CN106168646A - 一种电缆局部放电监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆局部放电监测系统，通过信号接收模块耦合电缆局部放电产生的脉冲电流信号，通过信号处理模块对脉冲电流信号进行数据转换处理形成数字信号，再通过监测主机对数字信号进行分类识别、分析和计算形成放电信息数据；通过采用模块化设计，实现对电缆局部放电的在线或离线监测，省时省力，同时还能够对电缆的局部放电状况进行不间断的监测，能随时了解电缆的当前状态，快速准确地发现电缆的安全隐患问题，并根据电缆状况确定检修计划，此外通过形成的放电信息数据还可以对电缆的绝缘劣化发展趋势进行分析判断，对电缆的潜在故障的判断提供依据，使隐患及时发现于萌芽阶段，提高设备的安全性。

Description

一种电缆局部放电监测系统

技术领域

本发明涉及高压电缆故障检测领域，特别是涉及一种电缆局部放电监测系统。

背景技术

随着我国电力事业不断发展，装机容量大幅度增加，尤其是城区电缆入地工程的开展，高压电缆在电网建设与电网改造中得到越来越广泛的应用。

高压电缆及其接头因为施工工艺问题，或在达到一定年限以后，常常会因绝缘被击穿而造成事故，因为其电压高、容量大，每次事故都可能造成重大的经济损失。为确保输电网络的安全，对高压电缆的检测十分必要，而局部放电检测一直是电缆绝缘(特别是塑料电缆)非破坏性电气检验的主要项目，它越来越被看作是一种最有效的绝缘诊断方法，目的是观察和研究局部放电引起的绝缘老化问题。

目前对高压电缆的局部放电检测均为人工现场监测，每次只能监测一个线路区间，耗时耗力，且同一个线路也不能时时监测，因此并不能快速准确地发现安全隐患，不能有效避免安全事故的发生。

因此如何解决高压电缆的局部放电检测费时费力且不能快速准确地发现安全隐患的问题，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电缆局部放电监测系统，该监测系统能够解决高压电缆的局部放电检测费时费力且不能快速准确地发现安全隐患的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电缆局部放电监测系统，包括：

与电缆的接地线连接的信号接收模块，用于耦合所述电缆局部放电产生的脉冲电流信号；

与所述信号接收模块连接的信号处理模块，用于接收所述脉冲电流信号并对其进行数据转换处理形成数字信号；

与所述信号处理模块连接的监测主机，用于接收所述数字信号并对其进行分类识别、分析和计算形成放电信息数据；

与所述信号处理模块相连的电源。

优选地，所述信号处理模块具体包括放大器、滤波器和模数转换器。

优选地，所述信号接收模块与所述信号处理模块之间采用同轴电缆连接。

优选地，所述信号处理模块与所述监测主机之间采用无线通信连接。

优选地，所述信号处理模块与所述监测主机之间通过3G/4G网络连接。

优选地，所述监测主机还包括用于显示所述放电信息数据的显示器。

优选地，所述监测主机还包括用于将所述放电信息数据写入数据库中的存储器。

优选地，所述信号接收模块具体为高频电流传感器。

优选地，所述电源包括用于发电的太阳能电池板和用于收集电能的太阳能蓄电池箱。

优选地，包括分别与多个区间电缆的接地线连接的若干个所述信号接收模块，每个所述信号接收模块用于耦合与其对应的区间电缆放电产生的脉冲电流信号，

和多个所述信号处理模块，一个所述信号处理模块接收若干个所述信号接收模块中的几个耦合后的脉冲电流信号。

本发明提供的电缆局部放电监测系统，通过与电缆接地线连接的信号接收模块耦合电缆局部放电产生的脉冲电流信号，然后通过信号处理模块对脉冲电流信号进行数据转换处理形成数字信号，再通过监测主机对数字信号进行分类识别、分析和计算形成放电信息数据。可见，本发明提供的电缆局部放电监测系统，采用模块化设计，实现在线或离线监测，省时省力，同时还能够对电缆的局部放电状况进行不间断的监测，能随时了解电缆的当前状态，快速准确地发现电缆的安全隐患问题，并根据电缆状况确定检修计划，此外通过形成的放电信息数据还可以对电缆的绝缘劣化发展趋势进行分析判断，对电缆的潜在故障的判断提供依据，使隐患及时发现于萌芽阶段，提高设备的安全性。

