高压电缆故障在线监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供的高压电缆故障在线监测装置，包括无线测温传感器、无线测温模块、高频传感器、高频信号调理电路、高速A/D模块、工频传感器、工频信号调理电路、A/D模块、控制器和通信模块。通信模块包括以太网通信接口和GPRS模块。本实用新型专利技术高压电缆故障在线监测装置的优点在于：可以在电缆出现过热运行时及时告警的同时，还实现在绝缘故障前期在线监测电缆绝缘层损坏发生接地、短路的情况，实时采集被测电缆接地线中的故障电流波形，准确地判断此时为绝缘故障前期，在被测电缆未完全损坏时提供告警，及时以短信的方式通知维护人员，从而提前对电缆进行维护，大大提高了供电、输电和用电的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及检测技术，具体地说，涉及一种高压电缆故障在线监测装置。
技术介绍
随着社会的进步和国民经济的快速发展，各行各业对电力的需求呈逐年上升之势，电力电缆作为连接发电、供电、用电网络的桥梁和纽带，其使用量也正在逐年成倍的增加。交联聚乙烯(XLPE)电力电缆以其优越的电气、热及力学性能和敷设容易、运行维护简单等优点被越来越广泛地应用，并成为电缆发展的主流。地方电力企业及工厂企业的大量运行实践表明，电力电缆并不是免维护的。电力电缆铺设在地下，运行环境相对恶劣，电缆故障时有发生，容易造成突发停电及火灾隐患。常见的故障主要有以下几种：1)由于中间头制作质量不良、压接头不紧、接触电阻过大、外力冲击等外部原因，以及电缆长期运行所造成的电缆头温度升高，造成电缆过热烧穿绝缘，甚至发生火灾。2)电缆绝缘击穿，发生短路故障、接地故障等事故，造成停电、火灾等事故，降低了供电可靠性。3)电缆线路还会发生被盗窃和其它人为破坏事故。这些都会给企业造成重大的经济损失。因此，无论是供电企业，还是用电企业，每年都要投入大量的人力物力，对电力电缆及设施进行维护和管理。目前电缆故障在线监测装置只能实时监测电缆运行时的温度，只能在接地、短路和断线等故障发生后期告知维护人员，不能监测故障发生前期电缆的微小变化，不能在电缆发生故障前期及时告警。这对供电可靠性造成了很大的影响。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以在电缆出现过热运行时及时告警，同时，也可以在绝缘故障前期在线监测电缆绝缘层损坏、接地短路、断线和过负载等
情况，在故障发生前期及时告警，从而提前对电缆进行维护，以提高供电的可靠性。为达到上述目的，本技术提供的高压电缆故障在线监测装置，包括依次相连的无线测温传感器、无线测温模块、控制器和通信模块，所述无线测温传感器安装在被测电缆的接头处，还包括高频传感器、高频信号调理电路、高速A/D模块、工频传感器、工频信号调理电路和A/D模块，所述高频传感器、高频信号调理电路、高速A/D模块与所述控制器依次相连，所述工频传感器、工频信号调理电路和A/D模块与所述控制器依次相连；其中：所述高频传感器由开口式罗氏线圈构成，其频带宽为50MHz，所述工频传感器为电流互感器：所述高频传感器和工频传感器安装于被测电缆的末端，所述被测电缆铠装穿过所述高频传感器和工频传感器后与地线相连接。本技术高压电缆故障在线监测装置，其中所述高频传感器将在电缆中传输的行波信号转换为电压信号，通过同轴电缆将所述电压信号发送至所述高频信号调理电路的差分输入端，经滤波和阻抗匹配后发送至所述高速A/D模块的差分输入端，所述高速A/D模块将电压信号转为数字信号发送至所述控制器；所述工频传感器将采集的电流信号发送至所述工频信号调理电路的输入端，由其中电阻R8采样转为电压信号，后经运放放大后发送至所述A/D模块的输入端，所述A/D模块将电压信号转为数字信号发送至所述控制器；所述无线测温传感器将采集的电缆头温度数据通过所述无线测温模块无线发送至所述控制器；所述控制器将采集的波形数据与标准故障波形数据对比，当确为故障数据时，经所述通信模块发送出告警短信。本技术高压电缆故障在线监测装置，其中所述通信模块包括以太网通信接口和GPRS模块。本技术高压电缆故障在线监测装置的优点在于：由于设置了高频传感器、高频信号调理电路、高速A/D模块、工频传感器、工频信号调理电路和A/D模块，可以在电缆出现过热运行时及时告警的同时，还实现在绝缘故障前期在线监测电缆绝缘层损坏发生接地、短路的情况，实时采集被测电缆接地线中的故障电流波形，准确地判断此时为绝缘故障前期，在被测电缆未完全损坏时提供告警，及时以短信的方式通知维护人员，从而提前对电缆进行维护，大大提高了供电、输电和用电的可靠性。下面将结合实施例参照附图进行详细说明。附图说明图1是本技术高压电缆故障在线监测装置的方框图；图2是高频信号调理电路的电路原理图；图3是工频信号调理电路的电路原理图。