CN111596175A - 一种电缆中间接头内置式局部放电测量方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电缆中间接头内置式局部放电测量方法及系统，基于磁场耦合原理获取中间接头绝缘缺陷引发的局部放电原始信号，对局部放电原始信号进行程控式滤波、增益调节和检波处理，对调理后的检波信号进行采集，并提取特征参量上传至上位机，实现在不破坏电缆中间接头结构的基础上对其局部放电进行高灵敏度内置式测量；本发明能够用于110kV及以下电压等级电缆中间接头局部放电的测量，具有良好的抗干扰性能及测量灵敏度，不影响电缆中间接头的机械及电场结构；同时，本发明将局部放电特征值提取算法下沉至前端采集电路，通过无线物联网进行数据的远程通讯，能够实现多点分布式监测及边缘计算，适用于电缆分布式、长距离的运行方式。
Description
技术领域
本发明涉及电缆状态传感技术领域，并且更具体地，涉及一种电缆中间接头内置式局部放电测量方法及系统。
背景技术
低压交联XLPE电力电缆由于其合理的工艺和结构，优良的电气性能，安全可靠的运行，较强的耐腐蚀能力，简单的安装敷设，运行维护工等特点，已经被广泛的应用到输电线路和配电网中，且使用率日益提高。预制式中间接头多为多层固体复合介质绝缘结构，近十年来全国XLPE电力电缆运行故障类型和数量的统计分析表明，电缆中间接头击穿故障的比例约占电缆运行故障总数的31％。因此，中间接头是电力电缆绝缘的薄弱环节和运行故障的典型部位。
在投运电缆线路中，由于各种原因导致的中间接头故障屡见不鲜，如何通过有效的监测手段准确、实时掌握电缆线路关键部位的运行状态，避免因击穿导致的大面积停电事故，是保障电力安全输送的关键性课题。绝缘性能的劣化和失效是导致高压电力设备故障的主要原因，因此高压电力设备的绝大多数故障最终归结为绝缘性故障。绝缘故障的起因不仅是由于强电场作用和材料缺陷引起的绝缘劣化，而且在设备的运行过程中各种外界因素(机械、热力)和电场的相互作用最终也会演变为绝缘性故障。局部放电是造成绝缘劣化的主要原因，也是绝缘劣化的重要征兆。运行经验和研究均表明：电力电缆局部放电量与电力电缆绝缘状况密切相关，局部放电量的变化预示着电缆绝缘一定程度上反映潜在隐患缺陷的存在。因此，国内、外专家学者、IEC、IEEE以及CIGRE等国际电力权威机构一致推荐局部放电试验是作为XLPE电力电缆绝缘状况评价的最佳方法。
电缆中间接头局部放电内置式测量方法适合接头局部放电在线监测。但是，目前现有的内置式测量方法大多需要局部改造电缆接头或本体的固有结构，由于电缆的运行工况复杂，长期在高电压、大电流环境下运行且绝缘设计非常紧凑，其固有结构的改变可能会对电缆长期运行过程中的电气及机械特性产生不良影响，引入故障隐患。目前，尚未有成熟的电缆中间接头局部放电隐患内置式测量方法及系统。
发明内容
本发明提出一种电缆中间接头内置式局部放电测量方法及系统，以解决如何方便、准确地对电缆中间接头的局部放电进行测量的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种电缆中间接头内置式局部放电测量方法，所述方法包括：
获取电缆中间接头内部的局部放电原始信号；
依次对所述局部放电信号进行程控滤波、程控放大和峰值检波处理，以获取局部放电检波信号；
按照预设的采集周期采集所述局部放电检波信号，以获取当前采集周期对应的电压采集数据；
若所述电压采集数据中的电压最大值处于当前量程的预设范围阈值内，则对所述电压采集数据进行信号转换，以获取电荷量采集数据；
若所述电荷量采集数据中的电荷量最大值大于等于预设的电荷量阈值，则对所述电荷量采集数据进行局部放电特征值提取，以获取局部放电特征值。
优选地，其中所述获取电缆中间接头内部的局部放电原始信号，包括：
利用带磁芯线圈式结构且安装在电缆中间接头主体结构和保护壳体之间的信号耦合模块，基于磁场耦合原理通过非接触式的方式耦合电缆中间接头内部局部放电产生的高频电压信号，以获取所述局部放电原始信号。
优选地，其中所述对所述电压采集数据进行信号转换，以获取电荷量采集数据，包括：
计算所述电压采集数据中的每个电压值与预设系数阈值的乘积，将每个电压值均转换为电荷量值，以获取电荷量采集数据。
