CN106443371A - 新型电缆绝缘在线检测装置 - Google Patents

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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
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Abstract

本发明公开了一种新型电缆绝缘在线检测装置，包括信号源、电流传感器、电压传感器、信号调理电路和主控制器；所述信号源用于向电缆组成的电网加载低频低压检测信号，所述电流传感器和所述电压传感器用于获取电网中各个支路电缆的低频电流信号和低频电压信号，所述信号调理电路用于对所述低频电流信号和所述低频电压信号进行放大和滤波，所述主控制器与所述信号调理电路连接，用于对所述低频电流信号和所述低频电压信号进行处理获得各个支路电缆的绝缘参数。本发明能够实现对电缆绝缘老化状态的实时检测，在电缆绝缘老化情况比较严重时提前预警，从而及时更换新的电缆来消除故障隐患。

Description

新型电缆绝缘在线检测装置
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域，特别涉及一种新型电缆绝缘在线检测装置。
背景技术
聚乙烯电缆有着很好的电气性能、运行安全可靠；电缆的耐腐蚀和酸碱的能力比较强、安装使用方法简单、几乎不需要任何的维护，这些特点相比传统的电缆有着很大的优越性。目前在各个行业中聚乙烯电缆己经基本上取代了其它种类的电缆。在国内外聚乙烯电缆都得到了广泛的应用，并且仍在不断的发展，例如在曰本750kV的高压聚乙烯电缆己经在开发实验中，在俄罗斯220kV的聚乙烯电缆运行的时间己经达到了十年以上。我国也已经开始使用220kV的聚乙烯电缆，500kV的电缆的项目也己经开始建设中。
但是，聚乙烯电缆在使用过程中，由于外界条件的作用会发生电缆绝缘老化，如图1所示，外界的电场、热、机械力以及水的作用，会在电缆上形成气隙、局部高压以及气隙中杂质等情况，从而会带来局部放电老化、电树枝老化以及水树枝老化，最终电缆被绝缘击穿。
为了及时发现电缆绝缘状态情况，需要利用电缆绝缘在线检测装置实时监测电缆；现有的电缆绝缘检测方法主要有：低频电压叠加法、高频电压叠加法、直流分量法、电缆介质损耗法、直流电压叠加法、谐波分量法等，这些方法均具有各自的优点，不过也存在一些问题，因此，在具体实践中，电缆绝缘在线检测方法还处于不断地改进阶段。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新型电缆绝缘在线检测装置，能够实现对电缆绝缘老化状态的实时检测，在电缆绝缘老化情况比较严重时提前预警，从而及时更换新的电缆来消除故障隐患。
本发明的新型电缆绝缘在线检测装置原理说明：
低频电流法是在三相的交流电网中叠加一个频率比较低的电压源信号；电源通过隔离变压器和三相电抗器进入电网中；电流流经电网每一条支路对地的分布总电容和对地绝缘总电阻，然后通过大地形成闭合回路；利用高灵敏度的霍尔传感器感应出相应支路的电流信号，通过对低频电压、低频电流信号进行处理与计算，既可以求得电缆对地的分布电容和绝缘电阻等绝缘参数，从而实现线路绝缘参数的检测值。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种新型电缆绝缘在线检测装置，包括信号源、电流传感器、电压传感器、信号调理电路和主控制器；所述信号源用于向电缆组成的电网加载低频低压检测信号，所述电流传感器和所述电压传感器用于获取电网中各个支路电缆的低频电流信号和低频电压信号，所述信号调理电路用于对所述低频电流信号和所述低频电压信号进行放大和滤波，所述主控制器与所述信号调理电路连接，用于对所述低频电流信号和所述低频电压信号进行处理获得各个支路电缆的绝缘参数。
进一步的，所述信号源包括信号发生模块和隔离变压器，所述信号发生模块驱动所述隔离变压器向电网发出低频低压检测信号。
进一步的，所述电流传感器和所述电压传感器是霍尔传感器。
进一步的，所述信号调理电路包括前置放大电路、滤波电路和A\D转换电路。
进一步的，所述主控制器是DSP芯片，所述DSP芯片上连接有数据存储模块、显示与报警模块以及通信模块，所述通信模块用于将电缆的绝缘参数实时传输到上位机。
进一步的，所述信号发生模块包括单片机、A\D转换电路和功率放大电路；所述低频低压检测信号的频率为10-40Hz，峰峰值为30V。
采用上述技术方案，由于采用了高灵敏度的霍尔传感器,DSP芯片利用傅氏算法实现数字滤波和精确的信号提取，使得能够在线精确地获得电缆的绝缘参数，同时也可以实现故障支路的判断功能。
附图说明
图1为电缆绝缘老化关系框图；
图2为本发明的电缆绝缘在线检测装置结构框图；
图中，10-电缆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图2所示，一种新型电缆绝缘在线检测装置，包括信号源、电流传感器、电压传感器、信号调理电路和主控制器；所述信号源用于向电缆10组成的电网加载低频低压检测信号，所述电流传感器和所述电压传感器用于获取电网中各个支路电缆10的低频电流信号和低频电压信号，所述信号调理电路用于对所述低频电流信号和所述低频电压信号进行放大和滤波，所述主控制器与所述信号调理电路连接，用于对所述低频电流信号和所述低频电压信号进行处理获得各个支路电缆10的绝缘参数。
其中，所述信号源包括信号发生模块和隔离变压器，所述信号发生模块驱动所述隔离变压器向电网发出低频低压检测信号。
其中，所述电流传感器和所述电压传感器是霍尔传感器。
其中，所述信号调理电路包括前置放大电路、滤波电路和A\D转换电路。
其中，所述主控制器是DSP芯片，所述DSP芯片上连接有数据存储模块、显示与报警模块以及通信模块，所述通信模块用于将电缆10的绝缘参数实时传输到上位机。
其中，所述信号发生模块包括单片机、A\D转换电路和功率放大电路；所述低频低压检测信号的频率为10-40Hz，峰峰值为30V。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种新型电缆绝缘在线检测装置，其特征在于：包括信号源、电流传感器、电压传感器、信号调理电路和主控制器；所述信号源用于向电缆组成的电网加载低频低压检测信号，所述电流传感器和所述电压传感器用于获取电网中各个支路电缆的低频电流信号和低频电压信号，所述信号调理电路用于对所述低频电流信号和所述低频电压信号进行放大和滤波，所述主控制器与所述信号调理电路连接，用于对所述低频电流信号和所述低频电压信号进行处理获得各个支路电缆的绝缘参数。
2.根据权利要求1所述的一种新型电缆绝缘在线检测装置，其特征在于：所述信号源包括信号发生模块和隔离变压器，所述信号发生模块驱动所述隔离变压器向电网发出低频低压检测信号。
3.根据权利要求1所述的一种新型电缆绝缘在线检测装置，其特征在于：所述电流传感器和所述电压传感器是霍尔传感器。
4.根据权利要求1所述的一种新型电缆绝缘在线检测装置，其特征在于：所述信号调理电路包括前置放大电路、滤波电路和A\D转换电路。
5.根据权利要求1所述的一种新型电缆绝缘在线检测装置，其特征在于：所述主控制器是DSP芯片，所述DSP芯片上连接有数据存储模块、显示与报警模块以及通信模块，所述通信模块用于将电缆的绝缘参数实时传输到上位机。
6.根据权利要求2所述的一种新型电缆绝缘在线检测装置，其特征在于：所述信号发生模块包括单片机、A\D转换电路和功率放大电路；所述低频低压检测信号的频率为10-40Hz，峰峰值为30V。
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