一种电缆及其工况监测预警系统技术方案

本发明专利技术提供一种电缆及其工况监测预警系统，包括数据处理器、数据采集卡、环境参量采集器、电流采集卡、电流互感器、定位模块、通信模块、电源、服务器；定位模块用于定位系统的位置，环境参量采集器采集电缆隧道内的环境参量，电流互感器采集电缆三相电流信号，数据处理器根据电流信号计算电缆环流、谐波、介质损耗、高频局放量、过电压信号，并生成报警信息，数据处理器通过通信模块将上述信息上传至服务器，服务器定位故障具体部位。本发明专利技术通过宽频域电流互感器实时监测电缆环流、谐波、介质损耗、高频局放量、过电压等宽频域小信号，实现电缆过电压及绝缘状态监测预警，快速排除故障。

【技术实现步骤摘要】
一种电缆及其工况监测预警系统
本专利技术涉及电缆监测及预警
，尤其涉及一种电缆及其工况监测预警系统。
技术介绍
随着城镇化的推进，城市化规模的建设迅速加快，用于传输电能的电力电缆也在不断的延伸构成了供电网络，电缆分布广、相距远等特点构成了规模庞大的地下电缆网络。地下电缆所处的环境恶劣复杂多变，如个别地方的积水、沟内井内的有害气体等对电缆的安全可靠供电造成了不利的影响。现有的监测系统仅对电缆的环流和局放量进行监测，预警准确性差，且无法快速定位到电缆故障位置。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种电缆及其工况监测预警系统，解决了现有的监测系统仅对电缆的环流和局放量进行监测，预警准确性差，且无法快速定位到电缆故障位置的问题。本专利技术提供一种电缆及其工况监测预警系统，包括数据处理器、数据采集卡、环境参量采集器、电流采集卡、电流互感器、定位模块、通信模块、电源、服务器；所述电源与所述数据处理器、数据采集卡、环境参量采集器、电流采集卡、电流互感器、定位模块、通信模块、服务器连接，所述数据处理器与所述数据采集卡、电流采集卡、定位模块、通信模块、服务器连接，所述数据采集卡与所述环境参量采集器连接，所述电流采集卡与所述电流互感器连接，所述定位模块用于定位系统的位置，所述环境参量采集器采集电缆隧道内的环境参量，所述电流互感器采集电缆三相电流信号，所述数据处理器根据所述电流信号计算电缆环流、谐波、介质损耗、高频局放量、过电压信号，并生成报警信息，所述数据处理器通过所述通信模块将所述环境参量、所述电缆环流、谐波、介质损耗、高频局放量、过电压信号、所述报警信息、所述系统的位置上传至所述服务器，所述服务器通过所述环境参量、所述电缆环流、谐波、介质损耗、高频局放量、过电压信号、所述报警信息、所述系统的位置定位故障具体部位。进一步地，所述电流采集卡包括工频采集卡、高频采集卡。进一步地，所述电流互感器包括工频电流互感器、高频电流互感器，所述工频采集卡与所述工频电流互感器连接，所述高频采集卡与所述高频电流互感器连接，所述工频电流互感器采集电缆三相工频电流，所述高频电流互感器采集电缆三相高频电流。进一步地，所述工频电流互感器、所述高频电流互感器采用穿芯方式安装电缆屏蔽层接地线上。进一步地，所述工频采集卡为轨到轨运算放大器，所述高频采集卡为高增益运算放大器。进一步地，所述环境参量采集器包括温湿度传感器、水浸传感器、烟雾传感器、噪声传感器、光照传感器、红外传感器。进一步地，所述通信模块包括ZigBee模块、433M组态网模块、GPRS模块、光纤通信模块。进一步地，所述数据处理器为内置ARM硬核的FPGA。进一步地，所述定位模块为GPS/北斗模块，所述GPS/北斗模块与卫星导航系统通信连接。进一步地，所述电源为太阳能电池、电流互感器感应取电模块、交流电源、锂电池。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供一种电缆及其工况监测预警系统，包括数据处理器、数据采集卡、环境参量采集器、电流采集卡、电流互感器、定位模块、通信模块、电源、服务器；电源与数据处理器、数据采集卡、环境参量采集器、电流采集卡、电流互感器、定位模块、通信模块、服务器连接，数据处理器与数据采集卡、电流采集卡、定位模块、通信模块、服务器连接，数据采集卡与环境参量采集器连接，电流采集卡与电流互感器连接，定位模块用于定位系统的位置，环境参量采集器采集电缆隧道内的环境参量，电流互感器采集电缆三相电流信号，数据处理器根据电流信号计算电缆环流、谐波、介质损耗、高频局放量、过电压信号，并生成报警信息，数据处理器通过通信模块将环境参量、电缆环流、谐波、介质损耗、高频局放量、过电压信号、报警信息、系统的位置上传至服务器，服务器通过环境参量、电缆环流、谐波、介质损耗、高频局放量、过电压信号、报警信息、系统的位置定位故障具体部位。本专利技术在不改变电力设备一次接线方式的前提下，通过宽频域电流互感器实时监测电缆环流、谐波、介质损耗、高频局放量、过电压等宽频域小信号，通过温度传感器、湿度传感器、水位传感器、烟雾传感器、噪声传感器、光照传感器、红外传感器实时监测电缆隧道内的各种环境参量，能够准确获得运行状态下电缆的绝缘劣化演变过程和过电压水平，为电缆过电压治理、优化绝缘配合和制定电缆运行、检修策略提供实测依据，能够让电缆隧道管理部门及时得到相关事故的状况和位置信息，实现电缆过电压及绝缘状态监测预警，快速排除故障。本系统基于硬件实现，实时处理，监测及预警过程无需软件干预。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术的一种电缆及其工况监测预警系统示意图。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。一种电缆及其工况监测预警系统，如图1所示，包括数据处理器、数据采集卡、环境参量采集器、电流采集卡、电流互感器、定位模块、通信模块、电源、服务器；电源与数据处理器、数据采集卡、环境参量采集器、电流采集卡、电流互感器、定位模块、通信模块、服务器连接，数据处理器与数据采集卡、电流采集卡、定位模块、通信模块、服务器连接，数据采集卡与环境参量采集器连接，电流采集卡与电流互感器连接，定位模块用于定位系统的位置，环境参量采集器采集电缆隧道内的环境参量，电流互感器采集电缆三相电流信号，数据处理器根据电流信号计算电缆环流、谐波、介质损耗、高频局放量、过电压信号，并生成报警信息，数据处理器通过通信模块将环境参量、电缆环流、谐波、介质损耗、高频局放量、过电压信号、报警信息、系统的位置上传至服务器，服务器通过环境参量、电缆环流、谐波、介质损耗、高频局放量、过电压信号、报警信息、系统的位置定位故障具体部位。如：数据处理器实时采集电缆上过电压状态，若有过电压事件发生则存储过电压波形，并对上告警；针对电缆的绝缘水平，在电力电缆金属护层接地引下线上监测高频局放量和泄漏电流，并通过对比多个电力电缆金属护层及接地引下线上泄漏电流计算出相对介损，确定故障电缆段，并通过进一步的服务器分析，定位故障具体部位。因需要采集A、B、C三相从工频到高频的频段范围内的泄漏电流、局放、相对介损、谐波，且泄漏电流中某些高频分量为突发性脉冲，需要无缝采集才能保证百分百采集到。优选的，数据处理器为内置ARM硬核的FPGA。系统对于高频信号采用100M采用率，AD分辨率为12bit,A、B、C三相同步采集，每秒钟产生3.6Gbit数据，内置ARM硬核的FPGA能够扩展通道，实现无缝高速数据采集和处理，同步并发采集，处理3个高频采集通道，3个工频采集通道数据，并且可保证多芯片之间的同步采集。在一实施例中，高压电缆为单芯结构，单芯电缆金属护层在正常情况下单点接地，金属护层上环流很小，主要为容性电流，若护层两端接地，则本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电缆及其工况监测预警系统，其特征在于：包括数据处理器、数据采集卡、环境参量采集器、电流采集卡、电流互感器、定位模块、通信模块、电源、服务器；所述电源与所述数据处理器、数据采集卡、环境参量采集器、电流采集卡、电流互感器、定位模块、通信模块、服务器连接，所述数据处理器与所述数据采集卡、电流采集卡、定位模块、通信模块、服务器连接，所述数据采集卡与所述环境参量采集器连接，所述电流采集卡与所述电流互感器连接，所述定位模块用于定位系统的位置，所述环境参量采集器采集电缆隧道内的环境参量，所述电流互感器采集电缆三相电流信号，所述数据处理器根据所述电流信号计算电缆环流、谐波、介质损耗、高频局放量、过电压信号，并生成报警信息，所述数据处理器通过所述通信模块将所述环境参量、所述电缆环流、谐波、介质损耗、高频局放量、过电压信号、所述报警信息、所述系统的位置上传至所述服务器，所述服务器通过所述环境参量、所述电缆环流、谐波、介质损耗、高频局放量、过电压信号、所述报警信息、所述系统的位置定位故障具体部位。