具体实施方式如图1所示，本技术高压电缆故障在线监测装置，包括无线测温传感器、无线测温模块、高频传感器、高频信号调理电路、高速A/D模块、工频传感器、工频信号调理电路、A/D模块、控制器和通信模块。通信模块包括以太网通信接口和GPRS模块。无线测温传感器、无线测温模块、控制器和通信模块依次相连，高频传感器、高频信号调理电路、高速A/D模块与控制器依次相连，工频传感器、工频信号调理电路和A/D模块与控制器依次相连。其中：无线测温传感器安装在被测电缆的接头处，高频传感器和工频传感器安装于被测电缆的末端，电缆铠装穿过高频传感器和工频传感器后与地线相连接。高频传感器由开口式罗氏线圈构成，其频带宽为50MHz。罗氏线圈具有电流可实时测量、响应速度快、不会饱和、几乎没有相位误差的特点。如图2所示，其中IN+和IN-两脚为高频传感器的差分信号接入端，VCMA为高速AD参考电平，AD_IN+和AD_IN-两脚接入到高速A/D模块中。工频传感器为电流互感器。如图3所示，其中IN+和IN-A/D模块为电流互感器接入端，电阻R8为采样电阻，采样信号接入芯片U1第2、3脚的输入端，经过芯片U1中一个运放将信号放大到A/D模块检测范围内。电阻R8下端接入由芯片U1中另一路运放第6脚产生的参考电平。OUT为信号输出端，接至A/D模块。无线测温传感器实时采集电缆头温度，将采集的温度数据通过无线测温模块无线发送至控制器。高频传感器将在电缆中传输的行波信号转换为电压信号，通过同轴电缆将电压信号传至高频信号调理电路的差分输入端，经调理电路滤波和阻抗匹配后送至高速A/D模块的差分输入端，高速A/D模块将电压信号转为数字信号送至控制器。工频传感器将采集的电流信号送至工频信号调理电路的输入端，由电阻采样转为电压信号，后经运放放大后送至A/D模块的输入端，A/D模块将电压信号转为数字信号送至控制器。控制器将采集的波形数据与标准故障波形数据对比，当为故障数据时经通信模块发送出告警短信。在本技术高压电缆故障在线监测装置中，设有电源管理模块，采用外界AC220V供电输出DC24V。下面说明本技术高压电缆故障在线监测装置的工作过程。当电缆绝缘层故障前期，会在故障点产生暂态行波，高频传感器将在电缆中传输的行波
信号转换为电流信号，经高速信号采集板后转变为数字信号，然后上传到控制器。控制器实时监测高速AD采集的波形信号，当达到门限时，记录从当前时间点往后10微妙的波形数据，结合工频传感器采集的工频电流数据，将采集的波形数据与标准故障波形数据对比，准确判断故障的发生。当确为故障数据时，通过通信模块发送出告警短信。上面所述的实施例仅仅是对本技术的优选实施方式进行描述，并非对本技术的构思和范围进行限定，在不脱离本技术设计方案前提下，本领域中普通工程技术人员对本技术的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本技术的保护范围，本技术请求保护的
技术实现思路
，已经全部记载在权利要求书中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压电缆故障在线监测装置，包括依次相连的无线测温传感器、无线测温模块、控制器和通信模块，所述无线测温传感器安装在被测电缆的接头处，其特征在于：还包括高频传感器、高频信号调理电路、高速A/D模块、工频传感器、工频信号调理电路和A/D模块，所述高频传感器、高频信号调理电路、高速A/D模块与所述控制器依次相连，所述工频传感器、工频信号调理电路和A/D模块与所述控制器依次相连；其中：所述高频传感器由开口式罗氏线圈构成，其频带宽为50MHz，所述工频传感器为电流互感器：所述高频传感器和工频传感器安装于被测电缆的末端，所述被测电缆铠装穿过所述高频传感器和工频传感器后与地线相连接。

【技术特征摘要】
1.一种高压电缆故障在线监测装置，包括依次相连的无线测温传感器、无线测温模块、控制器和通信模块，所述无线测温传感器安装在被测电缆的接头处，其特征在于：还包括高频传感器、高频信号调理电路、高速A/D模块、工频传感器、工频信号调理电路和A/D模块，所述高频传感器、高频信号调理电路、高速A/D模块与所述控制器依次相连，所述工频传感器、工频信号调理电路和A/D模块与所述控制器依次相连；其中：所述高频传感器由开口式罗氏线圈构成，其频带宽为50MHz，所述工频传感器为电流互感器：所述高频传感器和工频传感器安装于被测电缆的末端，所述被测电缆铠装穿过所述高频传感器和工频传感器后与地线相连接。2.根据权利要求1所述的高压电缆故障在线监测装置，其特征在于：其中所述高频传感器将在电缆中传输的行波信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，杨景波，于建友，吴鑫强，石磊，张志超，张焕臣，李显龙，刘洪伟，付博，郑金鹏，赵广宇，杨松，邹德龙，韩伟，
申请(专利权)人：国网吉林省电力有限公司白山供电公司，北京合锐赛尔电力科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：吉林;22