CN115453292A - 具备放电量自校准功能的电缆局放在线监测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具备放电量自校准功能的电缆局放在线监测装置及方法，在具备局放在线监测功能的同时，增加了信号校准功能。将信号产生电路与局放信号监测电路集成于同一设备之内，在设备外部增设了局放校准信号耦合单元，可以将放电量已知的校准信号直接注入被测的电缆本体或接地线，从而实现对于传感器的实时校准。较之传统的局放在线监测装置，本装置具备放电量校准功能，将在测量前对电缆注入放电量已知的信号，对传感器输出的电压值与实际放电量进行校准，从而保证了这一误差降至最低。
Description
技术领域
本发明属于电缆局放监测领域，尤其是具备放电量自校准功能的电缆局放在线监测装置及方法。
背景技术
随着经济发展和人民生活水平的提高，用户对供电可靠性的要求也越来越高。在城市电网系统中，各电压级别的电力电缆逐渐成为最关键的输电网络。但由于电缆属于典型的容性电力设备，其某处绝缘的损坏将引发整个绝缘系统的失效。因此，实现对于电缆绝缘的状态监测是关系到城市电力系统稳定运行的关键。
目前，针对电力电缆的绝缘状态监测主要以局放监测为主，局放是指发生在电缆绝缘内的并未将绝缘贯穿的放电，由于局放存在隐蔽性，不易在停电检修中发现，因此惯用的监测方式为使用特殊的传感器对电缆内发生的局放进行24小时实时监测。在线监测设备的传感器一旦安装完成后，就很难进行及时有效的校准。但传感器由于材料特性、温度变化等外部原因，其性能将随着使用过程发生明显改变，从而使得监测到的局放信号准确性下降，不符合电力系统精细化运维的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出具备放电量自校准功能的电缆局放在线监测装置及方法，能够实时校准传感器，可以提升局放在线监测准确性。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
具备放电量自校准功能的电缆局放在线监测装置，包括核心处理器、标准局放信号产生模块、信号耦合模块、HFCT传感器、局放信号处理电路，所述核心处理器连接标准局放信号产生模块，用于发送校准指令，标准局放信号产生模块通过BNC同轴线连接信号耦合模块，用于输出标准局放信号，信号耦合模块安装在被测电缆外侧，用于向电缆输入标准局放信号，HFCT传感器安装在信号耦合模块以及电缆接地端之间的电缆外侧，用于监测电缆内部的标准局放信号，HFCT传感器连接局放信号处理电路，用于将信号转换为电压信号，局放信号处理电路连接核心处理器，用于将电压信号输出至核心处理器。
而且，所述标准局放信号产生模块包括10pC、100pC及500pC的标准局放信号档位。
而且，所述信号耦合模块为柔性半环结构，其内部为0.2mm厚度的橡胶，在橡胶周围分别设有0.1mm的铜箔，BNC同轴线与铜箔相连。
而且，所述信号耦合模块贴在被测电缆外侧，并使用尼龙扎带固定。
具备放电量自校准功能的电缆局放在线监测装置的监测方法，包括以下步骤：
步骤1、装置依次连接，并将信号耦合模块贴在被测电缆外侧，使用尼龙扎带固定，HFCT传感器安装在信号耦合模块以及电缆接地端之间的电缆外侧，在核心处理器中设置监测循环时间；
步骤2、判断监测循环时间是否达到，若达到，则进行步骤3，否则重复步骤2；
步骤3、核心处理器发出校准指令，标准局放信号产生模块产生标准局放信号；
步骤4、标准局放信号通过信号耦合模块注入电缆，HFCT传感器监测到标准局放信号，并通过局放信号处理电路向核心处理器输出对应的电压值；
步骤5、核心处理器根据标准局放信号与得到的对应的电压值进行计算，则到测量误差；
步骤6、核心处理器开始实际局放信号监测，并将电压值与误差值相加，得到实际值。
本发明的优点和积极效果是：
本发明在具备局放在线监测功能的同时，增加了信号校准功能。将信号产生电路与局放信号监测电路集成于同一设备之内，在设备外部增设了局放校准信号耦合单元，可以将放电量已知的校准信号直接注入被测的电缆本体或接地线，从而实现对于传感器的实时校准。较之传统的局放在线监测装置，本装置具备放电量校准功能，将在测量前对电缆注入放电量已知的信号，对传感器输出的电压值与实际放电量进行校准，从而保证了这一误差降至最低。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明信号耦合模块结构示意图
图3为本发明监测方法流程图；
图4为本发明装置安装示意图；
图5为HFCT传感器监测原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详述。
传统的局放测量等效电路如图5所示，电力领域中对于局放的定义以放电时释放的电荷量为依据，其放电量是以pC为单位的数值，伴随着这一放电的产生，将在接地线中形成相应的放电电流，这一电流将由HFCT传感器检测到并且进行积分并以电压(mV)为单位进行输出。因此，局放测得的信号为电压信号，在后续的放电量转换中将其以固定的对应关系式转换为放电量显示。这一检测方法中，当输出电压值不准确时，后续的放电量转换也会出现较大的误差。
具备放电量自校准功能的电缆局放在线监测装置，如图1所示，包括核心处理器、标准局放信号产生模块、信号耦合模块、HFCT传感器、局放信号处理电路，所述核心处理器连接标准局放信号产生模块，用于发送校准指令，标准局放信号产生模块通过BNC同轴线连接信号耦合模块，用于输出标准局放信号，信号耦合模块安装在被测电缆外侧，用于向电缆输入标准局放信号，HFCT传感器安装在信号耦合模块以及电缆接地端之间的电缆外侧，用于监测电缆内部的标准局放信号，HFCT传感器连接局放信号处理电路，用于将信号转换为电压信号，局放信号处理电路连接核心处理器，用于将电压信号输出至核心处理器。