优选地，其中所述对所述电荷量采集数据进行局部放电特征值提取，以获取局部放电特征值，包括：
提取所述电荷量采集数据中电荷量值大于等于预设的电荷量阈值的所有过阈值脉冲的峰值，并根据所有过阈值脉冲的峰值计算过阈值脉冲幅值平均值，以获取局部放电特征值；其中，所述局部放电特征值包括：当前采集周期的采集时刻、过阈值脉冲幅值的最大值、过阈值脉冲的个数和过阈值脉冲幅值平均值。
优选地，其中所述方法还包括：
若若所述电压采集数据中的电压最大值未处于当前量程的预设范围阈值内，则按照预设的量程调整策略更新当前的量程，并重新获取当前采集周期对应的电压采集数据，直至所述电压采集数据满足当前的量程时停止；
若所述电荷量采集数据中的电荷量最大值小于预设的电荷量阈值，则直接进行下一采集周期的局部放电检波信号的采集。
根据本发明的另一个方面，提供了一种电缆中间接头内置式局部放电测量系统，所述系统包括：
信号耦合模块，用于获取电缆中间接头内部的局部放电原始信号；
信号调理模块，用于依次对所述局部放电信号进行程控滤波、程控放大和峰值检波处理，以获取局部放电检波信号；
信号采集模块，按照预设的采集周期采集所述局部放电检波信号，以获取当前采集周期对应的电压采集数据；
信号转换模块，用于若所述电压采集数据中的电压最大值处于当前量程的预设范围阈值内，则对所述电压采集数据进行信号转换，以获取电荷量采集数据；
局部放电特征值获取模块，用于若所述电荷量采集数据中的电荷量最大值大于等于预设的电荷量阈值，则对所述电荷量采集数据进行局部放电特征值提取，以获取局部放电特征值。
优选地，其中所述信号耦合模块，为带磁芯线圈式结构且安装在电缆中间接头主体结构和保护壳体之间，基于磁场耦合原理通过非接触式的方式耦合电缆中间接头内部局部放电产生的高频电压信号，以获取所述局部放电原始信号。
优选地，其中所述信号转换模块，对所述电压采集数据进行信号转换，以获取电荷量采集数据，包括：
计算所述电压采集数据中的每个电压值与预设系数阈值的乘积，将每个电压值均转换为电荷量值，以获取电荷量采集数据。
优选地，其中所述局部放电特征值获取模块，对所述电荷量采集数据进行局部放电特征值提取，以获取局部放电特征值，包括：
提取所述电荷量采集数据中电荷量值大于等于预设的电荷量阈值的所有过阈值脉冲的峰值，并根据所有过阈值脉冲的峰值计算过阈值脉冲幅值平均值，以获取局部放电特征值；其中，所述局部放电特征值包括：当前采集周期的采集时刻、过阈值脉冲幅值的最大值、过阈值脉冲的个数和过阈值脉冲幅值平均值。
优选地，其中所述系统还包括：
量程更新模块，用于若所述电压采集数据中的电压最大值未处于当前量程的预设范围阈值内，则按照预设的量程调整策略更新当前的量程，并进入信号采集模块重新获取当前采集周期对应的电压采集数据，直至所述电压采集数据满足当前的量程时停止；
信号采集模块，还用于若所述电荷量采集数据中的电荷量最大值小于预设的电荷量阈值，则直接进行下一采集周期的局部放电检波信号的采集。
本发明提供了一种电缆中间接头内置式局部放电测量方法及系统，在不影响电缆中间接头结构的基础上，利用信号耦合模块基于磁场耦合原理获取中间接头绝缘缺陷引发的局部放电高频信号，对局部放电原始高频信号进行程控式滤波、增益调节和检波处理，在此基础上对调理后的检波信号进行采集，并提取特征参量上传至上位机，实现在不破坏电缆中间接头结构的基础上对其局部放电进行高灵敏度内置式测量。本发明能够用于110kV及以下电压等级电缆中间接头局部放电的高灵敏度测量，与中间接头保护壳体相结合具有良好的抗干扰性能及测量灵敏度，不影响电缆中间接头的机械及电场结构；同时，本发明将局部放电特征值提取算法下沉至前端采集电路，通过无线物联网进行数据的远程通讯，能够实现多点分布式监测及边缘计算，适用于电缆分布式、长距离的运行方式。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的电缆中间接头内置式局部放电测量方法100的流程图；
图2为根据本发明实施方式的电缆中间接头内置式局部放电测量方法的原理图；
图3为根据本发明实施方式的对局部放电原始信号进行调理的流程图；
