CN110609220A - 一种基于多种信号采集分析的输电电缆绝缘状态检测评估系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于多种信号采集分析的输电电缆绝缘状态检测评估系统，所述绝缘状态检测评估系统包括信号采集单元、信号调理单元、A/D转换单元、控制处理单元、太阳能供电单元、通信单元、报警单元和监控中心；所述绝缘状态检测评估系统采集所述电缆工作的多种信息，分别进行分析判断，得到所述电缆绝缘状态和绝缘变化趋势，当所述绝缘状态、所述绝缘变化趋势异常时及时发出报警信号，并上传至所述监控中心。本发明提供一种基于多种信号采集分析的输电电缆绝缘状态检测评估系统，通过多种相关信息的采集，判断电缆的绝缘状态，进而确保输电线路的安全可靠工作。

Description

一种基于多种信号采集分析的输电电缆绝缘状态检测评估 系统
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种基于多种信号采集分析的输电电缆绝缘状态检测评估系统。
背景技术
随着电力电网的不断发展，人们对电能的需求越来越高，输电线路作为电力系统的重要组成部分之一也受到了人们越来越高的重视。
输电电缆是输电线路的重要载体，由于长期工作在户外受各种因数影响，需要定期进行维护检测，以便及时发现电缆的潜伏隐患。本发明提出基于多种信号采集的输电电缆绝缘状态检测评估系统，分别对电缆工作时环境温度、湿度、电容漏电流、脉冲电流进行采集，分析判断电缆的绝缘状况是否良好，并对绝缘变化趋势进行分析，评估电缆的绝缘变化，进而进行绝缘异常和绝缘变化趋势异常报警，以便相关工作人员及时采取措施，确保输电线路的安全可靠工作。
发明内容
本发明提供一种基于多种信号采集分析的输电电缆绝缘状态检测评估系统，通过多种相关信息的采集，判断电缆的绝缘状态，进而确保输电线路的安全可靠工作。
本发明具体为一种基于多种信号采集分析的输电电缆绝缘状态检测评估系统，所述绝缘状态检测评估系统包括信号采集单元、信号调理单元、A/D转换单元、控制处理单元、太阳能供电单元、通信单元、报警单元和监控中心，所述信号采集单元与所述信号调理单元、所述A/D转换单元、所述控制处理单元、所述通信单元、所述监控中心顺序连接，所述控制处理单元还分别与所述太阳能供电单元、所述报警单元相连接；所述绝缘状态检测评估系统采集所述电缆工作的多种信息，分别进行分析判断，得到所述电缆绝缘状态和绝缘变化趋势，当所述绝缘状态、所述绝缘变化趋势异常时及时发出报警信号，并上传至所述监控中心。
所述信号采集单元包括电容漏电流传感器、高频脉冲电流传感器和温湿度传感器，
所述电容漏电流传感器套接在所述电缆接地线上，采集所述电缆金属屏蔽层接地线上的电容漏电流；
所述高频脉冲电流传感器采集所述电缆放电时产生的脉冲电流，所述高频脉冲电流传感器安装有铝合金材料制作的屏蔽外壳，能够屏蔽外部磁场，削弱所述外部磁场对所述高频脉冲电流传感器的干扰，提高测量的精确性；
所述温湿度传感器采用空气温湿度传感器采集所述电缆所属环境的温度和湿度数据。
所述信号调理单元包括放大模块和滤波模块，对输入的信号进行放大和滤波处理，输出符合所述A/D转换单元的电信号。
所述太阳能供电单元包括太阳能电池板、控制器、蓄电池和保护模块，所述控制器分别与所述太阳能电池板、所述蓄电池、所述控制处理单元相连接，所述太阳能电池板和所述蓄电池通过所述保护模块与所述控制处理单元连接；所述控制器根据所述太阳能电池板输出电能大小控制所述太阳能供电单元的工作模式：
当光照充足时，所述太阳能电池板一方面给所述蓄电池充电，另一方面直接给所述绝缘状态检测评估系统提供电源；当天气状况不好光照不足时，由所述蓄电池为所述绝缘状态检测评估系统提供电源。
所述报警单元采用声音报警器，当所述电缆绝缘异常时发出报警信号，便于相关工作人员的维护；
所述通信单元采用无线通信技术，将采集的信号、所述报警信号上传至所述监控中心，同时接收所述监控中心发出的控制指令；所述监控中心还能够通过所述通信单元对所述绝缘状态检测评估系统进行参数设定，所述参数包括电容漏电流报警值、脉冲电流报警值、脉冲电流频率报警值、温度报警值、湿度报警值和采样周期。
所述控制处理单元采用单片机芯片对输入的信息进行分析处理：
将所述温度信号与所述温度报警值相比较，若大于所述温度报警值，控制所述报警单元发出报警信号，所述监控中心显示温度高报警信号；
将所述湿度信号与所述湿度报警值相比较，若大于所述湿度报警值，控制所述报警单元发出报警信号，所述监控中心显示湿度高报警信号；
