一种配电网电缆线路绝缘状态监测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种配电网电缆线路绝缘状态监测方法及装置，其方法包括步骤：一、母线零序电压及各条非故障馈线零序电流数据采集；二、零序电压有效值和各条非故障馈线的零序有功功率的计算；三、非故障馈线的等效电导的计算；四、非故障馈线的绝缘电阻的计算；其装置包括处理器，处理器输入端接有用于对配电网系统发生瞬时性单相接地故障后的母线零序电压进行实时检测的零序电压检测电路和分别对多条非故障馈线的零序电流进行实时检测的多个馈线零序电流检测电路。本发明专利技术设计新颖合理，被检测信号明显，实现简单，成本低，适用于信号畸变的情况，能够直接计算各支路的绝缘电阻值，便于直观了解各支路的绝缘情况，通用性强，便于推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网电缆线路绝缘状态监测方法及装置
本专利技术属于供电安全
，具体涉及一种配电网电缆线路绝缘状态监测方法及装置。
技术介绍
随着城市配电网的不断发展，电缆以其供电可靠性高、不影响美观的优点在城网中大量应用。由于电缆绝缘老化引起单相接地故障甚至人身触电，严重危害了配电网安全可靠运行，准确掌握电缆的绝缘状态，对于确保配电网安全可靠运行具有重要意义。因此，电缆线路的绝缘状态监测是安全可靠供电的一项重要内容。目前，已提出电缆线路对地绝缘参数在线监测方法分为三类，第一类是直流法，分为直流成分法和直流叠加法两种，直流法用直流电阻代替交流电阻，显然不符合实际运行情况，而且被测信号微弱；第二类是介质损耗角正切法，是将流过电缆绝缘的电流和施加于电缆上的电压测量出来，这种方法，一方面，得到的是绝缘老化程度，不能反映出具体的绝缘电阻值，另一方面，流过电缆绝缘电阻的电流微弱，信号难以检测造成准确性下降，而且，在不同的环境下判断老化的标准也不同；第三类是局部放电法，通过检测局部放电脉冲的平均高度和放电量来对绝缘劣化情况进行评估，由于局部放电信号微弱，波形复杂难以区分，难以用于工程实际。另外，近年来，随着用户非线性负载大量接入电网，使得配电网的谐波电压和谐波电流增大，而现有的绝缘电阻测量方法未考虑到电压电流畸变的影响，这会导致测量结果有误差；现有的测量方法没有直接监测线路的绝缘电阻，而是以运行经验判断电缆是否老化需要更换，在不同的电压等级、不同的运行条件下判断标准不能通用，而且需要附加额外的在线测量设备，因此准确判断电缆的对地绝缘参数较为繁琐，现有的方法，实现较为复杂。专利
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种方法步骤简单、实现简单、成本低、被检测信号明显、适用于信号畸变的情况、能够直接计算各支路的绝缘电阻值、便于直观地了解各支路的绝缘情况、通用性强、便于推广使用的配电网电缆线路绝缘状态监测方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种配电网电缆线路绝缘状态监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、母线零序电压及各条非故障馈线零序电流数据采集：当配电网系统发生瞬时性单相接地故障时，将所有非故障馈线编号为1、2、…、M，其中，M为配电网系统中非故障馈线的总条数；零序电压检测电路对配电网系统发生瞬时性单相接地故障后的母线零序电压进行实时检测，M个馈线零序电流检测电路分别对M条非故障馈线的零序电流进行实时检测，处理器采集配电网系统发生瞬时性单相接地故障后零序电压检测电路检测到的母线零序电压一个周波内的N个瞬时值u1、u2、…、uN，并采集配电网系统发生瞬时性单相接地故障后M个馈线零序电流检测电路检测到