图4为根据本发明实施方式的信号采集的流程图；
图5为根据本发明实施方式的采集模式的示意图；
图6为根据本发明实施方式的信号转换的示例图；
图7为根据本发明实施方式的测量局部放电信号的灰度对比图；
图8为根据本发明实施方式的电缆中间接头内置式局部放电测量系统800的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的电缆中间接头内置式局部放电测量方法100的流程图。如图1所示，本发明实施方式提供的电缆中间接头内置式局部放电测量方法，在不影响电缆中间接头结构的基础上，利用信号耦合模块基于磁场耦合原理获取中间接头绝缘缺陷引发的局部放电高频信号，对局部放电原始高频信号进行程控式滤波、增益调节和检波处理，在此基础上对调理后的检波信号进行采集，并提取特征参量上传至上位机，实现在不破坏电缆中间接头结构的基础上对其局部放电进行高灵敏度内置式测量。本发明实施提供的方法能够用于110kV及以下电压等级电缆中间接头局部放电的高灵敏度测量，与中间接头保护壳体相结合具有良好的抗干扰性能及测量灵敏度，不影响电缆中间接头的机械及电场结构；同时，本发明将局部放电特征值提取算法下沉至前端采集电路，通过无线物联网进行数据的远程通讯，能够实现多点分布式监测及边缘计算，适用于电缆分布式、长距离的运行方式。本发明实施方提供的电缆中间接头内置式局部放电测量方法100，从步骤101处开始，在步骤101获取电缆中间接头内部的局部放电原始信号。
优选地，其中所述获取电缆中间接头内部的局部放电原始信号，包括：
利用带磁芯线圈式结构且安装在电缆中间接头主体结构和保护壳体之间的信号耦合模块，基于磁场耦合原理通过非接触式的方式耦合电缆中间接头内部局部放电产生的高频电压信号，以获取所述局部放电原始信号。
图2为根据本发明实施方式的电缆中间接头内置式局部放电测量方法的原理图。如图2所示，通过信号耦合模块、信号调理及采集模块获取局部放电测量结果，并通过云端发送至上位机；其中，此处的采集模块具备信号采集、信号转换和特征值提取等功能。
其中，信号耦合模块安装在电缆中间接头主体结构和保护壳体之间，位于中间接头主体结构与保护壳体之间的缝隙中，不破坏中间接头的固有结构。该模块为带磁芯线圈式结构，基于磁场耦合原理通过非接触式的方式耦合中间接头内部局部放电产生的高频电压信号。本发明的信号耦合模块的主要参数如下：6dB带宽：1MHz-100MHz；增益：不低于-10dB；尺寸：外径180mm、内径150mm和高度35mm；封装形式：铝制壳体、环氧树脂内部灌封。
在步骤102，依次对所述局部放电信号进行程控滤波、程控放大和峰值检波处理，以获取局部放电检波信号。
图3为根据本发明实施方式的对局部放电原始信号进行调理的流程图。如图3所示，通过信号调理模块对耦合模块获取到的局部放电原始信号依次进行程控滤波、程控放大和峰值检波处理，最终将检波信号输出至信号采集模块。其中，信号调理模块的主要参数如下：
1)程控滤波处理：在计算机串口指令控制下进行3MHz-30MHz，30MHz-60MHz，60MHz-100MHz三个频带的切换，插损不大于2dB，平坦度优于1dB，采用无源滤波方式。
2)程控放大处理：带宽3MHz-100MHz，在计算机串口指令下能够进行增益10dB、20dB、30dB、40dB四档切换，供电电压为DC12V。
3)峰值检波处理：利用检波电路实现，检波灵敏度优于10mV。
在步骤103，按照预设的采集周期采集所述局部放电检波信号，以获取当前采集周期对应的电压采集数据。
图4为根据本发明实施方式的信号采集的流程图。如图4所示，在获取局部放电检波信号后，依次对信号调理模块输出的局部放电检波信号进行数据采集、特征值提取和数据上传等处理。
