CN206132917U - 电力电缆局部放电监测装置 - Google Patents

Abstract

电力电缆局部放电监测装置，涉及电力电缆监测。包括电源模块、复数数据采集模块、主站计算机系统，所述主站计算机系统包括网络通信接口、数据服务器和内置的局部放电监测软件，每个数据采集模块包括传感器、信号调理电路、网络收发接口，其特征在于：所述复数数据采集模块采集信号并调理成数字信号数据并通过网络传输到数据服务器，所述数字信号数据由数据服务器统一对数字信号数据进行计算、分析处理。克服了现有技术之不足，每个监测点仅进行数据采集及调制，分析处理统一由主站计算机系统进行，有效整合各监测点的分析处理功能，提高监测装置的工作效率，降低成本。

Description

电力电缆局部放电监测装置

技术领域

本实用新型涉及电力电缆监测装置，特别是涉及一种电力电缆局部放电监测装置。

背景技术

局部放电属于绝缘气体电气击穿，SF6气体的击穿导致导体中流过一个ns级的电流。电流流过GIS的特征阻抗，在导体上产生一个脉冲电压，从局部放电源传播开来。由于局部放电信号的上升时间<1ns、频带>1GHz，传播过程中在GIS腔体内引起电谐振，激发电磁波。发生局部放电后，离子气体通道急速膨胀，产生声音压力波，伴随产生的还有受激原子产生的光发射和化学击穿产物。因而，局放的影响是多方面的，有物理的、化学的和电气的。电力电缆的局部放电容易对电力电缆造成破坏，影响电力输送，造成经济损失，因此电力电缆局部放电监测装置尤为重要。

申请号201110193173.6，申请日期为2011年7月12日的专利公开了一种电力电容器局部放电在线监测装置，其采用复数监测站点，每个监测站点完成数据采集及调理，每个监测站点控制处理和显示单元有专业的软件对分析数据进行处理及储存，当超出预设的参数预支时，将会由报警单元发出声光显示。再通过GPRS通讯网络将处理后的全部数据发送给远程监控计算机和技术人员做数据存储。所述在线监测装置需在每个监测站点对数据进行专业软件分析处理，需要每个监测站点都需设置控制处理单元和显示单元，这导致在线监测装置的成本过高，资源浪费。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种电力电缆局部放电监测装置，所述电力电缆局部放电监测装置的每个监测点仅进行数据采集及调制，分析处理统一由主站计算机系统进行，有效整合各监测点的分析处理功能，提高监测装置的工作效率，降低成本。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电力电缆局部放电监测装置，包括电源模块、复数数据采集模块、主站计算机系统，所述主站计算机系统包括网络通信接口、数据服务器，每个数据采集模块包括传感器、信号调理电路、网络收发接口，其特征在于：所述复数数据采集模块采集信号并调理成数字信号数据并通过网络传输到数据服务器，所述数字信号数据由数据服务器统一对信号数据进行计算、分析处理。