将所述电容漏电流与所述电容漏电流报警值相比较：若大于所述电容漏电流报警值，控制所述报警单元发出报警信号，所述监控中心显示绝缘差报警信号；若小于所述电容漏电流报警值大于零，所述监控中心显示绝缘变差报警信号；
将所述脉冲电流与所述脉冲电流报警值相比较：若大于所述脉冲电流报警值，控制所述报警单元发出报警信号，所述监控中心显示绝缘差报警信号；若小于所述脉冲电流报警值大于零，所述监控中心显示绝缘变差报警信号；
根据所述脉冲电流得到所述脉冲电流频率，将所述脉冲电流频率与所述脉冲电流频率报警值相比较：若大于所述脉冲电流频率报警值，控制所述报警单元发出报警信号，所述监控中心显示绝缘老化异常报警信号；若小于脉冲电流频率报警值大于零，所述监控中心显示绝缘变差报警信号。
所述监控中心根据接收到的信号，形成数据报表和报警报表，当接收到所述报警信号时，及时将报警信息发送至相关工作人员，以便及时采取维护措施。
附图说明
图1为本发明一种基于多种信号采集分析的输电电缆绝缘状态检测评估系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种基于多种信号采集分析的输电电缆绝缘状态检测评估系统的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明的绝缘状态检测评估系统包括信号采集单元、信号调理单元、A/D转换单元、控制处理单元、太阳能供电单元、通信单元、报警单元和监控中心，所述信号采集单元与所述信号调理单元、所述A/D转换单元、所述控制处理单元、所述通信单元、所述监控中心顺序连接，所述控制处理单元还分别与所述太阳能供电单元、所述报警单元相连接；所述绝缘状态检测评估系统采集所述电缆工作的多种信息，分别进行分析判断，得到所述电缆绝缘状态和绝缘变化趋势，当所述绝缘状态、所述绝缘变化趋势异常时及时发出报警信号，并上传至所述监控中心。
所述信号采集单元包括电容漏电流传感器、高频脉冲电流传感器和温湿度传感器，
所述电容漏电流传感器套接在所述电缆接地线上，采集所述电缆金属屏蔽层接地线上的电容漏电流；
所述高频脉冲电流传感器采集所述电缆放电时产生的脉冲电流，所述高频脉冲电流传感器安装有铝合金材料制作的屏蔽外壳，能够屏蔽外部磁场，削弱所述外部磁场对所述高频脉冲电流传感器的干扰，提高测量的精确性；
所述温湿度传感器采用空气温湿度传感器采集所述电缆所属环境的温度和湿度数据。
所述信号调理单元包括放大模块和滤波模块，对输入的信号进行放大和滤波处理，输出符合所述A/D转换单元的电信号。
所述太阳能供电单元包括太阳能电池板、控制器、蓄电池和保护模块，所述控制器分别与所述太阳能电池板、所述蓄电池、所述控制处理单元相连接，所述太阳能电池板和所述蓄电池通过所述保护模块与所述控制处理单元连接；所述控制器根据所述太阳能电池板输出电能大小控制所述太阳能供电单元的工作模式：
当光照充足时，所述太阳能电池板一方面给所述蓄电池充电，另一方面直接给所述绝缘状态检测评估系统提供电源；当天气状况不好光照不足时，由所述蓄电池为所述绝缘状态检测评估系统提供电源。
所述报警单元采用声音报警器，当所述电缆绝缘异常时发出报警信号，便于相关工作人员的维护；
所述通信单元采用无线通信技术，将采集的信号、所述报警信号上传至所述监控中心，同时接收所述监控中心发出的控制指令；所述监控中心还能够通过所述通信单元对所述绝缘状态检测评估系统进行参数设定，所述参数包括电容漏电流报警值、脉冲电流报警值、脉冲电流频率报警值、温度报警值、湿度报警值和采样周期。
所述控制处理单元采用单片机芯片对输入的信息进行分析处理：
将所述温度信号与所述温度报警值相比较，若大于所述温度报警值，控制所述报警单元发出报警信号，所述监控中心显示温度高报警信号；
将所述湿度信号与所述湿度报警值相比较，若大于所述湿度报警值，控制所述报警单元发出报警信号，所述监控中心显示湿度高报警信号；
将所述电容漏电流与所述电容漏电流报警值相比较：若大于所述电容漏电流报警值，控制所述报警单元发出报警信号，所述监控中心显示绝缘差报警信号；若小于所述电容漏电流报警值大于零，所述监控中心显示绝缘变差报警信号；
将所述脉冲电流与所述脉冲电流报警值相比较：若大于所述脉冲电流报警值，控制所述报警单元发出报警信号，所述监控中心显示绝缘差报警信号；若小于所述脉冲电流报警值大于零，所述监控中心显示绝缘变差报警信号；
根据所述脉冲电流得到所述脉冲电流频率，将所述脉冲电流频率与所述脉冲电流频率报警值相比较：若大于所述脉冲电流频率报警值，控制所述报警单元发出报警信号，所述监控中心显示绝缘老化异常报警信号；若小于脉冲电流频率报警值大于零，所述监控中心显示绝缘变差报警信号。
