CN204101641U - 高压电缆在交叉互联下绝缘介质损耗角趋势在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高压电缆在交叉互联下绝缘介质损耗角趋势在线监测系统，包括信号采集部分、信号传输部分和信号处理部分；信号采集部分包括工频电流传感器、电压互感器、信号传输电缆、数据采集卡和前置工控机；信号传输部分包括局域网网线和光纤网络系统；信号处理部份包括上位机、集控中心服务器；工频电流传感器和电压互感器通过信号传输电缆与前置工控机连接，上位机通过局域网网线与前置工控机连接，集控中心服务器通过光纤网络系统与上位机连接。本实用新型能成功监测三相交叉互联高压电缆的绝缘状态，对电缆的介质损耗变化趋势进行监测和分析，并将电缆的安全状态信息实时传输到服务器显示，且对出现异常的监测进行预警提示。
Description
技术领域
本实用新型属于电缆在线检测技术领域，具体涉及一种高压电缆在交叉互联下绝缘介质损耗角趋势在线监测系统。
背景技术
随着城市现代化的发展，城市输配电网线路大量采用地下电缆线路代替架空输电线，并且大截面、长距离的中高压单芯电缆投运比重日益增多。
由于单芯电缆采用金属护层，在额定电压下，在金属护层的两端出现感应电压，感应电压幅值大小与电缆线路长度和流过线芯的电流成正比。当电缆线路很长时，金属护层上的感应电压幅值可达到危及人身安全的程度；产生的环流严重影响电缆线路的载流量；且造成电缆损耗发热，加速绝缘老化。
故长距离三相单芯电缆的金属护层都需要进行交叉互联，目的在于消除或者减弱三相电缆金属护层上的感应电压和环流，但交叉互联方式却给绝缘在线监测技术带来了极大的困难，尤其是交叉互联各段绝缘状况的测量。
上述各种因素的存在，大大降低了高压电缆在交叉互联下在线检测的灵敏度、准确度、可信度。因此，如何运用现有的先进技术，最大限度抑制干扰，准确提取介损信号，更可靠、更灵敏地为后续的绝缘诊断提供信息，成为高压电缆设备在交叉互联在线检测中的重要方向。
实用新型内容
为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种高压电缆在交叉互联下绝缘介质损耗角趋势在线监测系统。
本实用新型所采用的技术方案是：一种高压电缆在交叉互联下绝缘介质损耗角趋势在线监测系统，用于对电缆的介质损耗变化趋势进行监测和分析，并将电缆的安全状态信息实时传输到配置的服务器显示，且对出现异常的监测进行预警提示；其交叉互联接地箱和直接接地箱的进线从电缆接头中引出，其特征在于：包括信号采集部分、信号传输部分和信号处理部分；
所述的信号采集部分包括工频电流传感器、电压互感器、信号传输电缆、数据采集卡和前置工控机；所述的信号传输部分包括局域网网线、光纤网络系统；所述的信号处理部分包括上位机和集控中心服务器；
所述的交叉互联接地箱和直接接地箱的进线上均设置有所述的工频电流传感器，所述的工频电流传感器通过信号传输电缆与所述的数据采集卡连接，所述的数据采集卡通过信号传输电缆和所述的前置工控机连接，所述的上位机通过所述的局域网网线与所述的前置工控机连接，所述的集控中心服务器通过所述的光纤网络系统与所述的上位机连接；
所述的电压互感器安置在电缆线路首端变电站中，通过信号传输电缆和所述的前置工控机连接，用于从首端变电站CVT二次侧获取电压信号；
所述的数据采集卡至少可以和三个工频电流传感器与一个电压互感器进行数据传输，所述的前置工控机用于对三个工频电流传感器和一个电压互感器进行同步校准和采集；
所述的上位机用于对高压电缆各段介质损耗趋势进行计算和处理，计算和处理结果传回所述的集控中心服务器的数据库进行存储与显示。
作为优选，所述的工频电流传感器采用的是50Hz工频电流传感器。
作为优选，所述的数据采集卡能够实现8路采集介损电流信号，采样速率100kS/s，16位的分辨率，用于对3个工频电流传感器和1个电压互感器的同步采集。
