【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电缆监测，具体涉及一种冲击电压下的电缆绝缘状态在线监测方法及装置。
技术介绍
1、目前10kv电压等级xlpe电缆(crosslinked polyethylene cable，交联聚乙烯电缆)正常运行使用寿命可达到30～40年，如果xlpe电缆制造质量好，运行条件合适，绝缘寿命会更长。一方面，电缆在实际运行中大多采取直埋或电缆沟敷设的方式，在运行中受到电场、温度、机械应力、水分等多重因素的长期作用，电缆出现一定程度的绝缘老化，运行状态发生不可逆转的功能性退化，导致xlpe电缆绝缘寿命降低。另一方面，部分早期投运的电缆即将或已经达到预期使用寿命，到2018年运行超过20年的电缆已接近40％，两者导致电缆绝缘性能的下降，严重会使绝缘故障，存在极大的安全隐患。
2、为了提高电缆运行的安全可靠性，减少电缆故障的发生，在日常的运行维护中通常会制定检修计划进行定期试验，以便及早发现绝缘缺陷。由于电缆绝缘结构复杂，包括导体、绝缘、半导电屏蔽层、外屏层和护套等，因此形成了多种电缆绝缘的检测方法。但是如果能对电缆绝缘进行实时在线监测，将极大弥补定期绝缘预防性试验的不足。
3、目前在电缆绝缘在线监测技术中，直流分量法所测的直流分量较小，不易被测得，受电磁干扰、静电干扰和杂散电流等干扰严重；直流叠加法对中性点不接地系统有效，不能检测出电缆对地电容，测试得到的绝缘电阻与电缆的使用年限相关度不够高，不能真实反映电缆绝缘状况的变化；介质损耗因数法无法反映电缆绝缘的集中性缺陷，并且对于xlpe电缆而言，介质损耗因数相对
4、对目前已有电缆绝缘在线监测方法的回顾可以看出，电缆绝缘在线监测技术发展至今的十多年中，这些方法对保障电缆的安全运行起到了良好的作用，但已实际投运的监测方法实际运行效果并不理想。以上方法存在一些缺点，很多都存在相同的问题，比如测量信号微弱、采集信号难、采集过程容易受电磁等环境干扰、对传感器要求高等。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种冲击电压下的电缆绝缘状态在线监测方法及装置，以解决上述现有技术中所存在的技术问题至少之一。
2、第一方面，本专利技术提供了一种冲击电压下的电缆绝缘状态在线监测方法，方法包括：获取待测电缆上的冲击电压和待测电缆接地线泄漏电流；将冲击电压和泄漏电流进行傅里叶变换，得到对应幅频特性；根据冲击电压对应幅频特性和泄漏电流对应幅频特性的比值计算冲击阻抗谱；根据所述冲击阻抗谱的下降程度确定绝缘状态监测结果。
3、本专利技术实施例提供的冲击电压下的电缆绝缘状态在线监测方法，通过获取待测电缆中的冲击电压和泄漏电流，基于对其进行傅里叶变换得到的幅频特性确定阻抗谱幅值，通过阻抗谱幅值随频率的变化曲线的下降程度确定绝缘状态监测结果。由于冲击电压的相关特性，使得易于实现现场环境下的信号测量，避免了相关技术中信号采集困难的问题，同时采用冲击电压测量能很好的避免其余在线监测方式中由于主动注入信号对电力系统以及电缆绝缘造成的影响。此外，基于阻抗谱幅值随频率的变化曲线的下降程度确定绝缘状态监测结果，能够实现对电缆绝缘状态的长期在线监测；当电缆产生放电以及击穿时，同样可以基于冲击阻抗谱的多数据对比，实现对于故障的诊断。
4、在一种可选的实施方式中，获取待测电缆上的冲击电压，包括：获取待测电缆上的母线电压；判断母线电压和电压触发阈值的关系；当母线电压大于电压触发阈值时，将母线电压确定为冲击电压。
5、本实施例中，通过获取母线电压，通过母线电压和电压触发阈值比较确定是否发生冲击，即是否采集到冲击电压。由此，能够避免发生误判的情况，提高了采集的冲击电压的准确性。
6、在一种可选的实施方式中，根据冲击阻抗谱的下降程度确定绝缘状态监测结果，包括：根据冲击阻抗谱在预设频率范围内的下降程度确定绝缘状态监测结果。
7、在一种可选的实施方式中，预设频率范围采用如下方式确定：获取标准冲击电压波形；对标准冲击电压波形进行傅里叶变换得到电压幅值随频率的变化关系；基于帕斯瓦尔定理，根据变化关系对电压幅值进行积分，得到能量分布；根据能量分布确定预设频率范围。
8、在一种可选的实施方式中，预设频率范围为0khz-20khz。
9、本实施例中，通过在预设频率范围内进行变化曲线下降程度的监测，从而能够更加精准的对变化曲线进行分析，从而实现对绝缘状态的准确评估。
10、第二方面，本专利技术提供了一种冲击电压下的电缆绝缘状态在线监测系统，系统包括：过电压在线监测装置，用于获取待测电缆上的冲击电压；高频电流传感器，用于获取待测电缆接地线泄漏电流；微处理器，用于将冲击电压和泄漏电流进行傅里叶变换，得到对应幅频特性；根据冲击电压对应幅频特性和泄漏电流对应幅频特性的比值计算冲击阻抗谱；根据冲击阻抗谱的下降程度确定绝缘状态监测结果。
11、在一种可选的实施方式中，过电压在线监测装置包括：一级阻容分压器、二级阻容分压器、前置电路、触发电路和数据采集卡；一级阻容分压器和二级阻容分压器获取待测电缆上的母线电压模拟信号；前置电路用于隔离前后级；触发电路用于将母线电压模拟信号转化为母线电压数字信号，并触发数据采集卡进行冲击电压数字信号采集，数据采集卡将采集的母线电压数字信号和电压触发阈值比较，当母线电压数字信号大于电压触发阈值时，将母线电压数字信号作为冲击电压发送至微处理器。