所述监控中心根据接收到的信号，形成数据报表和报警报表，当接收到所述报警信号时，及时将报警信息发送至相关工作人员，以便及时采取维护措施。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (7)

1.一种基于多种信号采集分析的输电电缆绝缘状态检测评估系统，其特征在于，所述绝缘状态检测评估系统包括信号采集单元、信号调理单元、A/D转换单元、控制处理单元、太阳能供电单元、通信单元、报警单元和监控中心，所述信号采集单元与所述信号调理单元、所述A/D转换单元、所述控制处理单元、所述通信单元、所述监控中心顺序连接，所述控制处理单元还分别与所述太阳能供电单元、所述报警单元相连接；所述绝缘状态检测评估系统采集所述电缆工作的多种信息，分别进行分析判断，得到所述电缆绝缘状态和绝缘变化趋势，当所述绝缘状态、所述绝缘变化趋势异常时及时发出报警信号，并上传至所述监控中心。
2.根据权利要求1所述的一种基于多种信号采集分析的输电电缆绝缘状态检测评估系统，其特征在于，所述信号采集单元包括电容漏电流传感器、高频脉冲电流传感器和温湿度传感器，
所述电容漏电流传感器套接在所述电缆接地线上，采集所述电缆金属屏蔽层接地线上的电容漏电流；
所述高频脉冲电流传感器采集所述电缆放电时产生的脉冲电流，所述高频脉冲电流传感器安装有铝合金材料制作的屏蔽外壳，能够屏蔽外部磁场，削弱所述外部磁场对所述高频脉冲电流传感器的干扰，提高测量的精确性；
所述温湿度传感器采用空气温湿度传感器采集所述电缆所属环境的温度和湿度数据。
3.根据权利要求2所述的一种基于多种信号采集分析的输电电缆绝缘状态检测评估系统，其特征在于，所述信号调理单元包括放大模块和滤波模块，对输入的信号进行放大和滤波处理，输出符合所述A/D转换单元的电信号。
4.根据权利要求3所述的一种基于多种信号采集分析的输电电缆绝缘状态检测评估系统，其特征在于，所述太阳能供电单元包括太阳能电池板、控制器、蓄电池和保护模块，所述控制器分别与所述太阳能电池板、所述蓄电池、所述控制处理单元相连接，所述太阳能电池板和所述蓄电池通过所述保护模块与所述控制处理单元连接；所述控制器根据所述太阳能电池板输出电能大小控制所述太阳能供电单元的工作模式：
当光照充足时，所述太阳能电池板一方面给所述蓄电池充电，另一方面直接给所述绝缘状态检测评估系统提供电源；当天气状况不好光照不足时，由所述蓄电池为所述绝缘状态检测评估系统提供电源。
5.根据权利要求4所述的一种基于多种信号采集分析的输电电缆绝缘状态检测评估系统，其特征在于，所述报警单元采用声音报警器，当所述电缆绝缘异常时发出报警信号，便于相关工作人员的维护；
所述通信单元采用无线通信技术，将采集的信号、所述报警信号上传至所述监控中心，同时接收所述监控中心发出的控制指令；所述监控中心还能够通过所述通信单元对所述绝缘状态检测评估系统进行参数设定，所述参数包括电容漏电流报警值、脉冲电流报警值、脉冲电流频率报警值、温度报警值、湿度报警值和采样周期。
6.根据权利要求5所述的一种基于多种信号采集分析的输电电缆绝缘状态检测评估系统，其特征在于，所述控制处理单元采用单片机芯片对输入的信息进行分析处理：
将所述温度信号与所述温度报警值相比较，若大于所述温度报警值，控制所述报警单元发出报警信号，所述监控中心显示温度高报警信号；
将所述湿度信号与所述湿度报警值相比较，若大于所述湿度报警值，控制所述报警单元发出报警信号，所述监控中心显示湿度高报警信号；
将所述电容漏电流与所述电容漏电流报警值相比较：若大于所述电容漏电流报警值，控制所述报警单元发出报警信号，所述监控中心显示绝缘差报警信号；若小于所述电容漏电流报警值大于零，所述监控中心显示绝缘变差报警信号；
将所述脉冲电流与所述脉冲电流报警值相比较：若大于所述脉冲电流报警值，控制所述报警单元发出报警信号，所述监控中心显示绝缘差报警信号；若小于所述脉冲电流报警值大于零，所述监控中心显示绝缘变差报警信号；
根据所述脉冲电流得到所述脉冲电流频率，将所述脉冲电流频率与所述脉冲电流频率报警值相比较：若大于所述脉冲电流频率报警值，控制所述报警单元发出报警信号，所述监控中心显示绝缘老化异常报警信号；若小于脉冲电流频率报警值大于零，所述监控中心显示绝缘变差报警信号。
7.根据权利要求6所述的一种基于多种信号采集分析的输电电缆绝缘状态检测评估系统，其特征在于，所述监控中心根据接收到的信号，形成数据报表和报警报表，当接收到所述报警信号时，及时将报警信息发送至相关工作人员，以便及时采取维护措施。
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