一种电缆接头健康诊断的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电缆接头健康诊断的方法及系统，包括温度诊断、局部放电诊断及其氯化物诊断三部分，通过对电缆接头的运行温度进行实时的测量，通过对局部放电时产生的超声波进行采集，判断电缆接头是否存在局部放电现象，通过对电缆分解的产物进行检测，分析电缆接头外套的老化程度，方法简单可靠；根据温度检测、局部放电检测和氯化物检测等结果对电缆接头的健康进行诊断和处理，对电缆接头的健康状况进行分析和记录，对电缆接头的绝缘状况进行预测，降低电缆接头发生事故的概率，保证了电缆接头健康诊断的可靠性。本发明专利技术系统采用模块化设计，结构简单易操作，能够实现在线监测，能够对电缆的健康状态进行预测，保证了系统的安全稳定运行。

A method and system for health diagnosis of cable joints

The invention discloses a method and system for health diagnosis of cable joints, which includes three parts: temperature diagnosis, partial discharge diagnosis and chloride diagnosis. Through real-time measurement of the operating temperature of cable joints and acquisition of ultrasonic waves generated during partial discharge, it can be judged whether there is partial discharge in cable joints. Electrical phenomena, through the detection of the products decomposed by the cable, the aging degree of the cable connector jacket is analyzed. The method is simple and reliable. According to the results of temperature detection, partial discharge detection and chloride detection, the health of the cable connector is diagnosed and processed, and the health status of the cable connector is analyzed and recorded. The insulation condition of the joints is predicted to reduce the probability of accidents of the cable joints and ensure the reliability of the health diagnosis of the cable joints. The system of the invention adopts modular design, has simple structure and easy operation, can realize on-line monitoring, can predict the health status of the cable, and ensures the safe and stable operation of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种电缆接头健康诊断的方法及系统
本专利技术涉及电力监测领域，具体涉及一种电缆接头健康诊断的方法及系统。
技术介绍
随着电力技术的高速发展，各大城市的输电线路已由原来的架空线路改为地下敷设的方式，极大的保证了电缆运行的可靠性。在电力电缆线路中，电缆接头是电力系统安全运行最薄弱的环节，据不完全统计，由于电缆附件故障造成电缆运行故障的比例高达39％，电缆接头在承担运行任务的同时，也是故障发生部位和电缆绝缘最薄弱的环节。电缆接头过热会造成的电缆断路、短路、爆炸甚至造成重大的火灾事故。电缆接头发生过热到火灾事故的发生是一个速度缓慢，时间较长的过程，因此对电缆接头进行健康诊断，就能够有效防止电缆接头火灾的发生，提高电缆的可靠运行。通过对电缆接头的在线监测，及时了解电缆接头的健康状况，及时对存在安全隐患的电缆接头进行检修，极大地提高电力系统的安全性。现阶段对电缆接头的监测较为复杂，维护工作量大，成本较高，适应性差，只能局部应用于一些重要的场所。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种电缆接头健康诊断的方法及系统，能够对电缆接头运行状况进行监测，对电缆的健康状况进行实时的判断，保证电缆接头的安全可靠地运行，适应性较强。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种电缆接头健康诊断的方法，包括以下步骤：步骤1)、对电缆接头实时温度、局部放电产生的超声波信号和电缆老化分解产生的氯化物信息分别进行采集；步骤2)、存储电缆接头实时温度、局部放电产生的超声波信号和电缆老化分解产生的氯化物信息，并分析电缆接头的健康状况。进一步的：步骤2)中，对局部放电产生的超声波信号建立二维图谱，BP神经网络以已知的局部放电数据作为训练样本，训练神经网络，从二维图谱提取其时域与其频域特征作为已训练的BP神经网络的输入，输出是局部放电的类型，根据输出值对局部放电的类型进行判断。进一步的：二维图谱分别为相位与放电量相位与放电次数放电量与放电次数n-q。进一步的：时域特征为均方根、方差、峰值和偏斜度，频域特征为功率谱最大值、中值频率和平均功率频率。进一步的：步骤2)中，将电缆接头实时温度与设置的阈值进行比较，当超过阈值时进行预警；当检测到氯化物浓度升高时，进行预警；当电缆接头出现局部放电时，进行预警。一种电缆接头健康诊断的系统，包括安装在电缆接头上的电缆接头局部放电检测模块、电缆接头温度检测模块和电缆接头氯化物检测模块，电缆接头局部放电检测模块连接计算机，电缆接头温度检测模块和电缆接头氯化物检测模块均通过微处理器连接计算机。进一步的：电缆接头局部放电检测模块包括依次相连的超声波传感器、超声波信号调理电路和数据采集卡，其中，超声波传感器含有若干个且均匀布置在电缆接头上，数据采集卡连接计算机。进一步的：超声波传感器采用D9241超声波传感器；超声波信号调理电路包括依次连接的前置放大电路，滤波电路和后置放大电路，前置放大电路采用AD8610芯片，滤波电路采用MAX275可调式滤波器，后置放大电路由TL084芯片和可调电阻组成；数据采集卡采用PCI-1714数据采集卡。进一步的：电缆接头温度检测模块采用MLX90620红外阵列测温传感器；电缆接头氯化物检测模块采用7HCl-50氯化氢传感器，7HCl-50氯化氢传感器通过AD电路与微处理器相连。进一步的：微处理器的型号为STM32F10ZET6。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术电缆接头健康诊断的方法包括温度诊断、局部放电诊断及其氯化物诊断三部分，通过对电缆接头的运行温度进行实时的测量，通过对局部放电时产生的超声波进行采集，判断电缆接头是否存在局部放电现象，通过对电缆分解的产物进行检测，分析电缆接头外套的老化程度，方法简单可靠；本专利技术可以根据温度检测、局部放电检测和氯化物检测等结果对电缆接头的健康进行诊断和处理，对电缆接头的健康状况进行分析和记录，对电缆接头的绝缘状况进行预测，降低电缆接头发生事故的概率，本专利技术采用三种结合检测的方法，保证了电缆接头健康诊断的可靠性。本专利技术系统采用模块化设计，结构简单易操作；采用微型化设计，具有携带方便，安装方便，能够实现在线监测，能够对电缆的健康状态进行预测，保证了系统的安全稳定运行。本专利技术能够对电缆接头运行状况进行监测，对电缆的健康状况进行实时的判断，保证电缆接头的安全可靠地运行；具有较高的灵敏度，适应能力强，操作简单等优点，能够有效的对电缆接头健康状况进行诊断。附图说明图1是本专利技术提供的检测系统的原理框图。图2是本专利技术提供的检测系统的使用状态示意图。图3是本专利技术提供的诊断系统的处理流程图。图4是本专利技术后置放大电路图。图中，1电缆接头；2电缆；3超声波传感器；4红外阵列测温传感器；5氯化物传感器；6微处理器；7数据采集卡；8计算机。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细说明。1.如图1、图2所示，本专利技术电缆接头健康诊断系统包括超声波传感器3、红外阵列测温传感器4、氯化物传感器5、信号调理电路、微处理器6、数据采集卡7和计算机8；超声波传感器3能够对电缆接头1是否存在局部放电现象进行判断，评估电缆接头1绝缘性能；红外阵列测温传感器4能够对运行的电缆接头1温度信息进行采集，评估电缆接头1的发热状态是否在正常范围内；氯化物传感器5主要对电缆护套分解后的氯化物进行检测，评估电缆外套老化的程度。计算机软件能够将采集的电缆接头局部放电信息，电缆接头温度信息，氯化物信息进行综合分析，对电缆接头的健康状况进行评估，建立电缆健康状态表，直观的显示电缆健康状态。2.本专利技术中，电缆接头局部放电检测模块主要完成对电缆接头1是否存在局部放电进行判断。局部放电检测模块包括依次相连的超声波传感器3、超声波信号调理电路和数据采集卡7。超声波传感器3选用D9241超声波传感器，D9241超声波传感器的带宽为20-180kHz，能够满足电缆接头1局部放电采集的要求。超声波信号调理电路包括依次连接的前置放大电路，滤波电路和后置放大电路，前置放大电路采用AD8610芯片进行设计，放大倍数为10倍；滤波电路采用德州仪器的MAX275可调式滤波器，能够根据现场实际情况进行调节，默认采用带通滤波，带宽为50-150kHz；如图4所示，后置放大电路采用TL084芯片和可调电阻组成，放大倍数为10倍。数据采集卡7采用PCI-1714数据采集卡，PCI-1714有4路单端同步输入采集通道，能够满足局部放电超声波信号的采集。3.本专利技术中，电缆接头温度检测模块主要完成对电缆接头1的温度进行监测。温度检测采用MELEXIS公司的MLX90620，MLX90620是全校准16*4像素IR阵列，包含64个IR像素，每个像素都对应有低噪声斩波放大器和高速ADC。芯片中的PTAT传感器用来测量环境温度，PTAT传感器电流与绝对温度成正比。IR和PTAT的输出都存在内部的RAM(随机存取存储器)，并可通过IIC(集成电路总线)通信获取。通过微处理器6获取不同地址的RAM数据，并参考存于EEPROM(电可擦可编程只读存储器)的校准数值，补偿不同传感器之间的差异。根据不同传感器检测的数据，对电缆接头1建立热图像，计算每一点的温度，微处理器6将采集的电缆接头1温度数据传输到计算机8。4.本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电缆接头健康诊断的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1)、对电缆接头实时温度、局部放电产生的超声波信号和电缆老化分解产生的氯化物信息分别进行采集；步骤2)、存储电缆接头实时温度、局部放电产生的超声波信号和电缆老化分解产生的氯化物信息，并分析电缆接头的健康状况。