具体地，在本发明的实施方式中，采集模块为采集器，采集器上电初始及默认状态为低功耗待机状态，当收到上位机下达的“激活”指令后开始工作，当收到上位机下达的“休眠”指令后回归低功耗待机状态，“激活”指令为：ACTIVATION；“休眠”指令为：STANDBY。当采集器处于激活状态时，按照设置的采样模式进行采样。例如，采集时间为20ms，采样率1MS/s，当前的量程范围为：5mVpp～40Vpp，精度为12bit，无触发自动采集，一次采集时间20ms，采集时间间隔1000ms，并每次采集数据与当前时刻共同记录。例如，第一个采集周期在2019年11月28日9时44分12秒，单次采集20ms，将2019/11/28-9:44:12连同20ms数据打包记录供后续处理；第二个采集周期在2019年11月28日9时44分13秒，单次采集20ms，将2019/11/28-9:44:13连同20ms数据打包记录供后续处理，依次循环，采集模式如图5所示。
在步骤104，若所述电压采集数据中的电压最大值处于当前量程的预设范围阈值内，则对所述电压采集数据进行信号转换，以获取电荷量采集数据。
优选地，其中所述对所述电压采集数据进行信号转换，以获取电荷量采集数据，包括：
计算所述电压采集数据中的每个电压值与预设系数阈值的乘积，将每个电压值均转换为电荷量值，以获取电荷量采集数据。
优选地，其中所述方法还包括：
若所述电压采集数据中的电压最大值未处于当前量程的预设范围阈值内，则按照预设的量程调整策略更新当前的量程，并重新获取当前采集周期对应的电压采集数据，直至所述电压采集数据满足当前的量程时停止。
在本发明的实施方式中，设置量程条件为：电压采集数据中的电压最大值处于当前量程的40％～90％范围内。对每次20ms内采集的电压数据中提取最大值，将最大值与当前的量程进行比较，若电压最大值处于量程40％～90％范围内，则认为量程合适，此时可以进行信号转换处理。反之，则需要按照预设的量程调整策略调整量程，从而调整当前的量程条件，并重新获取当前采集周期对应的电压采集数据，直至所述电压采集数据满足当前的量程条件时停止。例如，若当前的量程为±10V，最大值为5V，则量程合适，可以进行信号转换处理；若最大值为2V，则量程不合适，需要调整量程，更新量程条件，重新获取电压采集数据，直至满足当前的量程条件时停止。
在本发明的实施方式中，电压采集数据以信号波的形式存在，采集到的原始信号纵坐标为电压，单位为V，在进行信号转换时，对每个纵坐标数值乘以预设系数阈值K，将其由电压转换为电荷量，用Q表示，单位为pC。例如，原始信号纵坐标为1，1.1，0.4，0.6，0.5…，当前K＝10，则转换后波形纵坐标为：10，11，4，6，5…，横坐标不做处理，波形换算示例如图6所示。其中，预设系数阈值K由上位机设定，设定指令为：K＝XX.XX(XX.XX为正数，保留小数点后2位)，设定后保存至RAM，初始值为1，当上位机再次设定时更新并覆盖原值，否则一直保存并使用原值，断电重启不更新。
在步骤105，若所述电荷量采集数据中的电荷量最大值大于等于预设的电荷量阈值，则对所述电荷量采集数据进行局部放电特征值提取，以获取局部放电特征值。
优选地，其中所述对所述电荷量采集数据进行局部放电特征值提取，以获取局部放电特征值，包括：
提取所述电荷量采集数据中电荷量值大于等于预设的电荷量阈值的所有过阈值脉冲的峰值，并根据所有过阈值脉冲的峰值计算过阈值脉冲幅值平均值，以获取局部放电特征值；其中，所述局部放电特征值包括：当前采集周期的采集时刻、过阈值脉冲幅值的最大值、过阈值脉冲的个数和过阈值脉冲幅值平均值。
优选地，其中所述方法还包括：若所述电荷量采集数据中的电荷量最大值小于预设的电荷量阈值，则直接进行下一采集周期的局部放电检波信号的采集。
在本发明的实施方式中，电压采集数据波形经过信号转换处理得到电荷量采集数据波形，提取电荷量采集数据中的最大值，将电荷量最大值与预设的电荷量阈值进行比较，若电荷量最大值大于等于预设的电荷量阈值，则过阈值；若电荷量最大值小于预设的电荷量阈值，则不过阈值。例如：电荷量阈值设定为10，若换算后波形最大值为12，则该电荷量采集数据波形过阈值；若换算后波形最大值为8，则该电荷量采集数据波形不过阈值。当过阈值时，进行特征值的提取；当不过阈值时，直接进行下一周期的局部放电检波信号的采集。其中，电荷量阈值为电荷量数值，单位为pC，由上位机设定，设定指令为：THRESHOLD＝XX.XX(XX.XX为正数，保留小数点后2位)，设定后保存至RAM，只有当上位机再次设定时更新并覆盖原值，否则一直保存并使用原值，第一次设定前的初始值为0，断电重启不更新。