的M组零序电流瞬时值，其中，第m个馈线零序电流检测电路检测到的编号为m的非故障馈线的零序电流一个周波内的N个瞬时值表示为im1、im2、…、imN，m的取值为1～M的自然数；步骤二、零序电压有效值和各条非故障馈线的零序有功功率的计算：处理器根据公式计算配电网系统发生瞬时性单相接地故障后的零序电压有效值U0，并根据母线零序电压和各条非故障馈线的零序电流采样值计算各条非故障馈线的零序有功功率；其中，编号为m的非故障馈线的零序有功功率表示为Pm；uk为配电网系统发生瞬时性单相接地故障后零序电压检测电路检测到的母线零序电压一个周波内的第k个瞬时值，k的取值为1～N的自然数；步骤三、非故障馈线的等效电导的计算：处理器根据零序电压有效值和各条非故障馈线的零序有功功率计算各条非故障馈线的等效电导；其中，编号为m的非故障馈线的等效电导Gm的计算公式为步骤四、非故障馈线的绝缘电阻的计算：处理器根据等效电导计算各条非故障馈线的绝缘电阻；其中，编号为m的非故障馈线的绝缘电阻Rm的计算公式为上述的一种配电网电缆线路绝缘状态监测方法，其特征在于：步骤二中所述处理器根据母线零序电压和各条非故障馈线的零序电流采样值计算各条非故障馈线的零序有功功率时，其中编号为m的非故障馈线的零序有功功率Pm的计算公式为imk为第m个馈线零序电流检测电路检测到的编号为m的非故障馈线的零序电流一个周波内的第k个瞬时值，k的取值为1～N的自然数。本专利技术还提供了一种电路结构简单、设计新颖合理、实现方便、通用性强、便于推广使用的配电网电缆线路绝缘状态监测装置，其特征在于：包括处理器，所述处理器的输入端接有用于对配电网系统发生瞬时性单相接地故障后的母线零序电压进行实时检测的零序电压检测电路和分别对多条非故障馈线的零序电流进行实时检测的多个馈线零序电流检测电路。上述的装置，其特征在于：所述处理器为微处理器，所述配电网电缆线路绝缘状态监测装置还包括电源电路以及与处理器相接的数据存储器模块和无线通信电路模块，所述处理器的输出端接有液晶显示电路模块。上述的装置，其特征在于：所述处理器包括DSP数字信号处理器TMS320F2812。上述的装置，其特征在于：所述零序电压检测电路包括三相五柱式电压互感器PT1、电压互感器TV1、瞬态抑制二极管TVS1、多孔磁珠CR1、电阻R1和非极性电容C1，所述三相五柱式电压互感器PT1的辅助二次绕组的一端与所述电压互感器TV1的一次绕组的一端相接，所述三相五柱式电压互感器PT1的辅助二次绕组的另一端与所述电压互感器TV1的一次绕组的另一端相接，所述电压互感器TV1的二次绕组的一端与瞬态抑制二极管TVS1的引脚1和多孔磁珠CR1的引脚1相接，所述电压互感器TV1的二次绕组的另一端与瞬态抑制二极管TVS1的引脚2和多孔磁珠CR1的引脚4相接，所述多孔磁珠CR1的引脚2与电阻R1的一端相接，所述电阻R1的另一端与非极性电容C1的一端相接且为所述零序电压检测电路的零序电压输出端V_OUT，所述多孔磁珠CR1的引脚3和非极性电容C1的另一端均接地；所述零序电压检测电路的零序电压输出端V_OUT与DSP数字信号处理器TMS320F2812的ADC输入端口连接。上述的装置，其特征在于：多个所述馈线零序电流检测电路的电路结构相同且均包括零序电流互感器CT1、电压互感器TV2、瞬态抑制二极管TVS2、多孔磁珠CR2、电阻R2、电阻R3和非极性电容C2，所述零序电流互感器CT1的一个输出端与电阻R3的一端和电压互感器TV2的一次绕组的一端相接，所述第一零序电流互感器CT1的另一个输出端与电阻R3的另一端和电压互感器TV2的一次绕组的另一端相接，所述电压互感器TV2的二次绕组的一端与瞬态抑制二极管TVS2的引脚1和多孔磁珠CR2的引脚1相接，所述电压互感器TV2的二次绕组的另一端与瞬态抑制二极管TVS2的引脚2和多孔磁珠CR2的引脚4相接，所述多孔磁珠CR2的引脚2与电阻R2的一端相接，所述电阻R2的另一端与非极性电容C2的一端相接且为馈线零序电流检测电路的零序电流输出端I_OUT，所述多孔磁珠CR2的引脚3和非极性电容C2的另一端均接地；所述馈线零序电流检测电路的零序电流输出端I_OUT与DSP数字信号处理器TMS320F2812的ADC输入端口连接。