非电检测法。近年来，基于罗氏线圈原理的高频电流互感器已被广泛应用，通过合理选取铁氧体磁芯材料，优化绕线工艺和参数，已能够获得高信噪比的局部放电信号采集传感器。
在交联聚乙烯电力电缆系统中，由于电缆附件结构复杂，电场畸变严重，是电缆系统中最易引发局部放电的部位。对交联聚乙烯电力电缆附件进行局部放电在线检测对有着重要意义。目前，已有研究人员将电缆附件中发生的局部放电类型归为三大类，即电晕放电、沿面放电和内部放电。而每种放电类型对电缆绝缘的损害程度不同，如何简便快捷的区分放电属于哪一种类型，是运行人员十分关心的实际工程问题。
为了区分不同种类的放电类型，需首先对不同种类电缆绝缘缺陷引发的放电波形特征进行研究和规律，即局部放电特征提取。30多年来，以后多种放电特征提取方法被提出，包括：Φ－q－n谱图法，放电统计特征参数法，分形特征参数法，单次波形特征参数法、图像矩特征参数法等。上述方法均需对采集到的数据进行大量复杂的统计计算，耗时较长，适合于后台系统的辅助分析。对于在线检测实时获取测量信息和特征的场合，显得并不适用。采用更加简洁有效、计算耗时短的方法来区分放电类型，是电力电缆局部放电在线检测系统的要求。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种交联聚乙烯电力电缆附件局部放电模式识别系统。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种交联聚乙烯电力电缆附件局部放电模式识别系统，包括三个分别卡接在电缆附件接地线上的100kHz-1MHz频带的第一电流传感器、1MHz-10MHz频带的第二电流传感器、10MHz-30MHz频带的第三电流传感器，所述三个电流传感器分别与600kHz-700kHz的第一带通滤波器、2MHz-3MHz的第二带通滤波器、18MHz-20MHz的第三带通滤波器连接，三个带通滤波器分别通过同轴电缆与数据处理终端内的单片机连接，在单片机内分别存储对600kHz-700kHz、2MHz-3MHz及18MHz-20MHz频带内电流信号幅值的判断闸值，单片机接收上述三个带通滤波器的信号后，分别与对应三个频带的闸值进行比较处理，比较处理后，对高于闸值的对应频带信号，数据处理终端通过壳体上安装的报警显示区报警，所述数据处理终端与柔性取能线圈连接，柔性取能线圈卡接在电力电缆本体上取能，所述数据处理终端的壳体上制有与外部计算机连接的USB数据传输口。
而且，所述三个电流传感器均为罗氏线圈传感器。
而且，所述同轴电缆长度小于5m，波阻抗50Ω。
而且，所述数据处理终端在壳体上安装的报警显示区包括与所述三个带通滤波器对应的三个报警指示灯，每个指示灯单独对与之相对应的带通滤波器采集信号报警。
而且，所述数据处理终端内安装有供电的充电电池，柔性线圈从电缆本体拾取能量，向电池充电。
而且，所述的单片机为ARMSTM32F103。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明选取三个不同频带的高频电流互感器为信号拾取传感器，具有安装使用方便、信噪比高、携带方便等优点，使该便携式系统的可拓展性提高。
2、通过窄带滤波器实施二次滤波，使放电脉冲信号在窄带内的信号更加明显。
3、通过取能线圈卡接在电缆本体上，给电池组充电维持能源，可长期使用。
4、与现有检测技术相比，本发明检测安全、迅速、准确，便于工作人员操作。设备体积小，重量轻，便于搬运和安装。
附图说明：
图1为本发明系统结构示意图。
具体实施方式
以下对本发明实施做进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种交联聚乙烯电力电缆附件局部放电模式识别系统，如图1所示，包括三个分别卡接在电缆附件接地线上的100kHz-1MHz频带的第一电流传感器、1MHz-10MHz频带的第二电流传感器、10MHz-30MHz频带的第三电流传感器，所述三个电流传感器分别与600kHz-700kHz的第一带通滤波器、2MHz-3MHz的第二带通滤波器、18MHz-20MHz的第三带通滤波器连接，三个电流传感器分别采集电缆附件接地线上的电流信号后由三个带通滤波器滤波，三个带通滤波器分别通过同轴电缆与数据处理终端内的单片机连接，在单片机内分别存储对600kHz-700kHz、2MHz-3MHz及18MHz-20MHz频带内电流信号幅值的判断闸值，单片机接收上述三个带通滤波器的信号后，分别与对应三个频带的闸值进行比较处理，比较处理后对高于闸值的对应频带信号，数据处理终端在壳体上安装的报警显示区上报警，所述数据处理终端与柔性取能线圈连接，柔性取能线圈卡接在电力电缆本体上取能，取能后为数据处理终端供电，所述数据处理终端的壳体上制有与外部计算机连接的USB数据传输口。
在本发明的具体实施中，所述三个电流传感器均为罗氏线圈传感器。
在本发明的具体实施中，所述的单片机为ARMSTM32F103。
在本发明的具体实施中，所述同轴电缆长度小于5m，波阻抗50Ω。
在本发明的具体实施中，所述数据处理终端在壳体上安装的报警显示区包括与所述三个带通滤波器对应的三个报警指示灯，每个指示灯单独对与之相对应的带通滤波器采集信号报警。
在本发明的具体实施中，所述数据处理终端内安装有供电的充电电池，柔性线圈从电缆本体拾取能量，向电池充电。

Claims (6)

1.一种交联聚乙烯电力电缆附件局部放电模式识别系统，其特征在于包括三个分别卡接在电缆附件接地线上的100kHz-1MHz频带的第一电流传感器、1MHz-10MHz频带的第二电流传感器、10MHz-30MHz频带的第三电流传感器，所述三个电流传感器分别与600kHz-700kHz的第一带通滤波器、2MHz-3MHz的第二带通滤波器、18MHz-20MHz的第三带通滤波器连接，三个带通滤波器分别通过同轴电缆与数据处理终端内的单片机连接，在单片机内分别存储对600kHz-700kHz、2MHz-3MHz及18MHz-20MHz频带内电流信号幅值的判断闸值，单片机接收上述三个带通滤波器的信号后，分别与对应三个频带的闸值进行比较处理，比较处理后，对高于闸值的对应频带信号，数据处理终端通过壳体上安装的报警显示区报警，所述数据处理终端与柔性取能线圈连接，柔性取能线圈卡接在电力电缆本体上取能，所述数据处理终端的壳体上制有与外部计算机连接的USB数据传输口。
2.根据权利要求1所述的交联聚乙烯电力电缆附件局部放电模式识别系统，其特征在于：所述三个电流传感器均为罗氏线圈传感器。
3.根据权利要求1所述的交联聚乙烯电力电缆附件局部放电模式识别系统，其特征在于：所述同轴电缆长度小于5m，波阻抗50Ω。
4.根据权利要求1所述的交联聚乙烯电力电缆附件局部放电模式识别系统，其特征在于：所述数据处理终端在壳体上安装的报警显示区包括与所述三个带通滤波器对应的三个报警指示灯，每个指示灯单独对与之相对应的带通滤波器采集信号报警。
5.根据权利要求1所述的交联聚乙烯电力电缆附件局部放电模式识别系统，其特征在于：所述数据处理终端内安装有供电的充电电池，柔性线圈从电缆本体拾取能量，向电池充电。
6.根据权利要求1所述的交联聚乙烯电力电缆附件局部放电模式识别系统，其特征在于：所述的单片机为ARMSTM32F103。
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