在本发明的实施方式中，特征值为4个数值组成的数组，包括：波形采集时刻、过阈值脉冲幅值最大值QMAX、过阈值脉冲次数N、过阈值脉冲幅值平均值QAVE，特征值数组格式定义为：T＝XXX(精确到秒),QMAX＝XXX(正数，精确到小数点后2位),N＝XXX(取正整数),QAVE＝XXX(正数，精确到小数点后2位)。提取方法为：提取换算后电荷量采集数据波形超过阈值的所有脉冲峰值，确定最大值为QMAX，发生的脉冲个数为N，利用公式∑Qi/N＝QAVE计算过阈值脉冲幅值平均值QAVE，Qi为第i次过阈值脉冲幅值，N为过阈值脉冲个数。例如，某一采集周期对应的特征值QMAX＝540，N＝8，QAVE＝(540+120+160+150+90+240+155+210)/8＝208.125，采集时间为2019/11/28-9:44:12，则此时的特征值数组为：T＝2019/11/28-9:44:12，QMAX＝540.00，N＝8，QAVE＝208.13。
在本发明的实施方式中，通过板载RAM存储特征值数据，板载RAM能够存储2000组特征值数组。根据上位机的上传指令进行特征值的上传。其中，上位机下达指令：READBUFFER，返回RAM中存储的所有的特征值数组：(T＝XXX，QMAX＝XXX，N＝XXX，QAVE＝XXX)(T＝YYY，QMAX＝YYY，N＝YYY，QAVE＝YYY)，特征值数组通过物联网上传至上位机，以供上位机处根据采集的局部放电特征值进行与电缆相关的分析研究。上位机预装数据读取及分析软件，能够对上传数据通过人机交互界面进行显示以及深度分析。上位机具备电压读取功能，电源供给为DC12V电池供电，上位机给定指令：READ VOLTAGE,返回V＝XX.XX(单位：V)。信号输入使用SMA母座，控制采用db9母座；电源电压能够维持系统正产工作时，绿色LED亮起，反之熄灭；采集指示：采集时红色LED亮起，休眠时熄灭。
为了验证本发明实施方式提供的电缆中间接头内置式局部放电测量方法的灵敏性和有效性，在电缆中间接头中预设尖刺放电缺陷，构建合理的加压回路激发出预设缺陷的局部放电信号，并使用本发明的方法和标准局部放电测量仪同步检测缺陷的局部放电信号。在试验过程中逐级升高电压，直至局部放电测试仪检测到稳定的局部放电信号停止加压并保持电压恒定30分钟，期间2路测量系统同步记录局部放电信号。实验结束后对2路测量系统的实测数据进行统计分析，以标准局部放电测量仪的检测结果为标准，对比两路测试结果的一致性，以此判断本发明是否能够有效测量接头局部放电信号。
由于局部放电灰度图包含了局部放电的相位、幅值、重复率的三维信息，为了能够全面描述局部放电的统计特征，因此对两路测量系统的局部放电数据进行灰度图分析，生成局部放电灰度图，如附图7所示。然后，以标准局部放电测试仪测量信号生成的灰度图为参考图像，以本发明测量信号生成的灰度图为待识别图像，利用相似度测量函数计算二者之间的相似程度。相似度测量函数一般取为归一化的互相关函数，假定待识别图像为g(x,y)，参考图像为f(x,y)，则两者归一化的互相关函数为：
其中，
是待识图像像素的均值；
是参考图像像素的均值。根据相似度函数计算出来的相似度值就可以判断两幅图像的相似程度，相似度值NCorr越大，则两幅图像的相似度越高，反之则相似度越低。在本发明中，计算得到两组图像的相似度数值为0.92，证明了两套测量系统对于相同缺陷局部放电信号的检测结果具有高度的一致性，从而证明了本发明实施方提供方法的测量灵敏度及有效性。
图8为根据本发明实施方式的电缆中间接头内置式局部放电测量系统800的结构示意图。如图8所示，本发明实施方式提供的电缆中间接头内置式局部放电测量系统800，包括：信号耦合模块801、信号调理模块802、信号采集模块803、信号转换模块804和局部放电特征值获取模块805。
优选地，所述信号耦合模块801，用于获取电缆中间接头内部的局部放电原始信号。
优选地，其中所述信号耦合模块801，为带磁芯线圈式结构且安装在电缆中间接头主体结构和保护壳体之间，基于磁场耦合原理通过非接触式的方式耦合电缆中间接头内部局部放电产生的高频电压信号，以获取所述局部放电原始信号。
优选地，所述信号调理模块802，用于依次对所述局部放电信号进行程控滤波、程控放大和峰值检波处理，以获取局部放电检波信号。
