CN205176195U - 一种电缆外护套绝缘状态监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电力设备在线监测及电流测量技术领域，具体涉及一种电缆外护套绝缘状态监测装置。该电缆外护套绝缘状态监测装置，包括线圈机构和电路机构，所述线圈机构与电路机构连接，电路机构连接低压稳压器，低压稳压器设有直流电源，所述线圈机构设有多组柔性电流钳，所述电路机构设有多组信号调理电路，线圈机构上的各柔性电流钳分别于电路机构上的各信号调理电路连接，所述电路机构设有微处理器，各信号调理电路与微处理器连接，所述微处理器连接有数据存储模块、键盘、显示屏和串口通信模块。其有益效果是：彻底解决了需要定期到现场测量、记录，人工分析数据的繁琐工作，具有巨大的经济和社会效益。

Description

一种电缆外护套绝缘状态监测装置

技术领域

本实用新型属于电力设备在线监测及电流测量技术领域，具体涉及一种电缆外护套绝缘状态监测装置。

背景技术

随着现代化城市建设的加快，人们对电能的需求，提出了更高的要求，但是，电力电缆在电能的输送中起着决定性的作用，近几年，城市中电力电缆的使用量急剧上升，电力电缆的维护、运行变得极为重要，为减少用户的停电时间，确保电力电缆安全运行，对电力电缆进行监测是很有必要的。

传统的测量方法需要运行维护人员定期到现场测量、记录，然后人工分析数据，而测量绝缘电阻时电缆必须停运，因此这种测量方法不仅费时、费力，还不能及时发现电缆护层绝缘缺陷。所以，在高压电缆的实际运行中，电缆芯线运行电流是否超负荷、主绝缘及护层绝缘是否存在缺陷，都可以从电缆金属护层循环电流的变化中反映出来。若能对高压电缆进行实时监测运行电缆金属护层的循环电流等指标，对于避免电缆长期过载运行，负荷调节，安全运行维护等方面都具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种减少试验工作时间，提高工作效能，同时能准确快速的对高压电缆在实际运行中电缆芯线运行电流是否超负荷、主绝缘及护层绝缘是否存在缺陷进行判定，对工作人员的人身安全提供强有力保障的电缆外护套绝缘状态监测装置。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种电缆外护套绝缘状态监测装置，包括线圈机构和电路机构，所述线圈机构与电路机构连接，电路机构连接低压稳压器，低压稳压器设有直流电源，所述线圈机构设有多组柔性电流钳，所述电路机构设有多组信号调理电路，线圈机构上的各柔性电流钳分别于电路机构上的各信号调理电路连接，所述电路机构设有微处理器，各信号调理电路与微处理器连接，所述微处理器连接有数据存储模块、键盘、显示屏和串口通信模块。

进一步，所述柔性电流钳包括线圈屏蔽层、自由端、线圈固定外壳和引出线屏蔽层，线圈屏蔽层有效的减小测量时的噪声信号干扰，自由端完全安装至自由端壳体底部，减少气隙对电磁信号强度的干扰；线圈固定外壳采用曲面流线型，用于补偿因线圈位置放置导致的偏差。

进一步，所述信号调理电路由放大电路、无源滤波电路、差动放大电路、二阶有源滤波电路、积分电路、可变增益放大电路和AD转换电路构成，放大电路、无源滤波电路、差动放大电路、二阶有源滤波电路、积分电路、可变增益放大电路和AD转换电路与微处理器连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型一种电缆外护套绝缘状态监测装置依据国网电力设备带电检测技术规范，采用六路独立量程的电流信号调理电路，监测装置低功耗设计，并采用高精度柔性电流钳作为采样互感器，能精确测量不同强度的电流信号，本实用新型无需定期到现场测量、记录，人工分析数据，全部由后台软件依据标准设定绝缘状态的优劣告警提示，本实用新型可以得到很好的应用，彻底解决了需要定期到现场测量、记录，人工分析数据的繁琐工作，具有巨大的经济和社会效益。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

附图1为本实用新型的结构原理示意图；

附图2为本实用新型柔性电流钳的结构示意图；

附图3为本实用新型信号调理电路的原理示意图；

附图4为本实用新型使用时安装示意图。

图中，1线圈机构，2电路机构，3柔性电流钳，4信号调理电路，5微处理器，6数据存储模块，7键盘，8显示屏，9串口通信模块，10低电压稳压器，11直流电源，12线圈屏蔽层，13自由端，14线圈固定外壳，15引出线屏蔽层，16放大电路，17无源滤波电路，18差动放大电路，19二阶有源滤波电路，20积分电路，21可变增益放大电路，22AD转换电路。

具体实施方式

附图1-4为本实用新型的一种具体实施例。该实用新型一种电缆外护套绝缘状态监测装置，包括线圈机构和电路机构，所述线圈机构与电路机构连接，电路机构连接低压稳压器，低压稳压器设有直流电源，所述线圈机构设有多组柔性电流钳，所述电路机构设有多组信号调理电路，线圈机构上的各柔性电流钳分别于电路机构上的各信号调理电路连接，所述电路机构设有微处理器，各信号调理电路与微处理器连接，所述微处理器连接有数据存储模块、键盘、显示屏和串口通信模块。