【技术特征摘要】
1.一种电缆及其工况监测预警系统，其特征在于：包括数据处理器、数据采集卡、环境参量采集器、电流采集卡、电流互感器、定位模块、通信模块、电源、服务器；所述电源与所述数据处理器、数据采集卡、环境参量采集器、电流采集卡、电流互感器、定位模块、通信模块、服务器连接，所述数据处理器与所述数据采集卡、电流采集卡、定位模块、通信模块、服务器连接，所述数据采集卡与所述环境参量采集器连接，所述电流采集卡与所述电流互感器连接，所述定位模块用于定位系统的位置，所述环境参量采集器采集电缆隧道内的环境参量，所述电流互感器采集电缆三相电流信号，所述数据处理器根据所述电流信号计算电缆环流、谐波、介质损耗、高频局放量、过电压信号，并生成报警信息，所述数据处理器通过所述通信模块将所述环境参量、所述电缆环流、谐波、介质损耗、高频局放量、过电压信号、所述报警信息、所述系统的位置上传至所述服务器，所述服务器通过所述环境参量、所述电缆环流、谐波、介质损耗、高频局放量、过电压信号、所述报警信息、所述系统的位置定位故障具体部位。2.如权利要求1所述的一种电缆及其工况监测预警系统，其特征在于：所述电流采集卡包括工频采集卡、高频采集卡。3.如权利要求2所述的一种电缆及其工况监测预警系统，其特征在于：所述电流互感器包括工频电流互感器、高频电流互感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩军，高瑞峰，金涌涛，王少华，李乃一，周路遥，杨勇，曹俊平，陈挺，陆俊英，毕小川，叶瑶英，张小琴，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，杭州柯林电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33