优选地，所述信号采集模块803，用于按照预设的采集周期采集所述局部放电检波信号，以获取当前采集周期对应的电压采集数据。
优选地，所述信号转换模块804，用于所述电压采集数据中的电压最大值处于当前量程的预设范围阈值内，则对所述电压采集数据进行信号转换，以获取电荷量采集数据。
优选地，其中所述信号转换模块804，对所述电压采集数据进行信号转换，以获取电荷量采集数据，包括：
计算所述电压采集数据中的每个电压值与预设系数阈值的乘积，将每个电压值均转换为电荷量值，以获取电荷量采集数据。
优选地，其中所述系统还包括：量程更新模块，用于若所述电压采集数据中的电压最大值未处于当前量程的预设范围阈值内，则按照预设的量程调整策略更新当前的量程，并进入信号采集模块803重新获取当前采集周期对应的电压采集数据，直至所述电压采集数据满足当前的量程时停止。
优选地，所述局部放电特征值获取模块805，用于若所述电荷量采集数据中的电荷量最大值大于等于预设的电荷量阈值，则对所述电荷量采集数据进行局部放电特征值提取，以获取局部放电特征值。
优选地，其中所述局部放电特征值获取模块805，对所述电荷量采集数据进行局部放电特征值提取，以获取局部放电特征值，包括：
提取所述电荷量采集数据中电荷量值大于等于预设的电荷量阈值的所有过阈值脉冲的峰值，并根据所有过阈值脉冲的峰值计算过阈值脉冲幅值平均值，以获取局部放电特征值；其中，所述局部放电特征值包括：当前采集周期的采集时刻、过阈值脉冲幅值的最大值、过阈值脉冲的个数和过阈值脉冲幅值平均值。
优选地，其中所述信号采集模块803，还用于若所述电荷量采集数据中的电荷量最大值小于预设的电荷量阈值，则直接进行下一采集周期的局部放电检波信号的采集。
本发明的实施例的电缆中间接头内置式局部放电测量系统800与本发明的另一个实施例的电缆中间接头内置式局部放电测量方法100相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电缆中间接头内置式局部放电测量方法，其特征在于，所述方法包括：
获取电缆中间接头内部的局部放电原始信号；
依次对所述局部放电信号进行程控滤波、程控放大和峰值检波处理，以获取局部放电检波信号；
按照预设的采集周期采集所述局部放电检波信号，以获取当前采集周期对应的电压采集数据；
若所述电压采集数据中的电压最大值处于当前量程的预设范围阈值内，则对所述电压采集数据进行信号转换，以获取电荷量采集数据；
若所述电荷量采集数据中的电荷量最大值大于等于预设的电荷量阈值，则对所述电荷量采集数据进行局部放电特征值提取，以获取局部放电特征值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取电缆中间接头内部的局部放电原始信号，包括：
利用带磁芯线圈式结构且安装在电缆中间接头主体结构和保护壳体之间的信号耦合模块，基于磁场耦合原理通过非接触式的方式耦合电缆中间接头内部局部放电产生的高频电压信号，以获取所述局部放电原始信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述电压采集数据进行信号转换，以获取电荷量采集数据，包括：
计算所述电压采集数据中的每个电压值与预设系数阈值的乘积，将每个电压值均转换为电荷量值，以获取电荷量采集数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述电荷量采集数据进行局部放电特征值提取，以获取局部放电特征值，包括：
提取所述电荷量采集数据中电荷量值大于等于预设的电荷量阈值的所有过阈值脉冲的峰值，并根据所有过阈值脉冲的峰值计算过阈值脉冲幅值平均值，以获取局部放电特征值；其中，所述局部放电特征值包括：当前采集周期的采集时刻、过阈值脉冲幅值的最大值、过阈值脉冲的个数和过阈值脉冲幅值平均值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述电压采集数据中的电压最大值未处于当前量程的预设范围阈值内，则按照预设的量程调整策略更新当前的量程，并重新获取当前采集周期对应的电压采集数据，直至所述电压采集数据满足当前的量程时停止；
