一种电缆绝缘状态在线监测方法和监测设备技术

本发明专利技术涉及一种电缆绝缘状态在线监测方法和监测设备，所述方法包括如下步骤：建立与多个设置在目标电缆不同位置处的无接触式激感单元的连接；接收监测配置信息，根据所述监测配置信息将激感单元分为多个相邻的分组；针对任一个所述分组，根据所述监测配置信息，在预设时刻向分组内预设的激感单元发送激励触发信号，从分组内的各个激感单元接收电流响应数据；根据电流响应数据，计算分组所在区段电缆的绝缘电容电流，通过与健康状态下的绝缘电容电流进行比较，判断分组所在区段电缆绝缘状态。与现有技术相比，本发明专利技术实现多种电缆的绝缘状态的分布式非接触在线监测，具有测量灵敏度高，设置方式灵活等优点。设置方式灵活等优点。设置方式灵活等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种电缆绝缘状态在线监测方法和监测设备


[0001]本专利技术涉及电缆状态评估领域，尤其是涉及一种电缆绝缘状态在线监测方法和监测设备。

技术介绍

[0002]电缆是实现电气设备之间电能传输的关键部件，广泛应用于电力系统、新能源发电、电动汽车、核电站、海上石油平台以及地下煤矿等重要领域。在长期运行过程中，电缆受热、电、机械和环境应力的作用，其绝缘性能会逐渐退化并最终导致故障。为避免灾难性故障并降低运维成本，工程上需要对电缆绝缘状态进行在线监测。
[0003]现有的电缆在线状态监测的方法主要有：泄漏电流法，局部放电法和振荡法三种。泄漏电流法根据阻抗等于电压除以电流(Z＝U/I)，通过测量系统自身或外部注入电压诱发的电缆泄漏电流，估计绝缘介质参数(如绝缘电阻、绝缘电容和介质损耗角等)定量评估电缆的绝缘状况，但由于信号频率较低，该方法对漏电流传感器的灵敏度要求很高；局部放电法利用高频振荡电流传感器在线捕获局部
[0004]放电信号，能够灵敏地检测出电缆绝缘内部缺陷的微小变化。然而，高频局电信号仅存在于高压场合，不适用于中低压电缆。与此同时，局部放电信号微弱(如μA/MHz级)，容易受到外界电磁干扰。此外，不同系统的局部放电特性不同，难以与电缆绝缘状况直接关联；振荡法通常利用电力系统运行过程中的扰动激励(如电容器投切和故障暂态)产生的高频电磁振荡，在线提取电缆的绝缘相对介电常数。电磁振荡本质上是一种谐振现象，因此该方法对电缆绝缘状态敏感，且能定量评估其绝缘电容的变化。然而，系统电磁暂态扰动存在随机性，难以确保电缆状态连续监测。
[0005]中国专利申请号CN202010099777.3公开了一种电缆绝缘状态监控系统及方法，涉及电力电网
其中，通过在电缆绝缘状态监控系统设置第一信号同步器和第二信号同步器，使得第一电信号采集组件和第二电信号采集组件能够对被测电缆两端的电信号进行同步采集，从而基于采集到的电信号实现对被测电缆的绝缘状态的有效监控。
[0006]上述申请通过采集电缆两端的电信号实现绝缘状态的监控，但是，上述申请要求对电缆两端信号采样同步性要求高，且不适用于多段长线路电缆的绝缘状态监控。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电缆绝缘状态在线监测方法和监测设备，以实现电缆的绝缘状态的高灵敏度监测。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0009]本专利技术的一个方面，提供了一种电缆绝缘状态在线监测方法，包括如下步骤：
[0010]建立与多个设置在目标电缆不同位置处的无接触式激感单元的连接；
[0011]接收监测配置信息，根据所述监测配置信息将激感单元分为多个相邻的分组；
[0012]针对任一个所述分组，根据所述监测配置信息，在预设时刻向分组内预设的激感
单元发送激励触发信号，从分组内的各个激感单元接收电流响应数据；
[0013]根据电流响应数据，计算分组所在区段电缆的绝缘电容电流，通过与健康状态下的绝缘电容电流进行比较，判断分组所在区段电缆绝缘状态。
[0014]作为优选的技术方案，在预设时刻向分组内预设的激感单元发送激励触发信号具体为：
[0015]在预设时刻向分组所在区段靠近中点的激感单元发送激励触发信号。
[0016]作为优选的技术方案，通过快速傅里叶分析得到分组所在区段电缆的绝缘电容电流。
[0017]作为优选的技术方案，所述的激励触发信号用于触发所述激感单元在电缆中注入预设幅值预设时常的脉冲电压激励。
[0018]作为优选的技术方案，针对任一个所述的激感单元，均包括激感线圈以及与所述激感线圈连接的激励电源子单元和/或响应信号调理子单元。
[0019]作为优选的技术方案，所述的无接触式激感单元以非接触方式套装在各段电缆之间的连接处。