进一步的，所述数据采集模块还包括特定波段噪声信号的带阻滤波器。

进一步的，所述传感器由磁芯、罗高夫斯基线圈、滤波和取样单元以及电磁屏蔽盒组成，且罗高夫斯基线圈及滤波采样单元都安装在金属屏蔽盒中。

进一步的，所述数据采集模块还包括工频触发模块，所述工频触发模块的触发方式为外部触发，触发信号为工频过零信号。

进一步的，所述主站计算机系统内置标准数据模型，对每个传感器采集的数字信号数据与主站计算机系统内置的标准数据模型对比分析。

进一步的，还包括声光报警模块，对比分析结果异常时，声光报警模块发出声光警报。

本实用新型还提供一种电力电缆局部放电监测方法，该方法包括如下步骤：

1)主站计算机系统向数据采集模块发送采集命令；

2)数据采集模块检测到外触发端口的工频信号相位过零时，数据采集模块开始采集数据；

3)数据采集后，将所述数据传输给主站计算机系统；

4)所述主站计算机系统对所述数据进行抗干扰处理并储存处理后数据；

5)所述主站计算机系统对处理后数据进行分析并储存；

6)重复1)～5)步骤，直到完成所有监测点的数据采集分析，生成分析谱图。

进一步的，步骤1)中，所述主站计算机系统逐次向复数数据采集模块发送采集命令。

进一步的，步骤3)中，所述数据采集的时间可为20ms。

进一步的，步骤5)中，主站计算机系统将所述传感器采集的信号数据与系统内部自带的标准数据模型对比分析。

进一步的，主站计算机系统对所述采集信号分析结果为异常时，系统发出声光警报。

与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的电力电缆局部放电监测装置的每个监测点仅进行数据采集及调制，监测数据的分析处理统一由主站计算机系统进行，有效整合了各监测点的分析处理功能，提高监测装置的工作效率，降低成本。

附图说明

图1为本实用新型电力电缆局部放电监测装置示意图；

图2为本实用新型电力电缆局部放电监测方法流程图。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，本实用新型的电力电缆局部放电监测装置100包括复数数据采集模块10、主站计算机系统20及电源模块(图未示)。所述主站计算机系统20包括网络通信接口、数据服务器和内置的局部放电监测软件，每个监测点的数据采集模块10包括传感器101、工频触发模块、信号调理电路、网络收发接口，所述复数数据采集模块10采集信号并调理成数字信号数据并通过网络传输到数据服务器，所述数字信号数据由数据服务器统一对数字信号数据进行计算、分析处理。能够实现通过一条数据通讯总线将多台监测点的监测模块(最多256台)的数据传输到总台计算机系统20的局部放电监测软件系统上统一管理分析。

所述数据采集模块10包括传感器101、工频触发模块、信号调理电路、网络收发接口。所述传感器101由磁芯、罗高夫斯基线圈、滤波和取样单元以及电磁屏蔽盒组成，且罗高夫斯基线圈及滤波采样单元都安装在金属屏蔽盒中。线圈绕在高频下具有较高导磁率的磁芯上，滤波及取样单元的设计，兼顾测量灵敏度和信号响应频带的要求。所述传感器101采用超高频检测方法，传感器101从电缆接头处耦合到局部放电信号，通过传感器101后接信号调理电路，所述信号调理电路主要包括将微弱信号放大电路及A/D转换电路，优选的，在传感器与信号放大电路之间设有带阻滤波器102，所述带阻滤波器102能够阻挡特定波段的杂音信号。所述传感器101将采集的数据通过网络收发接口传输到主站计算机系统20，完成一次数据采集。所述数据采集模块10的工频触发模块的触发方式为外部触发，触发信号为工频过零信号，主站计算机系统20发送采集命令给工频触发模块，数据采集模块10检测到外触发端口的工频信号过零时，开始数据采集。所述主站计算机系统20采用逐次方式向复数数据采集模块10发送数据采集命令。

所述电力电缆局部放电监测装置100包括1～256台信号采集模块10，每个信号采集模块10对应电力电缆的接头处，即每个信号采集模块10为一个监测点，该监测点仅作为电力电缆局部放电的信号采集点，并将采集后的数据统一发送到主站计算机系统20计算、分析及处理。将数据的计算、分析处理统一在主站计算机系统20进行，有效整合了各个数据采集模块10的数据计算、分析处理功能，提高了工作效率，降低了成本。

所述主站计算机系统20包括网络通信接口、数据服务器和内置的局部放电监测软件，数据服务器通过网络通讯接口与复数数据采集模块10通讯，数据服务器接收来自复数数据采集模块10传输过来的数字信号数据后，数据服务器对该数字信号数据进行抗干扰处理和储存，并与数据服务器内部自带的标准数据模型对比分析，生成分析谱图，当分析结果为异常时，主站计算机系统20发出声光警报，以便工作人员及时处理，并为设备的故障分析、性能评估、合理使用和安全工作提供信息和准备基础数据。

