CN108872802A - 一种电缆局部放电分布式监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电缆局部放电分布式监测系统。系统包括：多个信号检测单元、多个信号处理单元和监控主机；多个信号检测单元，分别与电源母线上引出的多条电缆连接，用于检测电缆三相和接地线上的局部放电脉冲信号；多个信号处理单元，与所述多个信号检测单元一一对应连接，用于采集所述信号检测单元检测到的局部放电脉冲信号，并根据所述局部放电脉冲信号获取电缆的局部放电量；所述监控主机，与所述多个信号处理单元连接，用于采集所述多个信号处理单元计算获取的电缆局部放电量，并将局部放电量进行显示、存储处理。本发明实施例能对母线引出的多条电缆进行分布式的监测，具有监测精度高、范围广的优点。

Description

一种电缆局部放电分布式监测系统

技术领域

本发明实施例涉及电气设备状态监测技术领域，具体涉及一种电缆局部放电分布式监测系统。

背景技术

近年来，电力电缆由于其供电安全可靠、利于城市和厂矿布局等优点在城市电网和工矿企业电力系统中的使用比重逐年增加，电缆的安全运行也成为电力技术人员的重点关注问题。电缆的绝缘结构中往往会由于加工技术上的难度或原材料不纯气隙和有害性杂质，或者由于工艺原因在绝缘介质与半导电屏蔽层之间存在间隙或半导体向绝缘层突出，在这些气隙和杂质尖端处极易产生局部放电，同时在电缆的安装或运行过程中也可能会产生各种绝缘缺陷导致局部放电。为避免相关电缆故障的发生，有必要在电缆运行中检测其局放信号以预判电缆绝缘状态。

目前，电力电缆局部放电的在线监测方法主要是监测局放高频电流，包括高频电流互感器和内置电容耦合传感器法。其中，高频电流互感器HFCT通常采用Rogowski线圈，将传感器卡装在电缆或附件的金属屏蔽层、接地线等位置测量局部放电信号，其基本原理是电力电缆绝缘内部的产生局部放电时放电所产生的高频电流脉冲沿着电缆线芯和金属屏蔽层同时向不同方向传播，在金属屏蔽层和接地线上产生不均衡电流进而产生变化的磁场，在电缆本体上或接地线上套以Rogowski线圈高频电流传感器，当测量位置上磁场变化时，Rogowski线圈的积分电阻上就能感应到局部放电脉冲信号，这种测试技术通常在VHF(30-300MHz)频段进行局部放电量测量。

高频电流法的优点在于传感器安装方便、安全，适合现场大规模的局部放电巡检，测量局部放电信号的带宽较宽，可对实测信号进行时域及频域的联合分析，但现有技术把高频信号引出，导致干扰信号增大或造成信号误检；另一方面，电力电缆敷设投运后，现场可能存在30-500kHz的高频信号，例如无线通讯、电力线路载波和电晕，也会造成信号干扰导致高频脉冲电流法的现场检测结果不准确。

发明内容

本发明实施例的一个目的是解决现有技术检测结果不准确的技术问题。

本发明实施例提出了一种电缆局部放电分布式监测系统，包括：多个信号检测单元、多个信号处理单元和监控主机；

多个信号检测单元，分别与电源母线上引出的多条电缆连接，用于检测电缆三相和接地线上的局部放电脉冲信号；

多个信号处理单元，与所述多个信号检测单元一一对应连接，用于采集所述信号检测单元检测到的局部放电脉冲信号，并根据所述局部放电脉冲信号获取电缆的局部放电量；

所述监控主机，与所述多个信号处理单元连接，用于采集所述多个信号处理单元计算获取的电缆局部放电量，并将局部放电量进行显示、存储处理。

可选的，每个信号检测单元均包括：四个电流传感器；

所述四个电流传感器分别套接在同一电缆的三相和接地线上。

可选的，所述四个电流传感器均为高频电流传感器。

可选的，各信号处理单元，还用于在检测到电缆的局部放电量大于预设放电量阈值时，发出警报。

可选的，所述监控主机，还用于在检测到电缆的局部放电量大于预设放电量阈值时，发出警报。

可选的，所述监控主机在发出警报的同时展示相应电缆的编号。

可选的，所述监控主机通过通讯网与每个信号处理单元建立连接。

可选的，所述系统还包括：远程终端；

所述远程终端，用于接收用户输入的操作指令，并根据操作指令向所述监控主机发送查询请求，以使所述监控主机根据所述查询请求向所述远程终端返回实时局部放电量数据和历史局部放电量数据。

由上述技术方案可知，本发明实施例提出的一种电缆局部放电监测装置及系统能对母线引出的多条电缆进行分布式的监测，具有监测精度高、范围广的优点。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了本发明一实施例提供的电缆局部放电分布式监测系统的结构示意图；

图2示出了本发明另一实施例提供的电缆局部放电监测系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明一实施例提供的电缆局部放电分布式监测系统的结构示意图，参见图1，系统包括：多个信号检测单元110、多个信号处理单元120和监控主机130；

