用于高压电缆局放与故障定位的在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了用于高压电缆局放与故障定位的在线监测系统，包括：局放在线监测子系统：设于交叉互联接地线上的脉冲电流传感器；采集器，与脉冲电流传感器、控制单元、工控机相连，工控机与控制单元相连；故障定位在线监测子系统：分别设在电缆两端的采集终端A和采集终端B，采集终端A设有配套的第一光电转换器，采集终端B设有配套的第二光电转换器。与现有技术相比较，本实用新型专利技术适用于110KV及以上电压等级电缆局放在线及离线监测，可实时显示各个接头及各段电缆局放幅值、频次、确定放电点相对位置，必要时给出报警；故障定位测距精度基本不受线路故障位置、故障类型、线路长度、接地电阻等因素的影响，因而精度高，适应性好。

On-line monitoring system for the placement and fault location of high voltage cable

The utility model discloses an on-line monitoring system and fault location of HV cable Bureau include: PD online monitoring system: a cross connect wire of pulse current sensor; collector is connected with the pulse current sensor, control unit, computer, industrial computer is connected with the control unit; fault location online monitoring are respectively arranged at both ends of the cable system: acquisition terminal A and B acquisition terminal, the first photoelectric converter acquisition terminal with A matching, second photoelectric converter B with supporting the acquisition terminal. Compared with the prior art, the utility model is suitable for 110KV and above voltage cable partial discharge online and offline monitoring, real-time display of all the joints and various cable partial discharge amplitude, frequency, to determine the relative position of the discharge point, when necessary, give an alarm; fault location accuracy is basically not affected by fault location, fault type the length of the line, grounding resistance and other factors, so the high precision, good adaptability.

【技术实现步骤摘要】
用于高压电缆局放与故障定位的在线监测系统
本技术属于电缆设备的检测
，尤其涉及用于高压电缆局放与故障定位的在线监测系统。所述局放是局部放电的简称。
技术介绍