所述数据采集模块10采用集成模块化设计，将信号采集单元、信号放大处理、A/D转换、干扰过滤等集成在电力电缆监测点的数据采集模块10中，每个数据采集模块10可独立运行，数据分别记录，并通过一条数据通讯总线将多台数据采集模块10(最多256台)的数据传输到主站计算机系统20上统一计算、分析处理。能通过互联网进行远程传输和实时监控，对局部放电信号的强度，密度进行实时在线分析。对局部放电倾向性的推移进行实时监控和分析，对放电程度进行评估，避免重大事故发生。

所述电力电缆局部放电监测装置100具有独特的多重抗干扰设计，确保检测的结果准确，避免误判。硬件上设计噪音过滤通道，对特定波段的杂音信号增加了带阻滤波器102，用来过滤现场噪音，净化信号采集环境；软件上通过软件设置动作级别和标准密度设定，分离噪音干扰信号。所述电力电缆局部放电监测装置100的局部放电监测软件智能分析信号，通过对信号的波形、相位特征的判别，自动区分干扰信号实现声光报警，同时系统自带大量标准数据模型，系统对现场传感器采集的信与系统内部自带的标准数据模型对比分析，大大提高检测结果的可靠性。

如图2所示，本实用新型的电力电缆局部放电监测装置对应的电力电缆局部放电监测方法包括如下：

主站计算机系统20初始化数据采集模块10，主要是完成对数据采集模块的设置，譬如采样速率、采样长度、触发选择以及数据采集模块量程等。对于本实用新型的电力电缆局部放电监测装置，采样速率和采样长度固定为100MS/s和2M个点，触发选择为外部触发，触发信号为工频过零信号，数据采集模块量程根据信号的大小在100mV～10V之间可调。采集软件根据设定的数据采集模块10参数进行数据采集，并将采集到的数据自动送到抗干扰处理。

所述主站计算机系统20向电力电缆监测点1的数据采集模块10发送采集命令，所述数据采集模块10检测外触发端口，当检测到外触发端口的工频相位过零信号时，开始采集信号，在采集数据20ms后结束信号采集，并将采集后的数据发送主站计算机系统20的数据服务器，数据服务器对数据进行抗干扰处理，并储存抗干扰处理后的数据；所述主站计算机系统20向监测点2或3的数据采集模块10发送采集命令，重复监测点1的数据采集及处理步骤。所述电力电缆局部放电监测装置100完成所有电力电缆监测点的数据采集及处理后，生成分析谱图、分析趋势及报表。抗干扰一直是局部放电现场测量存在的关键问题，有效地削弱和抑制干扰是提高局部放电监测装置监测100效果的重要保证，而建立在有效地抗干扰方法基础上的谱图分析有助于我们判断缺陷位置和放电类型。

Claims (6)

1.电力电缆局部放电监测装置，包括电源模块、复数数据采集模块、主站计算机系统，所述主站计算机系统包括网络通信接口、数据服务器和内置的局部放电监测软件，每个数据采集模块包括传感器、信号调理电路、网络收发接口，其特征在于：所述复数数据采集模块采集信号并调理成数字信号数据并通过网络传输到数据服务器，所述数字信号数据由数据服务器统一对数字信号数据进行计算、分析处理。

2.根据权利要求1所述电力电缆局部放电监测装置，其特征在于：所述数据采集模块还包括特定波段噪声信号的带阻滤波器。

3.根据权利要求1所述电力电缆局部放电监测装置，其特征在于：所述传感器由磁芯、罗高夫斯基线圈、滤波和取样单元以及电磁屏蔽盒组成，且罗高夫斯基线圈及滤波采样单元都安装在金属屏蔽盒中。

4.根据权利要求1所述电力电缆局部放电监测装置，其特征在于：所述数据采集模块还包括工频触发模块，所述工频触发模块的触发方式为外部触发，触发信号为工频过零信号。

5.根据权利要求1所述电力电缆局部放电监测装置，其特征在于：所述主站计算机系统内置标准数据模型，用于对每个传感器采集的数字信号数据与主站计算机系统内置的标准数据模型对比分析。

6.根据权利要求5所述电力电缆局部放电监测装置，其特征在于：还包括声光报警模块。