上述的装置，其特征在于：所述数据存储器模块包括用于插入SD卡的卡槽SDCARD-M和12针插头P4，所述卡槽SDCARD-M的第1引脚、第2引脚、第3引脚、第5引脚、第7引脚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网电缆线路绝缘状态监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、母线零序电压及各条非故障馈线零序电流数据采集：当配电网系统发生瞬时性单相接地故障时，将所有非故障馈线编号为1、2、…、M，其中，M为配电网系统中非故障馈线的总条数；零序电压检测电路(1)对配电网系统发生瞬时性单相接地故障后的母线零序电压进行实时检测，M个馈线零序电流检测电路(2)分别对M条非故障馈线的零序电流进行实时检测，处理器(3)采集配电网系统发生瞬时性单相接地故障后零序电压检测电路(1)检测到的母线零序电压一个周波内的N个瞬时值u1、u2、…、uN，并采集配电网系统发生瞬时性单相接地故障后M个馈线零序电流检测电路(2)检测到的M组零序电流瞬时值，其中，第m个馈线零序电流检测电路(2)检测到的编号为m的非故障馈线的零序电流一个周波内的N个瞬时值表示为im1、im2、…、imN，m的取值为1～M的自然数；步骤二、零序电压有效值和各条非故障馈线的零序有功功率的计算：处理器(3)根据公式

【技术特征摘要】
1.一种配电网电缆线路绝缘状态监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、母线零序电压及各条非故障馈线零序电流数据采集：当配电网系统发生瞬时性单相接地故障时，将所有非故障馈线编号为1、2、…、M，其中，M为配电网系统中非故障馈线的总条数；零序电压检测电路(1)对配电网系统发生瞬时性单相接地故障后的母线零序电压进行实时检测，M个馈线零序电流检测电路(2)分别对M条非故障馈线的零序电流进行实时检测，处理器(3)采集配电网系统发生瞬时性单相接地故障后零序电压检测电路(1)检测到的母线零序电压一个周波内的N个瞬时值u1、u2、…、uN，并采集配电网系统发生瞬时性单相接地故障后M个馈线零序电流检测电路(2)检测到的M组零序电流瞬时值，其中，第m个馈线零序电流检测电路(2)检测到的编号为m的非故障馈线的零序电流一个周波内的N个瞬时值表示为im1、im2、…、imN，m的取值为1～M的自然数；步骤二、零序电压有效值和各条非故障馈线的零序有功功率的计算：处理器(3)根据公式计算配电网系统发生瞬时性单相接地故障后的零序电压有效值U0，并根据母线零序电压和各条非故障馈线的零序电流采样值计算各条非故障馈线的零序有功功率；其中，编号为m的非故障馈线的零序有功功率表示为Pm；uk为配电网系统发生瞬时性单相接地故障后零序电压检测电路(1)检测到的母线零序电压一个周波内的第k个瞬时值，k的取值为1～N的自然数；步骤三、非故障馈线的等效电导的计算：处理器(3)根据零序电压有效值和各条非故障馈线的零序有功功率计算各条非故障馈线的等效电导；其中，编号为m的非故障馈线的等效电导Gm的计算公式为步骤四、非故障馈线的绝缘电阻的计算：处理器(3)根据等效电导计算各条非故障馈线的绝缘电阻；其中，编号为m的非故障馈线的绝缘电阻Rm的计算公式为2.