一种可定位绝缘缺陷的电缆在线监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种可定位绝缘缺陷的电缆在线监测装置及方法，包括高频电流传感器、相位传感器、信号采集单元、信号传输单元及检测装置；高频电流传感器、相位传感器布置于电缆A、B、C三相处，并通过信号采集单元、信号传输单元与检测装置通信；高频电流传感器用于获取A、B、C三相的放电脉冲电流信号；相位传感器用于获取放电脉冲电流信号的电流幅值及对应的相位；信号采集单元用于判断是否存在某相放电脉冲电流信号的电流幅值明显大于其他两相的情况，若是，判定存在局部放电；信号传输单元将传感器采集到的数据传输至检测装置；检测装置用于确定缺陷类型及对缺陷位置进行定位。本发明专利技术能够实现对高压电缆的在线监测及故障定位。

【技术实现步骤摘要】
一种可定位绝缘缺陷的电缆在线监测装置及方法
本专利技术属于电力电缆绝缘监测
，尤其涉及一种可定位绝缘缺陷的电缆在线监测装置及方法。
技术介绍
电力电缆的绝缘发生损坏时，会产生一系列的物理上和化学上的变化，例如伴随局放信号产生的电磁波辐射、温度的变化以及超声波等现象，这些现象也可以作为局部放电信号的判据。目前对于电缆绝缘的劣化以及电缆接头内部故障产生的局部放电相关研究方法主要分为两大类，一类是非电气测试法，这一类方法主要通过非电气参数对电缆接头局部放电过程进行研究，目前主要有超声波检测法以及温度监测法等方法；另一类为电气测试法，主要通过对电气相关参数对其进行研究，例如电磁耦合法、差分法等。目前，各类状态量的检测方法已用在的电力电缆的带电检测，而用于在线监测的还较少。相对于带电检测而言，在线监测有一定的优势。第一，在线监测方法不需要断开电缆线路的开关以及回路，因此不会影响到输电系统的正常工作。第二，在进行电缆在线监测的过程中，一般只在电缆的接头进行接地测试，实验过程不会对电缆本身结构造成较大影响，并且不会对电缆运行环境造成负面影响；第三，当监测长度较长的电缆线路时，只需要增加测点即可起到全线路的在线监测的目的，并且在通信上不需要使用额外的通信检测电缆，采用无线通信。另外，故障定位对于准确掌握电缆的状态至关重要。目前已有应用的温度监测、接地电流监测等方式往往不能对绝缘类缺陷进行准确定位。综述所述，以上检测方法多用于电缆带电检测，仅在电缆出现某方面缺陷后用于在线监测，实时掌握电缆状态。在线监测的现场实际利用率较低，且大多不具备绝缘类缺陷精确定位功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可定位绝缘缺陷的电缆在线监测装置及方法，实现对高压电缆的在线监测及故障定位。本专利技术提供了一种可定位绝缘缺陷的电缆在线监测装置，包括高频电流传感器、相位传感器、信号采集单元、信号传输单元及检测装置；所述高频电流传感器、相位传感器布置于电缆A、B、C三相处，并通过所述信号采集单元、信号传输单元与所述检测装置通信；所述高频电流传感器用于在A、B、C三相任意一相脉冲触发下获取A、B、C三相的放电脉冲电流信号，并经同轴电缆将所述放电脉冲电流信号送至所述信号采集单元；所述相位传感器用于获取放电脉冲电流信号的电流幅值及对应的相位，并经同轴电缆将电流幅值信号送至所述信号采集单元；所述信号采集单元用于判断是否存在某相放电脉冲电流信号的电流幅值明显大于其他两相的情况，若是，判定存在局部放电；若否，则判定为干扰信号；所述信号传输单元用于当判定结果为局部放电时，将传感器采集到的数据传输至所述检测装置；所述检测装置用于通过数据分析及处理得到用于确定缺陷类型的相关图谱，并将所述相关图谱与缺陷放电典型图谱进行对比，通过对局部放电信号的测量、放电信号特征提取、分类和特征指纹库比对分析判断是否为真实的放电信号并确定缺陷类型；及根据单个脉冲电流的起始沿方向，判断局放信号相别，并通过调取电缆两端接头的放电脉冲信息，采用时差定位方法，对缺陷位置进行定位。进一步地，所述检测装置得到的相关图谱包括PRPD谱图、TF时频图。进一步地，所述高频电流传感器采用镍-锌铁氧体软磁材料制成，所述高频电流传感器屏蔽壳材料采用铝合金，屏蔽壳的最外层进行氧化处理。进一步地，所述信号传输单元采用光纤传输信号。进一步地，所述信号传输单元采用多端同步高速电信号采样系统。本专利技术还提供了一种可定位绝缘缺陷的电缆在线监测方法，包括：步骤1，在A、B、C三相任意一相脉冲触发下获取A、B、C三相的放电脉冲电流信号；步骤2，获取放电脉冲电流信号的电流幅值及对应的相位；步骤3，判断是否存在某相放电脉冲电流信号的电流幅值明显大于其他两相的情况，若是，判定存在局部放电；若否，则判定为干扰信号；步骤4，当判定结果为局部放电时，通过数据分析及处理得到用于确定缺陷类型的相关图谱，并将所述相关图谱与缺陷放电典型图谱进行对比，通过对局部放电信号的测量、放电信号特征提取、分类和特征指纹库比对分析判断是否为真实的放电信号并确定缺陷类型；步骤5，根据单个脉冲电流的起始沿方向，判断局放信号相别，并通过调取电缆两端接头的放电脉冲信息，采用时差定位方法，对缺陷位置进行定位。借由上述方案，通过可定位绝缘缺陷的电缆在线监测装置及方法，能够实现对高压电缆的在线监测及故障定位。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详细说明如后。