12、第三方面，本专利技术提供了一种冲击电压下的电缆绝缘状态在线监测装置，装置包括：数据获取模块，用于获取待测电缆上的冲击电压和待测电缆接地线泄漏电流；傅里叶变换模块，用于将冲击电压和泄漏电流进行傅里叶变换，得到对应幅频特性；幅值计算模块，用于根据冲击电压对应幅频特性和泄漏电流对应幅频特性的比值计算冲击阻抗谱；监测模块，用于根据所述冲击阻抗谱的下降程度确定绝缘状态监测结果。
13、在一种可选的实施方式中，数据获取模块具体用于：获取待测电缆上的母线电压；判断母线电压和电压触发阈值的关系；当母线电压大于电压触发阈值时，将母线电压确定为冲击电压。
14、在一种可选的实施方式中，监测模块具体用于：根据冲击阻抗谱在预设频率范围内的下降程度确定绝缘状态监测结果。
15、在一种可选的实施方式中，预设频率范围采用如下方式确定：获取标准冲击电压波形；对标准冲击电压波形进行傅里叶变换得到电压幅值随频率的变化关系；基于帕斯瓦尔定理，根据变化关系对电压幅值进行积分，得到能量分布；根据能量分布确定预设频率范围。
16、在一种可选的实施方式中，预设频率范围为0khz-20khz。
17、第四方面，本专利技术提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的冲击电压下的电缆绝缘状态在线监测方法。...
【技术保护点】
1.一种冲击电压下的电缆绝缘状态在线监测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取待测电缆上的冲击电压，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述冲击阻抗谱的下降程度确定绝缘状态监测结果，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设频率范围采用如下方式确定：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设频率范围为0kHz-20kHz。
6.一种冲击电压下的电缆绝缘状态在线监测系统，其特征在于，所述系统包括：
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述过电压在线监测装置包括：一级阻容分压器、二级阻容分压器、前置电路、触发电路和数据采集卡；
8.一种冲击电压下的电缆绝缘状态在线监测装置，其特征在于，所述装置包括：
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，数据获取模块具体用于：获取待测电缆上的母线电压；判断母线电压和电压触发阈值的关系；当母线电压大于电压触发阈值时，将母线电压确定为冲击电压。
10.根
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，预设频率范围采用如下方式确定：获取标准冲击电压波形；对标准冲击电压波形进行傅里叶变换得到电压幅值随频率的变化关系；基于帕斯瓦尔定理，根据变化关系对电压幅值进行积分，得到能量分布；根据能量分布确定预设频率范围。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，预设频率范围为0kHz-20kHz。
13.一种计算机设备，其特征在于，包括：
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至5中任一项所述的冲击电压下的电缆绝缘状态在线监测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种冲击电压下的电缆绝缘状态在线监测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取待测电缆上的冲击电压，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述冲击阻抗谱的下降程度确定绝缘状态监测结果，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设频率范围采用如下方式确定：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设频率范围为0khz-20khz。
6.一种冲击电压下的电缆绝缘状态在线监测系统，其特征在于，所述系统包括：
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述过电压在线监测装置包括：一级阻容分压器、二级阻容分压器、前置电路、触发电路和数据采集卡；
8.一种冲击电压下的电缆绝缘状态在线监测装置，其特征在于，所述装置包括：
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，数据获取模块具体用于：获取待...
【专利技术属性】
技术研发人员：白巍，鞠登峰，李建岐，陆阳，褚广斌，黄杰，梁云，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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