标准局放信号产生模块包括10pC、100pC及500pC的标准局放信号档位。由于某些连接结构下，HFCT传感器的灵敏度受到很大影响对较小的局放信号无法响应，因此需要使用较大的局放校准信号进行放电量及测量电压的校准，例如当注入10pC信号但是设备并无相应时，可以使用100pC或500pC的局放信号再次进行校准，这一设计可以保证不同连接方式下的校准精确度。
如图2所示，信号耦合模块为柔性半环结构，其内部为0.2mm厚度的橡胶，在橡胶周围分别设有0.1mm的铜箔，BNC同轴线与铜箔相连。信号耦合模块柔性结构设计，贴在被测电缆外侧，并使用尼龙扎带固定。
具备放电量自校准功能的电缆局放在线监测装置的监测方法，如图3所示，包括以下步骤：
步骤1、装置依次连接，如图4所示，将信号耦合模块贴在被测电缆外侧，使用尼龙扎带固定，HFCT传感器安装在信号耦合模块以及电缆接地端之间的电缆外侧，该结构可以保证在进行信号校准时局放信号会沿着接地线进入接地点，从而保证其可以被HFCT传感器测得，在核心处理器中设置监测循环时间。
步骤2、判断监测循环时间是否达到，若达到，则进行步骤3，否则重复步骤2。
步骤3、核心处理器发出校准指令，标准局放信号产生模块产生标准局放信号。
步骤4、标准局放信号通过信号耦合模块注入电缆，标准局放信号通过电缆最外侧的铝护套或铜屏蔽开始传输并被HFCT传感器检测到，并通过局放信号处理电路向核心处理器输出对应的电压值。
步骤5、核心处理器根据标准局放信号与得到的对应的电压值进行计算，则到测量误差。
步骤6、核心处理器开始实际局放信号监测，并将电压值与误差值相加，得到实际值。
在完成装置的安装之后，可以采用每次测量前依照前文所述步骤进行校准一次或间隔一段时间对传感器校准一次。每次进行局放测量时都以最新的校准结果进行局放量的换算。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.具备放电量自校准功能的电缆局放在线监测装置，其特征在于：包括核心处理器、标准局放信号产生模块、信号耦合模块、HFCT传感器、局放信号处理电路，所述核心处理器连接标准局放信号产生模块，用于发送校准指令，标准局放信号产生模块通过BNC同轴线连接信号耦合模块，用于输出标准局放信号，信号耦合模块安装在被测电缆外侧，用于向电缆输入标准局放信号，HFCT传感器安装在信号耦合模块以及电缆接地端之间的电缆外侧，用于监测电缆内部的标准局放信号，HFCT传感器连接局放信号处理电路，用于将信号转换为电压信号，局放信号处理电路连接核心处理器，用于将电压信号输出至核心处理器。
2.根据权利要求1所述的具备放电量自校准功能的电缆局放在线监测装置，其特征在于：所述标准局放信号产生模块包括10pC、100pC及500pC的标准局放信号档位。
3.根据权利要求1所述的具备放电量自校准功能的电缆局放在线监测装置，其特征在于：所述信号耦合模块为柔性半环结构，其内部为0.2mm厚度的橡胶，在橡胶周围分别设有0.1mm的铜箔，BNC同轴线与铜箔相连。
4.根据权利要求1所述的具备放电量自校准功能的电缆局放在线监测装置，其特征在于：所述信号耦合模块贴在被测电缆外侧，并使用尼龙扎带固定。
5.一种如权利要求1至4任一项所述的具备放电量自校准功能的电缆局放在线监测装置的监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、装置依次连接，并将信号耦合模块贴在被测电缆外侧，使用尼龙扎带固定，HFCT传感器安装在信号耦合模块以及电缆接地端之间的电缆外侧，在核心处理器中设置监测循环时间；
步骤2、判断监测循环时间是否达到，若达到，则进行步骤3，否则重复步骤2；
步骤3、核心处理器发出校准指令，标准局放信号产生模块产生标准局放信号；
步骤4、标准局放信号通过信号耦合模块注入电缆，HFCT传感器监测到标准局放信号，并通过局放信号处理电路向核心处理器输出对应的电压值；
步骤5、核心处理器根据标准局放信号与得到的对应的电压值进行计算，则到测量误差；
步骤6、核心处理器开始实际局放信号监测，并将电压值与误差值相加，得到实际值。
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| CN202211198092.XA CN115453292A (zh) | 2022-09-23 | 2022-09-23 | 具备放电量自校准功能的电缆局放在线监测装置及方法 |
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| CN (1) | CN115453292A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118191536A (zh) * | 2024-05-20 | 2024-06-14 | 江苏宏源电气有限责任公司 | 一种基于电场耦合的电缆局放信号测量系统及方法 |
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2022
- 2022-09-23 CN CN202211198092.XA patent/CN115453292A/zh active Pending
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