主动激励式多频感应电流电缆识别方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的基于主动激励式多频感应电流的电缆识别方法及装置，其方法包括将电缆铠甲层、接地线和大地形成的回路作为次级线圈，通过激励源产生编码交流信号驱动初级线圈，进而在所述次级线圈中产生特定曲线的感应电压，并在高压电缆铠甲与两端接地线以及大地形成的回路中感应产生相应特性的编码回路电流，同时通过高精度电流互感器采集感应回路电流，获取电缆接地阻抗，实现本条电缆的状态和特性监测；本发明专利技术可以通过高压以及特高压电缆上主动激励产生的编码感应电流自主通信完成现场多点组网后，实现电缆全线路识别和循迹。

【技术实现步骤摘要】
主动激励式多频感应电流电缆识别方法及装置
本专利技术涉及电力领域，尤其涉及一种主动激励式多频感应电流电缆识别方法及装置。
技术介绍
电线电缆是用于传输电(磁)能，信息和实现电磁能转换的线材产品。广义的电线电缆亦简称为电缆.狭义的电缆是指绝缘电缆。其中1KV及以下为低压电缆；1KV～10KV为中压电缆；10KV～35KV为高压电缆；35～220KV为特高压电缆；特高压电缆是随着电缆技术的不断发展而出现的一种电力电缆，特高压电缆一般作为大型输电系统中的中枢纽带，属于技术含量较高的一种高压电缆，主要用于远距离的电力传输，高压线缆是电力电缆的一种，是指用于传输10KV-35KV(1KV＝1000V)之间的电力电缆，多应用于电力传输的主干道，高压电缆从内到外的组成部分包括：导体、绝缘、内护层、填充料(铠装)、外绝缘。铠装高压电缆主要用于地埋，可以抵抗地面上高强度的压迫，同时可防止其他外力损坏。如图1所示的高压电缆分层结构，其中的铜带屏蔽与钢带铠装用于漏电防护，在安装过程中需要严格完成接地操作，以保证电缆安全可靠运行，且接地电阻需要尽量小。在长时间运行后因为安装方式或安装工艺等因素个别节点会产生电阻值增大的现象，严重影响电缆的安全运行。在电缆工程中，如何快速准确的识别出目标电缆非常重要，目前的识别方法需要在电缆识别之前，将目标电缆处于断电状态，这样做的缺点是不仅大大降低了电缆识别的效率，而且需要接触电缆的金属部分，操作复杂，安全性低，并且带来了经济上的损失。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种主动激励式多频感应电流电缆识别方法及装置。本专利技术提供的主动激励式多频感应电流电缆识别方法，包括将电缆铠甲层、接地线和大地形成的回路作为次级线圈，通过激励源产生交流信号驱动初级线圈，在所述次级线圈中产生的感应电压，进而在电缆铠甲层、接地线以及大地形成回路中产生感应回路电流，通过检测所述感应回路电流，获取电缆铠甲层回路阻抗。进一步，对所述回路中的频谱进行扫描，获取无干扰信道并控制激励源产生与所述无干扰信道相对应的频率信号，加载所述频率信号的电压到电缆。进一步，对电缆的传输数据信息进行编码并通过激励源发送携带有编码信息的频率特征电流，通过对所述频率特征电流进行相应的解码，从而获取电缆的传输数据信息，所述传输数据信息包括电缆身份标识信息和/或数字信号信息。进一步，设置现场能量采集器，所述现场能量采集器包括开口式能量互感器、电场感应装置、用于跟踪母线电流负荷变化的能量协调模块和用于采集现场参数数据的现场参数采集模块，所述开口式能量互感器和电场感应装置分别与供电电缆连接，用于获取电缆的辐射电能。进一步，设置用于进行电缆远距离传输数据信息的中继单元和用于为所述中继单元进行独立供电的独立供电单元，所述独立供电单元通过现场母线电流激发的电磁场或母线电压电场自行发电。本专利技术还提供了一种主动激励式多频感应电流电缆识别装置，包括激励源、与激励源连接的激励磁芯、用于采集感应回路电流的采集单元和用于根据采集单元的采集电流计算电缆接地阻抗的处理单元；将电缆铠甲层、接地线和大地形成的回路作为次级线圈，通过激励源加载交流信号使所述次级线圈产生感应电压，并通过电缆铠甲层、接地线以及大地形成回路，产生感应回路电流，所述采集单元将采集的感应回路电流传递至处理单元，通过处理单元获取电缆接地阻抗。进一步，还包括激励源控制器和用于对电缆中的频谱进行扫描的信道扫描单元，通过信道扫描单元获取无干扰信道，激励源控制器控制激励源产生与所述无干扰信道相对应的频率信号，加载所述频率信号的电压到电缆，同时通过多进制数字频率调制方式进行数据的传输，在过零点时磁性材料内部磁通量复位归零，通过跟踪磁性材料未饱和的频率电流，取其周期过零点与过零点前后磁性材料未饱和时间完成数据传送。进一步，还包括编码单元和解码单元，所述编码单元用于对电缆的传输数据信息进行编码，通过激励源发送携带有编码信息的频率特征电流，所述解码单元对所述频率特征电流进行相应的解码，获取电缆的传输数据信息，所述传输数据信息包括电缆身份标识信息和/或数字信号信息。进一步，还包括现场能量采集器，所述现场能量采集器包括开口式能量互感器、电场感应装置、用于跟踪母线电流负荷变化的能量协调模块和用于采集现场参数数据的现场参数采集模块，所述开口式能量互感器和电场感应装置与供电电缆连接，用于获取电能。进一步，还包括用于进行电缆远距离传输数据信息的中继单元和用于为中继单元进行独立供电的独立供电单元，所述独立供电单元通过现场母线电流激发的电磁场或母线电压电场发电。