作为优选，所述的数据采集卡和前置工控机封装在在线监测系统的模块箱中，防护等级为IP66。
相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
1. 50Hz工频电流传感器用于耦合电缆接头引出线上流经的电流信号，工频电流传感器采用钳式结构，可以在电缆线路不停运的情况下进行安装，对电缆线路的安全稳定运行没有影响，且工频电流传感器的外壳可以实现防水，可以完全适应隧道高湿度环境；
2. 前置工控机可以实现对数据采集卡的控制、设置程控信号调理单元、数据初处理和信号传输。采用的前置工控机可以适应复杂的工作环境，不易死机，且功耗低，满足隧道运行的需求；
3.局域网网线传输数据比USB传输速度更快，接口更加稳定，能够满足隧道复杂工况，有利于信号的传输；
4.光纤网络系统采用光纤环网系统，该结构成倍的增加了网络的可靠性，对于长距离传输信号增加了安全可靠性。光纤环网结构：当光纤网络的某一点出现故障时，一侧无法传输回信号，则信号可以通过环网的另一侧传输到集控中心，降低了网络故障给信号传输的风险。
附图说明
图1 ：为本实用新型实施例的原理示意图。
图2 ：为本实用新型实施例的电缆交叉互联接线图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请见图1、图2，本实用新型所采用的技术方案是：一种高压电缆在交叉互联下绝缘介质损耗角趋势在线监测系统，其交叉互联接地箱2和直接接地箱1的进线从电缆接头12中引出，其特征在于：包括信号采集部分、信号传输部分和信号处理部分；信号采集部分包括工频电流传感器3、电压互感器11、信号传输电缆5、数据采集卡4和前置工控机6；工频电流传感器3采用的是50Hz工频电流传感器；数据采集卡4能够实现8路采集介损电流信号，采样速率100kS/s，16位的分辨率，用于对3个工频电流传感器和1个电压互感器的同步采集；数据采集卡4和前置工控机6封装在在线监测系统的模块箱中，防护等级为IP66；信号传输部分包括局域网网线7、光纤网络系统9；信号处理部分包括上位机8和集控中心服务器10；交叉互联接地箱2和直接接地箱1的进线上均设置有工频电流传感器3，工频电流传感器3通过信号传输电缆5与数据采集卡4连接，数据采集卡4通过信号传输电缆5和前置工控机6连接，上位机8通过局域网网线7与前置工控机6连接，集控中心服务器10通过光纤网络系统9与上位机8连接；电压互感器11安置在电缆线路首端变电站中，通过信号传输电缆5和前置工控机6连接，用于从首端变电站CVT二次侧获取电压信号；数据采集卡4至少可以和三个工频电流传感器3与一个电压互感器11进行数据传输，前置工控机6用于对三个工频电流传感器3和一个电压互感器11进行同步校准和采集；上位机8用于对高压电缆各段介质损耗趋势进行计算和处理，计算和处理结果传回集控中心服务器10的数据库进行存储与显示。
本实用新型用于对电缆的介质损耗变化趋势进行监测和分析，并将电缆的安全状态信息实时传输到配置的服务器显示，且对出现异常的监测进行预警提示，其工作流程为：
步骤1：在电缆带电运行情况下，分别在交叉互联接地箱2和直接接地箱1进线上，套装钳形工频电流传感器3测量接地箱进线中流过的电流信号，同时用电压互感器11从首端变电站CVT二次侧获取电压信号；所述电流信号和电压信号通过时钟进行同步采集，并将电流信号、电压信号通过信号传输电缆5输送至数据采集卡4，传输到前置工控机6，其中采集时间由用户自行设定；并在前置工控机6中对电流数据进行初步计算。
步骤2：通过信号传输部分与信号处理部分连接，信号传输部分包括局域网网线7、光纤网络系统9；信号处理部分包括上位机8和集控中心服务器10；其中，上位机8通过局域网网线7与前置工控机6连接，获取电压电流信号，处理得到交叉互联电缆各段的介质损耗角变化量；上位机8对各相同步电流信号进行泄漏电流分离，得到交叉互联高压电缆每一段的泄漏电流波形，通过和电压互感器11传回的电压波形进行相角分析，可以得到交叉互联电缆各段介质损耗角的变化趋势。
