电力电缆多工况带电检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电力电缆多工况带电检测系统，包括微处理器模块、CAN总线通信电路模块、电源模块、A/D转换电路模块、键盘电路模块、时钟电路模块、信号调理电路模块和多路选择开关，多路选择开关的输入端接有用于对无护套且不带负荷的电力电缆带电进行检测的第一检测单元、用于对护套不导磁且带负荷的电力电缆带电进行检测的第二检测单元和用于对电缆屏蔽层的接地感应电流进行检测的第三检测单元，多路选择开关与微处理器模块的输出端相接，微处理器模块的输出端接有液晶显示电路模块、不带电指示灯和带电指示灯。本实用新型专利技术设计合理，实现方便，功能完备，实现了电力电缆多工况的带电检测，使用效果好，具有广阔的应用前景。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力电缆检测
，尤其是涉及一种电力电缆多工况带电检测系统。
技术介绍
关于电力电缆的检测，国内外研究人员已开发了多种XLPE电力电缆的监测及检测方法。按照不同的监测及检测项目可以分为如下几类:局部放电监测及检测、运行温度监测及检测、接地电流测量、电缆护套绝缘电阻及金属屏蔽化学电势检测、体电阻电容检测、光学检测、气体检测、硅油检测及取样检测等。对于架空线路是否带高压电的高压验电器，目前主要有金属箔式和电容式。金属箔式验电器运用电荷转移原理，即用验电器触头接触导体时，如果导体上带电，则导体上的电荷会转移到验电器上，验电器金属箔张开；离开带电导体，验电器金属箔继续张开。电容式是由电场感应原理制成的电子集成电路制成的具有声光带电报警的功能。适用于220V 500V、6KV、10KV、35KV、110KV、220KV、500KV交流输配电线路和设备的验电，无论是室内变电站或室外架空线上，都能正确、可靠地工作，是电力系统和工矿企业电气部门必备的安全用具。但是这种验电器只能测试裸露导体的带电情况，而不能对电力电缆这样的有绝缘层包覆的导体带电情况的检测。也就是说，目前没有一种方法能够有效地检测电缆是否带电。近年来，已存在多种电力电缆的监测及检测方法，其中有些方法已在运行单位得到了应用。其中之一，最主要的是电缆局部放电在线检测方法。它作为110KV及以上电缆在线监测及检测的重要项目已被国内外同行所认可。采用的传感器有电容耦合传感器、电感耦合传感器、方向耦合传感器、光学传感器、特高频传感器等，在实验室和现场都进行了对电缆局放的成功测量。其中，英国、日本、德国等国家走在了新技术应用的前列。国内针对电缆局部放电的采集方法也进行了大量的工作，国网电科院和高校等科研院所分别进行了卓有成效的理论和实验研究。在已有的几种传感器中，目前有着较好运行经验的有电容耦合传感器、电感耦合传感器和超声传感器，前两种可以用于在线监测，而超声波法可作为一种辅助手段检测电缆接头和终端的局部放电情况。在传感器的设计、安装及运行上尚缺乏统一的判据，传感器的灵敏度、可靠性以及检测手段还存在较大缺陷，当前的传感技术尚无法满足智能电力设备对电力电缆状态在线监测装置的要求。虽然电力电缆在线监测传感器的研制已经取得了一些成果，但目前没有一种能够检测有铠或金属护套电缆是否带电的检测设备(又称电缆验电器)。电力电缆种类很多，安装方法也多种多样。对于没有金属护套的电缆，使用钳形电流表就可以比较容易地检测电缆芯电流。但多数电力电缆有铠或有外护套，并接地。由于铠或外护套对电缆芯的电流或者电场起到屏蔽的作用，检测其是否带电就不容易。并且，如果电缆带电但是没有负荷，那么流过电缆芯的电流在理论上就为零，钳形电流表就检测不到电缆芯是否带电。这种情况会对电缆系统的检修、施工等带来不便，甚至造成安全隐患。
技术实现思路
本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，提供一种电力电缆多工况带电检测系统，其结构简单，设计合理，实现方便，功能完备，实现了电力电缆多工况的带电检测，给电力电缆系统的检修、施工等带来了方便，实用性强，使用效果好，具有广阔的应用前景。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是:一种电力电缆多工况带电检测系统，其特征在于:包括微处理器模块、与微处理器模块相接的CAN总线通信电路模块和为系统中各用电模块供电的电源模块，所述微处理器模块的输入端接有A/D转换电路模块、用于输入控制参数的键盘电路模块和用于为系统提供实时时钟信号的时钟电路模块，所述A/D转换电路模块的输入端接有用于对信号进行放大和滤波调理的信号调理电路模块，所述信号调理电路模块的输入端接有多路选择开关，所述多路选择开关的输入端接有用于对无护套且不带负荷的电力电缆带电进行检测的第一检测单元、用于对护套不导磁且带负荷的电力电缆带电进行检测的第二检测单元和用于对电缆屏蔽层的接地感应电流进行检测的第三检测单元，所述第一检测单元由依次相接的电容传感器、第一防雷保护模块、第一滤波电路模块、第一放大电路模块和第一采样保持电路模块构成，所述第二检测单元由依次相接的电感传感器、第二防雷保护模块、第二滤波电路模块、第二放大电路模块和第二采样保持电路模块构 成，所述第三检测单元由依次相接的电流传感器、第三防雷保护模块、第三滤波电路模块、第三放大电路模块和第三采样保持电路模块构成，所述多路选择开关与所述微处理器模块的输出端相接，所述微处理器模块的输出端接有液晶显示电路模块、用于对电力电缆不带电进行指示的不带电指示灯和用于对电力电缆带电进行指示的带电指示灯。