高压直流电缆局部放电智能监测装置及监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高压直流电缆局部放电智能监测装置及监测方法，基于高频脉冲电流局部放电检测原理，利用2个外置的高频脉冲电流传感器分别连接外部高压直流电缆正负极电缆，通过智能监测装置进行双通道同步高速数据采集，在采集的同时记录高压直流电缆线路正、负极电缆的局部放电信号，并通过光纤网络将数据远程传输到主站控制计算机，利用后台专用数据分析软件对获取的数据进行对比分析，显示局部放电Q(t)等图谱、时频域特性，从而对高压直流电缆局部放电状况进行评估。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高压电缆局部放电检测领域，尤其涉及到一种高压直流电缆局部放电智能监测装置及监测方法。
技术介绍
高压直流电缆输电与高压交流电缆输电相比具有以下优势：(1)输送相同功率时，线路造价低；(2)线路的有功损耗小；(3)系统稳定性更加可靠；(4)能够有效的限制系统的短路电流；(5)调节速度快，运行可靠。在城市化的进程中，居民和企业用电量的大幅增加，现代城市空间的不足，对电网输电量和输电方式提出了严峻的考验和挑战。高压直流电缆输电方式以其特有的优势，近年来在高压远距离输电系统内逐渐得到了推广和应用，如何检测高压直流电缆绝缘状态，保障直流电缆输电系统安全有效地运行，并为日常运维和检修提供有效的技术手段，成为当前亟待解决的问题。理论、试验证明，局部放电检测是能够发现直流电缆及其附件绝缘缺陷的有效方法之一。局部放电不仅是高压直流电缆绝缘老化的结果,而且是引起绝缘老化的重要原因,它与绝缘内部的缺陷密切相关。目前公知的有关电缆局部放电的检测方法和装置，都是应用于交流电缆检测的，技术和手段已经非常成熟，并且积累了大量的现场经验。但与高压交流电缆相比，高压直流电缆的局部放电机理和特性有显著区别，例如没有高压交流电缆局部放电相位相关性、周期性等，而且二者数据图谱完全不同，因此交流电缆局部放电的检测方法和装置从根本上来说不能应用到直流电缆局部放电检测中，尤其是数据采集方式。另外目前对高压直流电缆局部放电的理论研究刚刚起步，大多在试验室中进行，缺乏现场检测手段及装置，因此有必要研究一种能在高压直流电缆现场应用的局部放电智能监测装置，进行现场检测或试验，收集直流电缆局部放电数据，为研究高压直流电缆局部放电特性、产生因素、评估绝缘状态提供试验数据和技术手段支撑。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提出一种高压直流电缆局部放电智能监测装置及监测方法，目的在于解决现在直流电缆局部放电现场检测难的问题，为开展高压直流电缆隐患排查和状态评价分析，及早发现和消除事故隐患，提供有效工具和技术手段，进而有针对性的制定运维和检修策略，确保设备状态可控、在控，保障电网安全稳定运行。本专利技术提供的技术方案如下：一种高压直流电缆局部放电智能监测装置，包括两个分别连接外部高压直流电缆正负极电缆的高频脉冲电流传感器，以及与两个高频脉冲电流传感器电连接的智能监测装置，所述智能监测装置中包括两路相互独立的A通道信号处理电路和B通道信号处理电路、以及与A通道信号处理电路和B通道信号处理电路电连接的同步触发控制电路和双通道高速采样电路，所述A通道信号处理电路和B通道信号处理电路分别与所述两个高频脉冲电流传感器电连接以对所述两个高频脉冲电流传感器检测到的局部放电信号进行放大和滤波处理，所述A通道信号处理电路输出和B通道信号处理电路输出均与所述同步触发控制电路输入相连，所述同步触发控制电路输出与所述双通道高速采样电路输入相连，所述同步触发控制电路通过比较接收来自所述A通道信号处理电路和B通道信号处理电路的输出信号是否超过预设触发阀值，从而判断输出或不输出启动信号给所述双通道高速采样电路以进行局部放电信号采集。