附图说明

图1为本发明所提供的电缆局部放电监测系统的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明所提供的电缆局部放电监测方法的一种具体实施方式的流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电缆局部放电监测系统，该监测系统能够解决高压电缆的局部放电检测费时费力且不能快速准确地发现安全隐患的问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供的电缆局部放电监测系统的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本发明所提供的电缆局部放电监测方法的一种具体实施方式的流程图。

本发明具体实施方式提供的电缆局部放电监测系统，包括信号接收模块1、与信号接收模块1连接的信号处理模块2、与信号处理模块2连接的监测主机3以及与信号处理模块2相连的电源，信号接收模块1与电缆的接地线连接，用于耦合电缆局部放电产生的脉冲电流信号，并将脉冲电流信号发送给信号处理模块2；信号处理模块2用于接收脉冲电流信号，对脉冲电流信号进行数据转换处理形成数字信号，并将该数字信号发送给监测主机3；监测主机3用于接收数字信号并对该数字信号进行分类识别、分析和计算形成放电信息数据；电源与信号处理模块2相连，为其提供电能。

其中需要指出的是，在电缆出现故障产生局部放电时，电缆的接地线能够将局部放电产生的电流导出至地表，信号接收模块1与电缆的接地线连接，则信号接收模块1能够耦合电缆局部放电产生的脉冲电流信号。

本发明所提供的电缆局部放电监测系统，采用模块化设计，实现电缆局部放电的在线或离线监测，省时省力，且通过该电缆局部放电监测系统，能够对电缆的局部放电状况进行不间断的监测，能随时了解电缆的当前状态，快速准确地发现电缆的安全隐患问题，并根据电缆状况确定检修计划，此外通过形成的放电信息数据还可以对电缆的绝缘劣化发展趋势进行分析判断，对电缆的潜在故障的判断提供依据，使隐患及时发现于萌芽阶段，提高设备的安全性。

在上述具体实施方式的基础上，信号处理模块2通过对脉冲电流信号进行数据转换处理形成数字信号，信号处理模块2具体可以包括放大器21、滤波器22和模数转换器23，即信号处理模块2对脉冲电流信号进行放大、滤波和模数转换后形成数字信号。

在上述各具体实施方式的基础上，信号接收模块1将耦合到的脉冲电流信号发送至信号处理模块2，具体地，信号接收模块1与信号处理模块2之间可以通过同轴电缆连接，脉冲电流信号通过同轴电缆传送至信号处理模块2，信号功率损失较小。

信号处理模块2将形成的数字信号发送至监测主机3，信号处理模块2与监测主机3之间可以采用无线通信连接，无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，利用无线通信传输数据可以避免光纤传输等布线困难等问题，且成本较低。

无线通信的方式具体有多种，信号处理模块2与监测主机3之间可以通过3G/4G网络连接，即两者之间通过3G/4G网络传输数字信号，3G/4G网络分布普遍且广泛，当然，信号处理模块2与监测主机3之间也可以通过WLAN、GPS或蓝牙等进行数据传输，均在本发明的保护范围之内。

为了进一步优化上述各技术方案，电缆局部放电监测系统还可以包括显示器，监测主机3还可以用于将放电信息数据发送至显示器进行显示，显示器可以是监测主机3的一部分，显示器可以实时显示放电信息数据，以供工作人员查看，实时了解电缆的状态。

放电信息数据具体可以为电缆局部放电的幅值和频次，也可以为局部放电的工频周期图、二维谱图和放电趋势图等，可以根据需要具体调整。

为了进一步优化上述技术方案，监测主机3还可以包括存储器，存储器用于将放电信息数据写入数据库中，数据库对放电信息进行存储，在需要时可以从数据库中提取数据进行谱图分析或数据报表等，跟踪电缆的状态变化，使隐患及时发现于萌芽阶段，提高设备的安全性。

本发明所提供的电缆局部放电监测系统，信号接收模块1优选可以为高频电流传感器，由于电缆发生局部放电时，其产生的脉冲基本上是单极性脉冲，上升时间很短，脉冲宽度也很窄，且脉冲电流在电缆中传播时呈现衰减和散射特性，高频电流传感器可以精确地耦合电缆局部放电产生的脉冲电流信号，当然，信号接收模块1也可以为其他可以接收到脉冲电流信号的元器件，本申请对此不作具体限制。