本专利技术的有益效果：本专利技术可以在电缆在线运行的情况下精确的完成目标电缆的名称以及编号等相关信息的获取。从而非常简单的分辨电缆沟内所有电缆的归属以及相关数据。为电缆的检修以及施工带来非常便捷的识别方法；本专利技术可以通过高压电缆传输数据，从而使得电缆沟中的高压电缆在线状态监测系统的低成本部署成为可能；本专利技术可以通过高压以及特高压电缆上自主通信完成现场多点组网后完成本条电缆的状态以及特性监测，实现电缆追踪，并通过现场能量采集器可以在现场自行取能，与外部环境分离，可以直接应用于高压及特高压系统中，本专利技术在安装以及使用过程中无需改动任何电缆状态，且无需接触电缆金属部分，操作简单，安全性高。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：图1是本专利技术的原理示意图。图2是本专利技术电缆结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：图1是本专利技术的原理示意图，图2是本专利技术电缆结构示意图。如图1、2所示，本实施例中的主动激励式多频感应电流电缆识别方法，包括将电缆铠甲层、接地线和大地形成的回路作为次级线圈，通过激励源产生交流信号驱动初级线圈，在所述次级线圈中产生的感应电压，进而在电缆铠甲层、接地线以及大地形成回路中产生感应回路电流，通过检测所述感应回路电流，获取电缆铠甲层回路阻抗。如图2所示，根据高压电缆的分层结构，其中的铜带屏蔽与钢带铠装用于漏电防护，在安装过程中需要严格完成接地操作，以保证电缆安全可靠运行，且接地电阻需要尽量小。在长时间运行后因为安装方式或安装工艺等因素个别节点会产生电阻值增大的现象，严重影响电缆的安全运行，本实施例采用激励磁芯通过变压器原理，将接地线作为次级线圈(1匝)，在源级加以激励源加载交流信号，那么次级线圈(1匝)上就会感应出相应的电压与能量，感应出的电压(矢量)通过高压电缆铠甲与两端接地线与大地形成回路，从而产生电流，采用电流互感器采集电流量，以激励电压为基准相位0，则采集的电流相对基准有一个相位偏差，则该电流也是矢量，通过I＝U/Z；推算出电缆的接地阻抗，从而间接完成环路电缆阻抗测量。在本实施例中，对接点电缆中的频谱进行扫描，获取无干扰信道并控制激励源产生与所述无干扰信道相对应的频率信号，加载所述频率信号的电压到电缆，并通过多进制数字频率调制方式进行数据的传输，由于激励磁芯上所加载的为交流信号，因电缆运行时其上有50Hz高压交流电，所以接地电缆上会产生以50Hz交流电流为主的干扰电流，加上ABC三相，其次为150Hz交流电流，加上每相相线上的谐波电流，所以地电缆上的干扰电流相当复杂，本实施例通过连续扫描接地电缆中1Hz至20KHz频谱，寻找无干扰的信道，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主动激励式多频感应电流电缆特性检测方法，其特征在于：包括将电缆铠甲层、接地线和大地形成的回路作为次级线圈，通过激励源产生交流信号驱动初级线圈，在所述次级线圈中产生的感应电压，进而在电缆铠甲层、接地线以及大地形成回路中产生感应回路电流，通过检测所述感应回路电流，获取电缆接地阻抗。

【技术特征摘要】
1.一种主动激励式多频感应电流电缆特性检测方法，其特征在于：包括将电缆铠甲层、接地线和大地形成的回路作为次级线圈，通过激励源产生交流信号驱动初级线圈，在所述次级线圈中产生的感应电压，进而在电缆铠甲层、接地线以及大地形成回路中产生感应回路电流，通过检测所述感应回路电流，获取电缆接地阻抗。2.根据权利要求1所述的主动激励式多频感应电流电缆特性检测方法，其特征在于：对所述回路中的频谱进行扫描，获取无干扰信道并控制激励源产生与所述无干扰信道相对应的频率信号，加载所述频率信号的电压到电缆。3.根据权利要求2所述的主动激励式多频感应电流电缆识别方法，其特征在于：对电缆的传输数据信息进行编码并通过激励源发送携带有编码信息的频率特征电流，通过对所述频率特征电流进行相应的解码，从而获取电缆的传输数据信息，所述传输数据信息包括电缆身份标识信息和/或数字信号信息。4.根据权利要求3所述的主动激励式多频感应电流电缆识别方法，其特征在于：设置现场能量采集器，所述现场能量采集器包括开口式能量互感器、电场感应装置、用于跟踪母线电流负荷变化的能量协调模块和用于采集现场参数数据的现场参数采集模块，所述开口式能量互感器和电场感应装置分别与供电电缆连接，用于获取电缆的辐射电能。5.根据权利要求4所述的主动激励式多频感应电流电缆识别方法，其特征在于：设置用于进行电缆远距离传输数据信息的中继单元和用于为所述中继单元进行独立供电的独立供电单元，所述独立供电单元通过现场母线电流激发的电磁场或母线电压电场自行发电。6.一种主动激励式多频感应电流电缆识别装置，其特征在于：包括激励源、与激励源连接的激励磁芯、用于采集感应回路电流的采集单元和用于根据采集单元的采集电流计算电缆接地阻抗的处理单元；将电缆铠甲层、接地...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈书荣，
申请(专利权)人：重庆九能控股有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50