多个信号检测单元110，分别与电源母线100上引出的多条电缆连接，用于检测电缆三相和接地线上的局部放电脉冲信号；

多个信号处理单元120，与所述多个信号检测单元一一对应连接，用于采集所述信号检测单元检测到的局部放电脉冲信号，并根据所述局部放电脉冲信号获取电缆的局部放电量；

所述监控主机130，通过通讯网与所述多个信号处理单元连接，用于采集所述多个信号处理单元计算获取的电缆局部放电量，并将局部放电量进行显示、存储处理。

需要说明的是，母线上可能会引出多条电缆，例如：图1中的电缆101、电缆102...电缆n。而每根电缆对应的接地箱内都有一个信号采集单元110和一个信号处理单元120，进而在执行监测作业的过程中，信号采集单元110采集电缆三相和接地线上的局部放电脉冲信号，由信号处理单元120计算获取电缆的局部放电量。

然后，监控主机130根据预设定的采样周期，定时或者实时采集所有与监控主机130建立连接的信号处理单元120中的数据，进而获取母线100引出的所有电缆的局部放电量。

可见，本实施例通过分布式检测、计算的方式，对母线引出的多条电缆进行分布式的监测，具有监测精度高、效率高的优点。

本实施例中，系统还包括：远程终端140；

所述远程终端140，用于接收用户输入的操作指令，并根据操作指令向所述监控主机发送查询请求，以使所述监控主机根据所述查询请求向所述远程终端返回实时局部放电量数据和历史局部放电量数据。

图2示出了本发明另一实施例提供的电缆局部放电监测系统的结构示意图，参见图2，在图1对应实施例的基础上，本实施例还包括：

下文均以电缆101为例进行说明：

首先，本实施例中的每个信号检测单元3均包括：四个电流传感器30-33；且这四个电流传感器分别套接在同一电缆101的三相1和接地线上，以检测电缆三相和接地线上的局部放电脉冲信号。

其中，四个电流传感器均为高频电流传感器。

举例说明如下：电流传感器31套接在A相上，电流传感器32套接在B相上，电流传感器33套接在C相上，电流传感器34套接在接地线上。

四个电流传感器30-33均与信号处理单元4连接，由信号处理单元4基于局部放电脉冲信号计算出电缆101上的局部放电量。

然后，为了提高安全性，在检测到电缆101的局部放电量大于预设放电量阈值时，信号处理单元4发出警报。

不难理解的是，发出警报的功能还可由监控主机来实现，即：监控主机在检测到某电缆的局部放电量大于预设放电量阈值时，发出警报，并同时展示该电缆的编号。

下面结合图1以方法的形式对本发明的设计原理进行详细说明：

S1、每根电缆接地箱内均由四只高频电流传感器分别检测所述电力电缆A、B、C三相护层和总接地线上的局部放电脉冲信号，并发送给所述信号处理分单元120；

S2、信号处理分单元120采集所述高频电流传感器(HFCT)检测到的局部放电脉冲信号后，处理、计算、分析所述电缆的局部放电量，并存储数据；

S3、监控主机130采集所述信号处理分单元120的局部放电量数据，并进行远传、显示或调用，显示实时数据、历史数据或异常时发出报警信号。

或

S1、电缆接地箱内四只高频电流传感器分别检测所述电力电缆A、B、C三相和接地线上的局部放电脉冲信号，并发送给所述信号处理分单元120；

S2、信号处理分单元120采集所述高频电流传感器(HFCT)检测到的局部放电脉冲信号后，处理、计算、分析所述电缆的局部放电量，并存储数据；

S3、信号处理分单元120在检测所述电缆的局部放电量异常时进行报警。

综上所述，本发明实施例提供的电力电缆局部放电分布式监测装置及系统，通过母线上引出的每根电缆终端接地箱内的四只高频电流传感器和信号处理分单元，外部的通讯网和监控主机。利用四只高频电流传感器获取电缆A、B、C三相和接地线上的局部放电脉冲信号；利用信号处理分单元采集高频电流传感器检测到的局部放电脉冲信号，并进行处理、分析、储存，必要时发出报警信号；利用监控主机定期采集分单元数据进行远传、显示或调用。

应该注意的是上述实施方式对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施方式。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种电缆局部放电分布式监测系统，其特征在于，包括：多个信号检测单元、多个信号处理单元和监控主机；

多个信号检测单元，分别与电源母线上引出的多条电缆连接，用于检测电缆三相和接地线上的局部放电脉冲信号；

多个信号处理单元，与所述多个信号检测单元一一对应连接，用于采集所述信号检测单元检测到的局部放电脉冲信号，并根据所述局部放电脉冲信号获取电缆的局部放电量；

所述监控主机，与所述多个信号处理单元连接，用于采集所述多个信号处理单元计算获取的电缆局部放电量，并将局部放电量进行显示、存储处理。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个信号检测单元均包括：四个电流传感器；

所述四个电流传感器分别套接在同一电缆的三相和接地线上。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述四个电流传感器均为高频电流传感器。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，各信号处理单元，还用于在检测到电缆的局部放电量大于预设放电量阈值时，发出警报。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监控主机，还用于在检测到电缆的局部放电量大于预设放电量阈值时，发出警报。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述监控主机在发出警报的同时展示相应电缆的编号。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监控主机通过通讯网与每个信号处理单元建立连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：远程终端；

所述远程终端，用于接收用户输入的操作指令，并根据操作指令向所述监控主机发送查询请求，以使所述监控主机根据所述查询请求向所述远程终端返回实时局部放电量数据和历史局部放电量数据。