[0020]作为优选的技术方案，判断分组所在区段电缆绝缘状态的过程包括如下步骤：
[0021]基于计算得到的分组所在区段电缆的绝缘电容电流的幅值以及健康状态下的绝缘电容电流幅值，计算区段的绝缘电容变化率，基于所述绝缘电容变化率定量评估分组所在区段电缆绝缘状态。
[0022]作为优选的技术方案，采用周期间歇性方式依次对各组激感单元所覆盖的电缆进行状态监测。
[0023]作为优选的技术方案，所述的绝缘电容变化率采用下式计算：
[0024][0025]其中，ΔC
cab(n)
％为第n段电缆的绝缘电容变化率，I
Ccab(n)
为实际的第n段电缆的绝缘电容电流幅值，I
Ccab(n)_0
为电缆的主导模态频率下第n段电缆绝缘电容电流幅值。
[0026]本专利技术的另一个方面，提供了一种电缆绝缘状态在线监测设备，包括：
[0027]多个激感单元，所述激感单元间隔设置且以非接触方式套装在各段电缆之间的连接处，用于向电缆发送脉冲电压激励，接收电流响应数据；
[0028]电缆绝缘状态评估单元，用于根据监测配置信息将激感单元分为多个相邻的分组，针对任一个所述分组，根据所述监测配置信息，在预设时刻向分组内预设的激感单元发送激励触发信号，从分组内的各个激感单元接收电流响应数据，根据电流响应数据，计算分组所在区段电缆的绝缘电容电流，通过与健康状态下的绝缘电容电流进行比较，判断分组所在区段电缆绝缘状态。
[0029]作为优选的技术方案，针对任一个激感单元，都包括：
[0030]通信子单元，用于建立与所述电缆绝缘状态评估单元的通信连接；
[0031]电源子单元，用于为所述激感单元供电；
[0032]激励电源子单元和/或响应信号调理子单元，连接有激感线圈，用于向电缆发送脉冲电压激励，接收电流响应数据。
[0033]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0034](1)灵敏度高：不同于传统的在线状态监测的方法，本专利技术通过将多个激感单元上以非接触方式设置在在目标线缆上，得益于谐振效应，电缆绝缘电容的微弱变化能够有效反映在响应电流振荡信号上。同时，响应电流振荡频段较高，不易受系统其它信号干扰，监测灵敏度高；
[0035](2)实现多种电缆的绝缘状态的分布式非接触在线监测：本专利技术预先在目标线缆上以非接触方式设置激感单元，构建多个分组，通过组内各激响单元对各段电缆的电流响应进行测量与调理，最后进行汇总分析对组内各段电缆的绝缘状态进行评估。本专利技术通过将激感单元分组，能够根据电缆不同区段进行针对性的监测，通过将激感单元以非接触方式设置在电缆上，与电缆主回路不存在直接电气连接，实现多种电缆的绝缘状态的分布式非接触在线监测。
[0036](3)测量方式灵活：通过调整监测配置信息能够根据监测需求灵活改变分组方式、发送激励触发信号的时刻以及激感单元，例如，当日常维护时可以使用较少的激感单元进行粗略监测。
附图说明
[0037]图1为实施例中缆绝缘状态在线监测设备的示意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电缆绝缘状态在线监测方法，其特征在于，包括如下步骤：建立与多个设置在目标电缆不同位置处的无接触式激感单元的连接；接收监测配置信息，根据所述监测配置信息将激感单元分为多个相邻的分组；针对任一个所述分组，根据所述监测配置信息，在预设时刻向分组内预设的激感单元发送激励触发信号，从分组内的各个激感单元接收电流响应数据；根据电流响应数据，计算分组所在区段电缆的绝缘电容电流，通过与健康状态下的绝缘电容电流进行比较，判断分组所在区段电缆绝缘状态。2.根据权利要求1所述的一种电缆绝缘状态在线监测方法，其特征在于，在预设时刻向分组内预设的激感单元发送激励触发信号具体为：在预设时刻向分组所在区段靠近中点的激感单元发送激励触发信号。3.根据权利要求1所述的一种电缆绝缘状态在线监测方法，其特征在于，通过快速傅里叶分析得到分组所在区段电缆的绝缘电容电流。4.根据权利要求1所述的一种电缆绝缘状态在线监测方法，其特征在于，所述的激励触发信号用于触发所述激感单元在电缆中注入预设幅值预设时常的脉冲电压激励。5.根据权利要求1所述的一种电缆绝缘状态在线监测方法，其特征在于，针对任一个所述的激感单元，均包括激感线圈以及与所述激感线圈连接的激励电源子单元和/或响应信号调理子单元。6.根据权利要求1所述的一种电缆绝缘状态在线监测方法，其特征在于，所述的无接触式激感单元以非接触方式套装在各段电缆之间的连接处。7.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李豪，向大为，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：