电源与信号处理模块2相连，并为其提供电能，电源具体可以包括用于发电的太阳能电池板和用于收集电能的太阳能蓄电池箱，在天气晴朗的情况下，太阳能电池板将太阳能转化为电能，并由太阳能蓄电池箱储存，太阳能蓄电池箱实时为信号处理模块2提供电能，利用太阳能发电提供电能，节能环保。当然，也可以通过市电或普通的蓄电池为信号处理模块2进行供电，均在本发明的保护范围之内。

在整个电缆系统中，电缆数量众多，为了判断出故障电缆的相对位置，具体地，在每个区间电缆的接地线上均可以连接有信号接收模块1，每个信号接收模块1用于耦合与其对应的区间电缆放电产生的脉冲电流信号；另外，为了方便对脉冲电流信号的处理，节省设备成本，可以将多个区间电缆和与其对应的信号接收模块1进行划分，分为多个小组，每个小组设置一个信号处理模块2，一个信号处理模块2接收该小组内的各个信号接收模块1耦合后的脉冲电流信号，并将各个脉冲电流信号进行数据转换处理形成数字信号，最终发送至监测主机3；监测主机3接收各个数字信号并对其分别进行分类识别、分析和计算形成多个放电信息数据；通过各个放电信息数据可以实现对各区间电缆的监测，准确确认故障电缆的相对位置。

本发明具体实施方式还提供了与上述电缆局部放电监测系统对应的监测方法，该方法包括：

S1：耦合电缆局部放电产生的脉冲电流信号；

S2：接收脉冲电流信号并对脉冲电流信号进行数据转换处理形成数字信号；

S3：接收数字信号并将数字信号进行分类识别、分析和计算形成所述放电信息数据。

作为一种具体实施方式，在本发明所提供的电缆局部放电监测方法中，对脉冲电流信号进行数据转换处理具体包括：对脉冲电流信号进行放大、滤波和模数转换处理。

本发明具体实施方式提供的电缆局部放电监测方法，还包括存储放电信息数据和将放电信息数据进行显示；以便工作人员实时观察电缆的放电状态，且在需要时可以提取存储的放电信息数据，对其进行谱图分析或数据报表等，跟踪电缆的状态变化，使隐患及时发现于萌芽阶段，提高设备的安全性。

以上对本发明所提供的电缆局部放电监测系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电缆局部放电监测系统，其特征在于，包括：

与电缆的接地线连接的信号接收模块，用于耦合所述电缆局部放电产生的脉冲电流信号；

与所述信号接收模块连接的信号处理模块，用于接收所述脉冲电流信号并对其进行数据转换处理形成数字信号；

与所述信号处理模块连接的监测主机，用于接收所述数字信号并对其进行分类识别、分析和计算形成放电信息数据；

与所述信号处理模块相连的电源。

2.根据权利要求1所述的电缆局部放电监测系统，其特征在于，所述信号处理模块具体包括放大器、滤波器和模数转换器。

3.根据权利要求2所述的电缆局部放电监测系统，其特征在于，所述信号接收模块与所述信号处理模块之间采用同轴电缆连接。

4.根据权利要求2所述的电缆局部放电监测系统，其特征在于，所述信号处理模块与所述监测主机之间采用无线通信连接。

5.根据权利要求4所述的电缆局部放电监测系统，其特征在于，所述信号处理模块与所述监测主机之间通过3G/4G网络连接。

6.根据权利要求1所述的电缆局部放电监测系统，其特征在于，所述监测主机还包括用于显示所述放电信息数据的显示器。

7.根据权利要求6所述的电缆局部放电监测系统，其特征在于，所述监测主机还包括用于将所述放电信息数据写入数据库中的存储器。

8.根据权利要求6所述的电缆局部放电监测系统，其特征在于，所述信号接收模块具体为高频电流传感器。

9.根据权利要求8所述的电缆局部放电监测系统，其特征在于，所述电源包括用于发电的太阳能电池板和用于收集电能的太阳能蓄电池箱。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的电缆局部放电监测系统，其特征在于，包括分别与多个区间电缆的接地线连接的若干个所述信号接收模块，每个所述信号接收模块用于耦合与其对应的区间电缆放电产生的脉冲电流信号，

和多个所述信号处理模块，一个所述信号处理模块接收若干个所述信号接收模块中的几个耦合后的脉冲电流信号。