进一步，所述柔性电流钳包括线圈屏蔽层、自由端、线圈固定外壳和引出线屏蔽层，线圈屏蔽层有效的减小测量时的噪声信号干扰，自由端完全安装至自由端壳体底部，减少气隙对电磁信号强度的干扰；线圈固定外壳采用曲面流线型，用于补偿因线圈位置放置导致的偏差。

进一步，所述信号调理电路由放大电路、无源滤波电路、差动放大电路、二阶有源滤波电路、积分电路、可变增益放大电路和AD转换电路构成，放大电路、无源滤波电路、差动放大电路、二阶有源滤波电路、积分电路、可变增益放大电路和AD转换电路与微处理器连接。

该实用新型一种电缆外护套绝缘状态监测装置，使用时如图4所示，A-1、B-1、C-1分别为三相电缆芯线，A-2、B-2、C-2分别为三相电缆外护套及其屏蔽层，A-11、B-11、C-11为放置于三相电缆芯线的柔性电流钳，A-21、B-21、C-21为放置于三相电缆外护套及其屏蔽层的柔性电流钳，D为护套监测装置，柔性电流钳同时对电缆外护套及其屏蔽层与电缆芯线采样，采样结果经过护套监测装置进行对比分析并依据国网带电设备检测技术规范制定的标准对电缆运行状态进行评估：

正常：满足下列全部条件时；接地电流绝对值<100A；接地电流与负荷比值<20％；单相接地电流最大值/最小值<3；

异常：满足下表任何一项条件时；接地电流绝对值＞200A；接地电流与负荷比值＞50％；单相接地电流最大值/最小值＞5；

缺陷：满足下表任何一项条件时；接地电流绝对值≥100A且≤200A；接地电流与负荷比值≥20％且≤50％；单相接地电流最大值/最小值≥3且≤5。

柔性电流钳用于电缆电流信号的采样，得到的微分信号传送至信号调理电路，信号调理电路对信号进行放大、滤波、积分及AD转换后获得微处理器可以识别的信号，数据存储模块间隔性存储采样结果和所有异常数据以供后续参考，线圈屏蔽层具有良好屏蔽效果，有效的减小测量时的噪声信号干扰；自由端完全装入到自由端壳体底部，几乎接近无缝对接，有效减少气隙对电磁信号强度的干扰；线圈固定外壳结构采用曲面流线型，用于补偿因线圈位置放置导致的偏差；引出线屏蔽层确保接入积分电路前的微分信号不受使用环境周围干扰源的影响，分别是回流线、漆包线、屏蔽线漆包线线与屏蔽线连接至电路部分Vin-,回流线连接至电路部分Vin+；信号调理电路的放大电路对小信号做初级放大，便于数据的滤波和采样；无源滤波电路可以滤除信号中的高频成分；差动放大电路对信号放大同时具有消除零点漂移和抑制共模干扰的作用；信号中的低频杂波很难通过无源滤波实现，而二阶有源滤波很容易做到，积分电路调整信号相位偏移；可变增益放大电路由微处理器控制，根据电流信号的大小调整放大器的放大倍数，实现不同等级电流信号的测量,AD转换电路将模拟信号转换为微处理器可以处理的数字信号。

本实用新型一种电缆外护套绝缘状态监测装置，依据容性电流的变化确定电缆外护套或屏蔽层绝缘状态，通过电缆芯线与外护套之间存在电位差，芯线负荷电流会产生感应电流，高压施加主绝缘及外护套产生容性电流，即电缆芯线与外护套之间存在容抗，外护套绝缘状态良好的情况下，容性电流较小且电流值相对稳定，绝缘状态异常时，芯线与外护套或屏蔽层的容抗值和阻抗值会发生变化，导致容性电流变大。

本实用新型不局限于上述实施方式，任何人应得知在本实用新型的启示下作出的与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (3)

1.一种电缆外护套绝缘状态监测装置，其特征在于，包括线圈机构和电路机构，所述线圈机构与电路机构连接，电路机构连接低压稳压器，低压稳压器设有直流电源，所述线圈机构设有多组柔性电流钳，所述电路机构设有多组信号调理电路，线圈机构上的各柔性电流钳分别于电路机构上的各信号调理电路连接，所述电路机构设有微处理器，各信号调理电路与微处理器连接，所述微处理器连接有数据存储模块、键盘、显示屏和串口通信模块。

2.根据权利要求1所述的一种电缆外护套绝缘状态监测装置，其特征是：所述柔性电流钳包括线圈屏蔽层、自由端、线圈固定外壳和引出线屏蔽层，线圈屏蔽层有效的减小测量时的噪声信号干扰，自由端完全安装至自由端壳体底部，减少气隙对电磁信号强度的干扰；线圈固定外壳采用曲面流线型，用于补偿因线圈位置放置导致的偏差。

3.根据权利要求1所述的一种电缆外护套绝缘状态监测装置，其特征是：所述信号调理电路由放大电路、无源滤波电路、差动放大电路、二阶有源滤波电路、积分电路、可变增益放大电路和AD转换电路构成，放大电路、无源滤波电路、差动放大电路、二阶有源滤波电路、积分电路、可变增益放大电路和AD转换电路与微处理器连接。