按照权利要求1所述的一种配电网电缆线路绝缘状态监测方法，其特征在于：步骤二中所述处理器(3)根据母线零序电压和各条非故障馈线的零序电流采样值计算各条非故障馈线的零序有功功率时，其中编号为m的非故障馈线的零序有功功率Pm的计算公式为imk为第m个馈线零序电流检测电路(2)检测到的编号为m的非故障馈线的零序电流一个周波内的第k个瞬时值，k的取值为1～N的自然数。3.一种实现如权利要求1所述方法的配电网电缆线路绝缘状态监测装置，其特征在于：包括处理器(3)，所述处理器(3)的输入端接有用于对配电网系统发生瞬时性单相接地故障后的母线零序电压进行实时检测的零序电压检测电路(1)和分别对多条非故障馈线的零序电流进行实时检测的多个馈线零序电流检测电路(2)。4.按照权利要求3所述的装置，其特征在于：所述处理器(3)为微处理器，所述配电网电缆线路绝缘状态监测装置还包括电源电路(7)以及与处理器(3)相接的数据存储器模块(4)和无线通信电路模块(5)，所述处理器(3)的输出端接有液晶显示电路模块(6)。5.按照权利要求4所述的装置，其特征在于：所述处理器(3)包括DSP数字信号处理器TMS320F2812。6.按照权利要求5所述的装置，其特征在于：所述零序电压检测电路(1)包括三相五柱式电压互感器PT1、电压互感器TV1、瞬态抑制二极管TVS1、多孔磁珠CR1、电阻R1和非极性电容C1，所述三相五柱式电压互感器PT1的辅助二次绕组的一端与所述电压互感器TV1的一次绕组的一端相接，所述三相五柱式电压互感器PT1的辅助二次绕组的另一端与所述电压互感器TV1的一次绕组的另一端相接，所述电压互感器TV1的二次绕组的一端与瞬态抑制二极管TVS1的引脚1和多孔磁珠CR1的引脚1相接，所述电压互感器TV1的二次绕组的另一端与瞬态抑制二极管TVS1的引脚2和多孔磁珠CR1的引脚4相接，所述多孔磁珠CR1的引脚2与电阻R1的一端相接，所述电阻R1的另一端与非极性电容C1的一端相接且为所述零序电压检测电路(1)的零序电压输出端V_OUT，所述多孔磁珠CR1的引脚3和非极性电容C1的另一端均接地；所述零序电压检测电路(1)的零序电压输出端V_OUT与DSP数字信号处理器TMS320F2812的ADC输入端口连接。7.按照权利要求5所述的装置，其特征在于：多个所述馈线零序电流检测电路(2)的电路结构相同且均包括零序电流互感器CT1、电压互感器TV2、瞬态抑制二极管TVS2、多孔磁珠CR2、电阻R2、电阻R3和非极性电容C2，所述零序电流互感器CT1的一个输出端与电阻R3的一端和电压互感器TV2的一次绕组的一端相接，所述第一零序电流互感器CT1的另一个输出端与电阻R3的另一端和电压互感器TV2的一次绕组的另一端相接，所述电压互感器TV2的二次绕组的一端与瞬态抑制二极管TVS2的引脚1和多孔磁珠CR2的引脚1相接，所述电压互感器TV2的二次绕组的另一端与瞬态抑制二极管TVS2的引脚2和多孔磁珠CR2的引脚4相接，所述多孔磁珠CR2的引脚2与电阻R2的一端相接，所述电阻R2的另一端与非极性电容C2的一端相接且为馈线零序电流检测电路(2)的零序电流输出端I_OUT，所述多孔磁珠CR2的引脚3和非极性电容C2的另一端均接地；所述馈线零序电流检测电路(2)的零序电流输出端I_OUT与DSP数字信号处理器TMS320F2812的ADC输入端口连接。8.按照权利要求5所述的装置，其特征在于：所述数据存储器模块(4)包括用于插入SD卡的卡槽SDCARD-M和12针插头P4，所述卡槽SDCARD-M的第1引脚、第2引脚、第3引脚、第5引脚、第7引脚和第8引脚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王清亮，李洋，秦洁，胡正东，刘新茹，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61