步骤3：集控中心服务器10通过光纤网络系统9与上位机8连接，得到上位机8处理得到的各段电缆介质损耗角的变化量，存储数据并显示，将数据用于电缆寿命评估和综合决策。
步骤4：整条电缆线路的介质损耗变化趋势进行监测和分析，并将电缆的安全状态信息实时传输到本实用新型的服务器显示，且对出现异常的监测进行预警提示。
尽管本说明书较多地使用了直接接地箱1、交叉互联接地箱2、工频电流传感器3、数据采集卡4、信号传输电缆5、前置工控机6、局域网网线7、上位机8、光纤网络系统9、集控中心服务器10和电压互感器11等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本实用新型的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本实用新型专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本实用新型的保护范围之内，本实用新型的请求保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种高压电缆在交叉互联下绝缘介质损耗角趋势在线监测系统，用于对电缆的介质损耗变化趋势进行监测和分析，并将电缆的安全状态信息实时传输到配置的服务器显示，且对出现异常的监测进行预警提示；其交叉互联接地箱（2）和直接接地箱（1）的进线从电缆接头（12）中引出；其特征在于：包括信号采集部分、信号传输部分和信号处理部分；
所述的信号采集部分包括工频电流传感器（3）、电压互感器（11）、信号传输电缆（5）、数据采集卡（4）和前置工控机（6）；所述的信号传输部分包括局域网网线（7）、光纤网络系统（9）；所述的信号处理部分包括上位机（8）和集控中心服务器（10）；
所述的交叉互联接地箱（2）和直接接地箱（1）的进线上均设置有所述的工频电流传感器（3），所述的工频电流传感器（3）通过信号传输电缆（5）与所述的数据采集卡（4）连接，所述的数据采集卡（4）通过信号传输电缆（5）和所述的前置工控机（6）连接，所述的上位机（8）通过所述的局域网网线（7）与所述的前置工控机（6）连接，所述的集控中心服务器（10）通过所述的光纤网络系统（9）与所述的上位机（8）连接；
所述的电压互感器（11）安置在电缆线路首端变电站中，通过信号传输电缆（5）和所述的前置工控机（6）连接，用于从首端变电站CVT二次侧获取电压信号；
所述的数据采集卡（4）至少可以和三个工频电流传感器（3）与一个电压互感器（11）进行数据传输，所述的前置工控机（6）用于对三个工频电流传感器（3）和一个电压互感器（11）进行同步校准和采集；
所述的上位机（8）用于对高压电缆各段介质损耗趋势进行计算和处理，计算和处理结果传回所述的集控中心服务器（10）的数据库进行存储与显示。
2.根据权利要求1所述的高压电缆在交叉互联下绝缘介质损耗角趋势在线监测系统，其特征在于：所述的工频电流传感器（3）采用的是50Hz工频电流传感器。
3.根据权利要求1所述的高压电缆在交叉互联下绝缘介质损耗角趋势在线监测系统，其特征在于：所述的数据采集卡（4）能够实现8路采集介损电流信号，采样速率100kS/s，16位的分辨率，用于对3个工频电流传感器和1个电压互感器的同步采集。
4.根据权利要求1所述的高压电缆在交叉互联下绝缘介质损耗角趋势在线监测系统，其特征在于：所述的数据采集卡（4）和前置工控机（6）封装在在线监测系统的模块箱中，防护等级为IP66。
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