XLPE电缆由外至内依次为屏蔽层、绝缘层、线芯，XLPE电缆(交联聚乙烯绝缘电缆)及接头(电缆接头)因为施工工艺问题，或达到一定年限以后，常常会发生绝缘被击穿而造成事故，因为电压高、容量大，每次事故都可能造成重大的经济损失。为确保输电网络的安全，对XLPE电缆的检测技术受到了国内外众多专家的注意，对XLPE电缆进行局放的在线监测是目前公认的有效预防电缆故障的方法。局放检测一直是电缆绝缘(特别是塑料电缆)非破坏性电气检验的主要项目，越来越被看作是一种最有效的绝缘诊断方法，目的是观察和研究局放引起的绝缘老化问题。电缆在运行时无法按IEC60270等常规局放试验方式进行检测，因此如何快速、准确地找出放电位置，避免局放加速绝缘劣化进而形成故障，是需要研究的问题。常见局放定位传感器多采用超声探测模式，对放电信号的灵敏度较低，无法检测到微弱的放电信号；而少数采用电、声一体式的传感器能够检测到放电信号，但指向性较差，只能确定一个大致范围，指向性差，定位精度低，造成检修难度加大。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种适用于110KV及以上电压等级电缆局放在线及离线监测，可实时显示各个接头及各段电缆局放幅值、频次、确定放电点相对位置，必要时给出报警；故障定位测距精度基本不受线路故障位置、故障类型、线路长度、接地电阻等因素的影响，因而精度高，适应性好的用于高压电缆局放与故障定位的在线监测系统。为了克服现有技术存在的缺陷，本技术提供以下技术方案：用于高压电缆局放与故障定位的在线监测系统，包括：高压电缆局部放电在线监测子系统，具体包括：设于交叉互联接地线上的脉冲电流传感器，所述交叉互联接地线为电缆接头接地线，所述脉冲电流传感器用来耦合电缆本体里的局放脉冲电流信号；采集器，通过电缆与脉冲电流传感器相连，通过触发总线与控制单元相连，所述触发总线为工频触发总线，通过电缆或无线网络与工控机相连，工控机通过电缆与控制单元相连；高压电缆故障定位在线监测子系统，具体包括：分别设在电缆两端的采集终端A和采集终端B，采集终端A设有配套的第一光电转换器，采集终端B设有配套的第二光电转换器，第一、第二光电转换器之间通过光纤连接。作为优选，所述采集器设置位置包括但不限于：变电站和/或终端厂和/或电缆隧道。作为优选，采集器和脉冲电流传感器之间通过同轴电缆连接，采集器作为前端监测装置，对局放脉冲电流信号进行放大、模拟数字转换后变成数字信号。作为优选，工控机和采集器之间通过光纤相连。作为优选，所述无线网络包括但不限于：GPRS无线网络，3G无线网络。作为优选，所述工控机设有数据库，用于存储放电信号数据，所述工控机设有谱图分析和数据报表模块，用于对数据库中的放电信号数据进行谱图分析并形成数据报表。作为优选，所述采集终端A和采集终端B还设有配套的时钟同步装置。作为优选，所述采集终端A和采集终端B分别和同端的行波电流传感器连接，行波电流传感器安装在电缆线路两端的电缆本体上。与现有技术相比较，本技术的技术方案适用于110KV及以上电压等级电缆局放在线及离线监测，可实时显示各个接头及各段电缆局放幅值、频次、确定放电点相对位置，必要时给出报警；故障定位测距精度基本不受线路故障位置、故障类型、线路长度、接地电阻等因素的影响，因而精度高，适应性好。附图说明图1为本技术的电缆局放的原理图。图2为故障定位系统架构图。图3为本技术的故障定位的原理图。具体实施方式以下将结合附图对本技术作进一步说明。如图1～3所示，用于高压电缆局放与故障定位的在线监测系统，包括：高压电缆局部放电在线监测子系统，具体包括：设于交叉互联接地线上的脉冲电流传感器，所述交叉互联接地线为电缆接头接地线，所述脉冲电流传感器用来耦合电缆本体里的局放脉冲电流信号；采集器，通过电缆与脉冲电流传感器相连，通过触发总线与控制单元相连，所述触发总线为工频触发总线，通过电缆或无线网络与工控机相连，工控机通过电缆与控制单元相连；工控机通过控制单元对采集器进行控制，使采集器获取来自脉冲电流传感器的局放脉冲电流信号；高压电缆故障定位在线监测子系统，具体包括：分别设在电缆两端的采集终端A和采集终端B，采集终端A设有配套的第一光电转换器，采集终端B设有配套的第二光电转换器，第一、第二光电转换器之间通过光纤连接。在上述技术方案的基础上，所述采集器设置位置包括但不限于：变电站和/或终端厂和/或电缆隧道。在上述技术方案的基础上，采集器和脉冲电流传感器之间通过同轴电缆连接，采集器作为前端监测装置，对局放脉冲电流信号进行放大、模拟数字转换后变成数字信号。在上述技术方案的基础上，工控机和采集器之间通过光纤相连。采集器设有光缆接口，通过光缆接口向数据接收设备传输数据。在上述技术方案的基础上，所述无线网络包括但不限于：GPRS无线网络，3G无线网络。