【技术特征摘要】
1.一种电缆接头健康诊断的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1)、对电缆接头实时温度、局部放电产生的超声波信号和电缆老化分解产生的氯化物信息分别进行采集；步骤2)、存储电缆接头实时温度、局部放电产生的超声波信号和电缆老化分解产生的氯化物信息，并分析电缆接头的健康状况。2.根据权利要求1所述的一种电缆接头健康诊断的方法，其特征在于：步骤2)中，对局部放电产生的超声波信号建立二维图谱，BP神经网络以已知的局部放电数据作为训练样本，训练神经网络，从二维图谱提取其时域与其频域特征作为已训练的BP神经网络的输入，输出是局部放电的类型，根据输出值对局部放电的类型进行判断。3.根据权利要求2所述的一种电缆接头健康诊断的方法，其特征在于：二维图谱分别为相位与放电量相位与放电次数放电量与放电次数n-q。4.根据权利要求2所述的一种电缆接头健康诊断的方法，其特征在于：时域特征为均方根、方差、峰值和偏斜度，频域特征为功率谱最大值、中值频率和平均功率频率。5.根据权利要求1所述的一种电缆接头健康诊断的方法，其特征在于：步骤2)中，将电缆接头实时温度与设置的阈值进行比较，当超过阈值时进行预警；当检测到氯化物浓度升高时，进行预警；当电缆接头出现局部放电时，进行预警。6.一种电缆接头健康诊断的系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：何小军，李义仓，吴娟，刘东，刘华伸，王艳军，肖建，汤为民，金维，韩斐，任洪涛，贺艺，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网陕西省电力公司汉中供电公司，
类型：发明
国别省市：北京,11