上述的电力电缆多工况带电检测系统，其特征在于:所述微处理器模块为ARM微处理器LPC2294，所述A/D转换电路模块为集成在所述ARM微处理器LPC2294内部的10位A/D转换器。上述的电力电缆多工况带电检测系统，其特征在于:所述时钟电路模块主要由芯片DS1302构成。上述的电力电缆多工况带电检测系统，其特征在于:所述多路选择开关为芯片AD7501。上述的电力电缆多工况带电检测系统，其特征在于:所述第一滤波电路模块、第二滤波电路模块和第三滤波电路模块均为LC串联谐振滤波电路。上述的电力电缆多工况带电检测系统，其特征在于:所述第一放大电路模块、第二放大电路模块和第三放大电路模块均主要由芯片AD624构成。上述的电力电缆多工况带电检测系统，其特征在于:所述第一采样保持电路模块、第二采样保持电路模块和第三采样保持电路模块均主要由芯片LF398构成。上述的电力电缆多工况带电检测系统，其特征在于:所述不带电指示灯为绿色LED灯，所述带电指示灯为红色LED灯。本技术与现有技术相比具有以下优点:1、本技术采用了模块化的设计，结构简单，设计合理，实现方便。2、本技术的使用操作便捷，能够得到精确的电力电缆带电与否的判据并进行显示和指示。3、由于在实际的电缆运行工作环境中，电磁干扰很大，因此，本技术各个检测单元中均设置有滤波电路模块，还在A/D转换之前设置了用于对信号进行放大和滤波调理的信号调理电路模块，经过两次滤波，能够有效地去除原始数据中的噪声信号，能够减小工作环境中电磁干扰带来的检测结果的误差。4、本技术采用了电容传感器、电感传感器和电流传感器三种传感器，实现了电力电缆多工况的带电检测，电力电缆如果无护套且不带负荷，则采用电容传感器测量交流电场的方法来测量电力电缆导体芯带电情况；如果护套不导磁且带负荷，则采用电感传感器测量交流电场的方法来测量电力电缆导体芯带电情况；其它情况则采用电流传感器测量护套接地感应电流方法来测量电力电缆导体芯带电情况，本技术的功能完备，给电力电缆系统的检修、施工等带来了方便。5、本技术不仅仅可以使用在电力电缆带电和载流情况的检测，而且还可以检测绝缘子串中的零值绝缘子；因为零值绝缘子上的电场几乎为零，本技术的电场传感器测量不到电场； 但是对非零值的绝缘子，就能够检测到其周围的电场；所以本技术能够改变传统的用铁叉检测零值绝缘子的方法，提高了工作效率，改变了由于铁叉检测时的火花亮度和声音不明显的缺点。6、本技术的实用性强，使用效果好，具有广阔的应用前景。综上所述，本技术结构简单，设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力电缆多工况带电检测系统，其特征在于：包括微处理器模块（1）、与微处理器模块（1）相接的CAN总线通信电路模块（2）和为系统中各用电模块供电的电源模块（3），所述微处理器模块（1）的输入端接有A/D转换电路模块（4）、用于输入控制参数的键盘电路模块（5）和用于为系统提供实时时钟信号的时钟电路模块（6），所述A/D转换电路模块（4）的输入端接有用于对信号进行放大和滤波调理的信号调理电路模块（7），所述信号调理电路模块（7）的输入端接有多路选择开关（8），所述多路选择开关（8）的输入端接有用于对无护套且不带负荷的电力电缆带电进行检测的第一检测单元（9）、用于对护套不导磁且带负荷的电力电缆带电进行检测的第二检测单元（10）和用于对电缆屏蔽层的接地感应电流进行检测的第三检测单元（11），所述第一检测单元（9）由依次相接的电容传感器（9?1）、第一防雷保护模块（9?2）、第一滤波电路模块（9?3）、第一放大电路模块（9?4）和第一采样保持电路模块（9?5）构成，所述第二检测单元（10）由依次相接的电感传感器（10?1）、第二防雷保护模块（10?2）、第二滤波电路模块（10?3）、第二放大电路模块（10?4）和第二采样保持电路模块（10?5）构成，所述第三检测单元（11）由依次相接的电流传感器（11?1）、第三防雷保护模块（11?2）、第三滤波电路模块（11?3）、第三放大电路模块（11?4）和第三采样保持电路模块（11?5）构成，所述多路选择开关（8）与所述微处理器模块（1）的输出端相接，所述微处理器模块（1）的输出端接有液晶显示电路模块（12）、用于对电力电缆不带电进行指示的不带电指示灯（13）和用于对电力电缆带电进行指示的带电指示灯（14）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：关龙，王辉，徐耀良，孟宾宾，
申请(专利权)人：陕西赛普瑞电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：