在上述技术方案的基础上，所述工控机设有数据库，用于存储放电信号数据，所述工控机设有谱图分析和数据报表模块，用于对数据库中的放电信号数据进行谱图分析并形成数据报表。显然，数据可以存储谱图分析得到的测试谱图、放电趋势，从而及时发现电缆及接头的绝缘缺陷，并为评估其绝缘水平及老化程度提供判据，为电缆的检修工作提供依据。在上述技术方案的基础上，所述采集终端A和采集终端B还设有配套的时钟同步装置。测量时间差时要保证两端装置同步。在上述技术方案的基础上，所述采集终端A和采集终端B分别和同端的行波电流传感器连接，行波电流传感器安装在电缆线路两端的电缆本体上。本技术所述高压电缆局部放电在线监测子系统：系统最小测量放电幅值：2mV(现场20PC)，脉冲电流传感器的频率范围为1MHz～30MHz，放电脉冲的时间分辨率为10μs，相位分辨率为0.18°。系统提供工频周期放电图、二维(q-φ，N-φ，N-q)谱图、放电趋势图等。系统采用模拟滤波、脉冲分组、周期脉冲剔除、设置动态阈值、开相位窗口等综合抗干扰措施，使测试数据真实可靠。系统指标如下：1)适用范围：10KV及以上电压等级电力电缆及中间接头2)供电：太阳能电池(12V)或交流220V(输入范围：100-240VAC)3)功耗：≤5W/台4)通讯模式：光纤总线或3G/4G无线5)采样分辨率：40966)监测通道：1-3通道7)传感器工作频带：1M-30M8)灵敏度：5PC(实验室条件下)，20PC(现场条件下)10)环境温度：-20℃～70℃11)海拔高度：≤4500m12)耐雨耐湿：≤95％13)防护等级：IP68本技术所述高压电缆故障定位在线监测子系统：其原理如图3所示，行波测距，就是通过测量暂态电压、电流的行波信号在故障点及电缆两端之间传播时间测距。具体说：本技术采用双端行波测距，通过计算故障产生的电流行波到达电缆两端的时间差来计算故障位置。即：利用故障初始行波到达线路两端的时间计算故障距离：公式为：Xs＝[(Ts-Tr).v+L]/2图3中，S代表电缆左端，R代表电缆右端，Ts代表故障产生的电流行波到达电缆左端的时间，Tr代表故障产生的电流行波到达电本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于高压电缆局放与故障定位的在线监测系统，其特征在于，包括：高压电缆局部放电在线监测子系统，具体包括：设于交叉互联接地线上的脉冲电流传感器，所述交叉互联接地线为电缆接头接地线，所述脉冲电流传感器用来耦合电缆本体里的局放脉冲电流信号；采集器，通过电缆与脉冲电流传感器相连，通过触发总线与控制单元相连，所述触发总线为工频触发总线，通过电缆或无线网络与工控机相连，工控机通过电缆与控制单元相连；高压电缆故障定位在线监测子系统，具体包括：分别设在电缆两端的采集终端A和采集终端B，采集终端A设有配套的第一光电转换器，采集终端B设有配套的第二光电转换器，第一、第二光电转换器之间通过光纤连接。

【技术特征摘要】
1.用于高压电缆局放与故障定位的在线监测系统，其特征在于，包括：高压电缆局部放电在线监测子系统，具体包括：设于交叉互联接地线上的脉冲电流传感器，所述交叉互联接地线为电缆接头接地线，所述脉冲电流传感器用来耦合电缆本体里的局放脉冲电流信号；采集器，通过电缆与脉冲电流传感器相连，通过触发总线与控制单元相连，所述触发总线为工频触发总线，通过电缆或无线网络与工控机相连，工控机通过电缆与控制单元相连；高压电缆故障定位在线监测子系统，具体包括：分别设在电缆两端的采集终端A和采集终端B，采集终端A设有配套的第一光电转换器，采集终端B设有配套的第二光电转换器，第一、第二光电转换器之间通过光纤连接。2.根据权利要求1所述的用于高压电缆局放与故障定位的在线监测系统，其特征在于，所述采集器设置位置包括但不限于：变电站和/或终端厂和/或电缆隧道。3.根据权利要求1所述的用于高压电缆局放与故障定位的在线监测系统，其特征在于，采集器和脉冲电流传感器之间通过同轴电缆连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪晓璐，
申请(专利权)人：杭州巨骐信息科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33