在本专利技术的较佳实施例中，所述A通道信号处理电路和B通道信号处理电路与所述双通道高速采样电路之间分别电连接有A通道模数转换电路和B通道模数转换电路，所述A通道模数信号处理电路和B通道信号处理电路的信号处理带宽均不低于100MHz，所述A通道模数转换电路和B通道模数转换电路的转换速度均不低于100MS/s。在本专利技术的较佳实施例中，还包括数据存储器和通讯电路，所述数据存储器和通讯电路均与所述双通道高速采样电路电连接，所述通讯电路用于与外部控制计算机进行数据传输。在本专利技术的较佳实施例中，所述A通道信号处理电路包括A通道放大电路和A通道滤波电路，所述A通道放大电路的输入和输出分别与所述高频脉冲电流传感器和所述A通道滤波电路的输入电连接，所述A通道滤波电路的输出与所述A通道模数转换电路的输入电连接，所述B通道信号处理电路包括B通道放大电路和B通道滤波电路，所述B通道放大电路的输入和输出分别与所述高频脉冲电流传感器和所述B通道滤波电路的输入电连接，所述B通道滤波电路的输出与所述B通道模数转换电路的输入电连接。在本专利技术的较佳实施例中，所述A通道放大电路和B通道放大电路中均设置有频带不低于100MHz的精密运算放大器，所述A通道滤波电路和B通道滤波电路中均设置有带宽为100kHz-50MHz的带通滤波器。在本专利技术的较佳实施例中，所述A通道放大电路和B通道放大电路均采用AD8009，所述A通道模数转换电路和B通道模数转换电路均采用AD9288。在本专利技术的较佳实施例中，所述双通道高速采样电路采用FPGA控制芯片，所述双通道高速采样电路的采样速度不低于100MS/s，所述同步触发控制电路中设置有高速比较器。在本专利技术的较佳实施例中，还包括壳体，所述智能监测装置内置于所述壳体中，所述2个高频脉冲电流传感器接于所述壳体外，所述智能监测装置上还设置有2个信号输入接口，所述2个高频脉冲电流传感器分别电连接到所述2个信号输入接口上。在本专利技术的较佳实施例中，所述通讯电路设置有USB接口和光纤通讯接口。一种高压直流电缆局部放电智能监测方法，包括以下步骤：1)现场测试人员在高压直流电缆中间接头或户外终端处，把2个高频脉冲电流传感器安装在金属套引出高压直流电缆正负极电缆上，并保持2个高频脉冲电流传感器的信号极性一致；2)用尽可能短的同轴线，把2个高频脉冲电流传感器分别连接到智能监测装置的2个信号输入接口上，利用智能监测装置上的通讯接口连接控制计算机；3)首先完成系统的信号校准工作，保存校准数据；4)对直流电缆进行局部放电测量，利用2个外置高频脉冲电流传感器，同时同步采集、记录高压直流电缆线路正、负极电缆的局部放电信号，测量时可以根据现场情况，在智能监测装置中设置测量参数(如数据采集的时间、量程、时长等)；5)通过光纤网络将数据远程传输到主站控制计算机，利用后台专用数据分析软件对获取的数据进行对比分析，显示局部放电Q(t)图谱、时频域特性，还原疑似局部放电信号原始波形，并记录测量数据(信号幅值、重复率等)，从而对高压直流电缆局部放电状况进行评估分析，判断是否存在局部放电信号、评估高压直流电缆绝缘健康状态；6)拆除脉冲电流传感器和智能监测装置，清理现场，测试结束。本专利技术产生的有益效果在于：该高压直流电缆局部放电智能监测装置，基于高频脉冲电流局部放电检测原理，利用2个外置的高频脉冲电流传感器分别连接外部高压直流电缆正负极电缆，通过智能监测装置进行双通道同时同步高速数据采集，在采集的同时记录高压直流电缆线路正、负极电缆的局部放电信号，并通过光纤网络将数据远程传输到主站控制计算机，利用后台专用数据分析软件对获取的数据进行对比分析，显示局部放电Q(t)图谱、时频域特性，从而对高压直流电缆局部放电状况进行评估。