若所述电荷量采集数据中的电荷量最大值小于预设的电荷量阈值，则直接进行下一采集周期的局部放电检波信号的采集。
6.一种电缆中间接头内置式局部放电测量系统，其特征在于，所述系统包括：
信号耦合模块，用于获取电缆中间接头内部的局部放电原始信号；
信号调理模块，用于依次对所述局部放电信号进行程控滤波、程控放大和峰值检波处理，以获取局部放电检波信号；
信号采集模块，按照预设的采集周期采集所述局部放电检波信号，以获取当前采集周期对应的电压采集数据；
信号转换模块，用于若所述电压采集数据中的电压最大值处于当前量程的预设范围阈值内，则对所述电压采集数据进行信号转换，以获取电荷量采集数据；
局部放电特征值获取模块，用于若所述电荷量采集数据中的电荷量最大值大于等于预设的电荷量阈值，则对所述电荷量采集数据进行局部放电特征值提取，以获取局部放电特征值。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述信号耦合模块，为带磁芯线圈式结构且安装在电缆中间接头主体结构和保护壳体之间，基于磁场耦合原理通过非接触式的方式耦合电缆中间接头内部局部放电产生的高频电压信号，以获取所述局部放电原始信号。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述信号转换模块，对所述电压采集数据进行信号转换，以获取电荷量采集数据，包括：
计算所述电压采集数据中的每个电压值与预设系数阈值的乘积，将每个电压值均转换为电荷量值，以获取电荷量采集数据。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述局部放电特征值获取模块，对所述电荷量采集数据进行局部放电特征值提取，以获取局部放电特征值，包括：
提取所述电荷量采集数据中电荷量值大于等于预设的电荷量阈值的所有过阈值脉冲的峰值，并根据所有过阈值脉冲的峰值计算过阈值脉冲幅值平均值，以获取局部放电特征值；其中，所述局部放电特征值包括：当前采集周期的采集时刻、过阈值脉冲幅值的最大值、过阈值脉冲的个数和过阈值脉冲幅值平均值。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
量程更新模块，用于若所述电压采集数据中的电压最大值未处于当前量程的预设范围阈值内则按照预设的量程调整策略更新当前的量程，并进入信号采集模块重新获取当前采集周期对应的电压采集数据，直至所述电压采集数据满足当前的量程时停止；
信号采集模块，还用于若所述电荷量采集数据中的电荷量最大值小于预设的电荷量阈值，则直接进行下一采集周期的局部放电检波信号的采集。
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| CN202010305845.7A CN111596175A (zh) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | 一种电缆中间接头内置式局部放电测量方法及系统 |
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|---|---|---|---|---|
| CN112684310A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-04-20 | 山东和兑智能科技有限公司 | 高压电缆综合在线智能监测系统 |
| CN113671325A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-19 | 云南电网有限责任公司大理供电局 | 一种基于高频电场变化的终端局放监测方法及系统 |
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2020
- 2020-04-17 CN CN202010305845.7A patent/CN111596175A/zh active Pending
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