附图说明图1是本专利技术可定位绝缘缺陷的电缆在线监测装置的结构示意图；图2是本专利技术可定位绝缘缺陷的电缆在线监测装置的一应用实例；图3是本专利技术可定位绝缘缺陷的电缆在线监测装置的监测流程图；图4是本专利技术高频电流传感器拾取脉冲电流信号接线示意图；图5是本专利技术局放信号相别判断示意图；图6是本专利技术对缺陷位置进行定位接线示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。参图1所示，本实施例提供了一种可定位绝缘缺陷的电缆在线监测装置，包括高频电流传感器10、相位传感器20、信号采集单元30、信号传输单元40及检测装置50；高频电流传感器10、相位传感器20布置于电缆A、B、C三相处，并通过信号采集单元30、信号传输单元40与检测装置50通信；高频电流传感器10用于在A、B、C三相任意一相脉冲触发下获取A、B、C三相的放电脉冲电流信号，并经同轴电缆将放电脉冲电流信号送至信号采集单元30；相位传感器20用于获取放电脉冲电流信号的电流幅值及对应的相位，并经同轴电缆将电流幅值信号送至信号采集单元20；信号采集单20元用于判断是否存在某相放电脉冲电流信号的电流幅值明显大于其他两相的情况，若是，判定存在局部放电；若否，则判定为干扰信号；信号传输单元40用于当判定结果为局部放电时，将传感器采集到的数据传输至检测装置50；检测装置50用于通过数据分析及处理得到用于确定缺陷类型的相关图谱，并将相关图谱与缺陷放电典型图谱进行对比，通过对局部放电信号的测量、放电信号特征提取、分类和特征指纹库比对分析判断是否为真实的放电信号并确定缺陷类型；及根据单个脉冲电流的起始沿方向，判断局放信号相别，并通过调取电缆两端接头的放电脉冲信息，采用时差定位方法，对缺陷位置进行定位。通过该可定位绝缘缺陷的电缆在线监测装置，能够实现对高压电缆的在线监测及故障(缺陷)定位。参图2所示，在一具体实施例中，电缆在线监测装置各部件的布置方式及功能如下：1、高频电流传感器(HFCT)：高频电流传感器采用镍-锌(Ni-Zn)铁氧体软磁材料，其具有矫顽力低、磁导率高等优势。镍-锌(Ni-Zn)铁氧体性能参数见表1。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可定位绝缘缺陷的电缆在线监测装置，其特征在于，包括高频电流传感器、相位传感器、信号采集单元、信号传输单元及检测装置；所述高频电流传感器、相位传感器布置于电缆A、B、C三相处，并通过所述信号采集单元、信号传输单元与所述检测装置通信；/n所述高频电流传感器用于在A、B、C三相任意一相脉冲触发下获取A、B、C三相的放电脉冲电流信号，并经同轴电缆将所述放电脉冲电流信号送至所述信号采集单元；/n所述相位传感器用于获取放电脉冲电流信号的电流幅值及对应的相位，并经同轴电缆将电流幅值信号送至所述信号采集单元；/n所述信号采集单元用于判断是否存在某相放电脉冲电流信号的电流幅值明显大于其他两相的情况，若是，判定存在局部放电；若否，则判定为干扰信号；/n所述信号传输单元用于当判定结果为局部放电时，将传感器采集到的数据传输至所述检测装置；/n所述检测装置用于通过数据分析及处理得到用于确定缺陷类型的相关图谱，并将所述相关图谱与缺陷放电典型图谱进行对比，通过对局部放电信号的测量、放电信号特征提取、分类和特征指纹库比对分析判断是否为真实的放电信号并确定缺陷类型；及/n根据单个脉冲电流的起始沿方向，判断局放信号相别，并通过调取电缆两端接头的放电脉冲信息，采用时差定位方法，对缺陷位置进行定位。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可定位绝缘缺陷的电缆在线监测装置，其特征在于，包括高频电流传感器、相位传感器、信号采集单元、信号传输单元及检测装置；所述高频电流传感器、相位传感器布置于电缆A、B、C三相处，并通过所述信号采集单元、信号传输单元与所述检测装置通信；
所述高频电流传感器用于在A、B、C三相任意一相脉冲触发下获取A、B、C三相的放电脉冲电流信号，并经同轴电缆将所述放电脉冲电流信号送至所述信号采集单元；
所述相位传感器用于获取放电脉冲电流信号的电流幅值及对应的相位，并经同轴电缆将电流幅值信号送至所述信号采集单元；
所述信号采集单元用于判断是否存在某相放电脉冲电流信号的电流幅值明显大于其他两相的情况，若是，判定存在局部放电；若否，则判定为干扰信号；
所述信号传输单元用于当判定结果为局部放电时，将传感器采集到的数据传输至所述检测装置；
所述检测装置用于通过数据分析及处理得到用于确定缺陷类型的相关图谱，并将所述相关图谱与缺陷放电典型图谱进行对比，通过对局部放电信号的测量、放电信号特征提取、分类和特征指纹库比对分析判断是否为真实的放电信号并确定缺陷类型；及
根据单个脉冲电流的起始沿方向，判断局放信号相别，并通过调取电缆两端接头的放电脉冲信息，采用时差定位方法，对缺陷位置进行定位。


2.根据权利要求1所述的可定位绝缘缺陷的电缆在线监测装置，其特征在于，所述检测装置得到的相关图谱包括PRPD...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉新，王立平，刘玉成，王勇林，李盛，张浩然，张智超，吕楠，李鹏，张兴滨，孟禹衡，陈振坤，李哲，赵梓邑，杨琨，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院，内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司，大唐汕头新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11