本专利技术的优点在于：1)针对高压直流电缆输电线路系统特点，即采用正负两根单芯XLPE电缆输电，提出一种能够应用于实际现场检测的直流电缆局部放电智能监测装置，该装置具有双通道同时同步检测的特点，抗干扰能力强，分析手段多样化，解决了目前高压直流电缆缺乏现场局部放电检测设备的难题；2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压直流电缆局部放电智能监测装置，其特征在于：包括两个分别连接外部高压直流电缆正负极电缆的高频脉冲电流传感器，以及与两个高频脉冲电流传感器电连接的智能监测装置，所述智能监测装置中包括两路相互独立的A通道信号处理电路和B通道信号处理电路、以及与A通道信号处理电路和B通道信号处理电路电连接的同步触发控制电路和双通道高速采样电路，所述A通道信号处理电路和B通道信号处理电路分别与所述两个高频脉冲电流传感器电连接以对所述两个高频脉冲电流传感器检测到的局部放电信号进行放大和滤波处理，所述A通道信号处理电路输出和B通道信号处理电路输出均与所述同步触发控制电路输入相连，所述同步触发控制电路输出与所述双通道高速采样电路输入相连，所述同步触发控制电路通过比较接收来自所述A通道信号处理电路和B通道信号处理电路的输出信号是否超过预设触发阀值，从而判断输出或不输出启动信号给所述双通道高速采样电路以进行局部放电信号采集。

【技术特征摘要】
1.一种高压直流电缆局部放电智能监测装置，其特征在于：包括两个分别连接外部高压直流电缆正负极电缆的高频脉冲电流传感器，以及与两个高频脉冲电流传感器电连接的智能监测装置，所述智能监测装置中包括两路相互独立的A通道信号处理电路和B通道信号处理电路、以及与A通道信号处理电路和B通道信号处理电路电连接的同步触发控制电路和双通道高速采样电路，所述A通道信号处理电路和B通道信号处理电路分别与所述两个高频脉冲电流传感器电连接以对所述两个高频脉冲电流传感器检测到的局部放电信号进行放大和滤波处理，所述A通道信号处理电路输出和B通道信号处理电路输出均与所述同步触发控制电路输入相连，所述同步触发控制电路输出与所述双通道高速采样电路输入相连，所述同步触发控制电路通过比较接收来自所述A通道信号处理电路和B通道信号处理电路的输出信号是否超过预设触发阀值，从而判断输出或不输出启动信号给所述双通道高速采样电路以进行局部放电信号采集。2.根据权利要求1所述的高压直流电缆局部放电智能监测装置，其特征在于：所述A通道信号处理电路和B通道信号处理电路与所述双通道高速采样电路之间分别电连接有A通道模数转换电路和B通道模数转换电路，所述A通道模数信号处理电路和B通道信号处理电路的信号处理带宽均不低于100MHz，所述A通道模数转换电路和B通道模数转换电路的转换速度均不低于100MS/s。3.根据权利要求1所述的高压直流电缆局部放电智能监测装置，其特征在于：还包括数据存储器和通讯电路，所述数据存储器和通讯电路均与所述双通道高速采样电路电连接，所述通讯电路用于与外部控制计算机进行数据传输。4.根据权利要求2所述的高压直流电缆局部放电智能监测装置，其特征在于：所述A通道信号处理电路包括A通道放大电路和A通道滤波电路，所述A通道放大电路的输入和输出分别与所述高频脉冲电流传感器和所述A通道滤波电路的输入电连接，所述A通道滤波电路的输出与所述A通道模数转换电路的输入电连接，所述B通道信号处理电路包括B通道放大电路和B通道滤波电路，所述B通道放大电路的输入和输出分别与所述高频脉冲电流传感器和所述B通道滤波电路的输入电连接，所述B通道滤波电路的输出与所述B通道模数转换电路的输入电连接。5.根据权利要求4所述的高压直流电缆局部放电智能监测装置，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：严有祥，陈朝晖，陈日坤，谢维，林智雄，黄杰，陈伟，郭建赟，王俊威，杨毓庆，孔德武，丁鹏，郑柒拾，马俊方，吴华雅，张宽锋，朱百顺，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，国家电网公司，国网福建省电力有限公司厦门供电公司，上海慧东电气设备有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35