【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高压电缆的监测保护技术，具体涉及一种用于高压电缆的护层气体监测保护装置及其应用方法。
技术介绍
1、电缆运行在常压，受温度变化影响，当电缆本体温度降低时，电缆护层压强会小于大气压，在潮湿或浸水的电缆环境中。如果存在护层缺陷，会导致湿气水分进入电缆护层，从而影响电缆的绝缘及寿命。目前缺少一种有效的保护办法。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种用于高压电缆的护层气体监测保护装置及其应用方法，本专利技术旨在针对高压电缆实现除湿以及监测，从而达到对高压电缆进行保护及监测的目的。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种用于高压电缆的护层气体监测保护装置，包括氮气瓶、电缆本体、传感器单元、a/d数据采集单元、微处理器和移动网络通信模块，所述氮气瓶通过出气电磁阀与电缆本体一端的电缆附件接口相连，所述传感器单元包括压力传感器、温度传感器和湿度传感器，所述压力传感器、温度传感器和湿度传感器均安装在电缆附件接口内且输出端通过a/d数据采集单元与微处理器相连，所述出气电磁阀的控制端与微处理器相连，所述微处理器和移动网络通信模块相连。
4、可选地，所述电缆附件接口上还设有带有阀门的连接接口以用于与电缆本体相连，所述氮气瓶通过出气电磁阀与电缆本体一端的电缆附件接口相连是指氮气瓶通过一段带有通过出气电磁阀的连接管道与电缆本体端部的电缆附件接口的电缆附件接口相连。
5、可选地，所述
6、可选地，所述电缆附件接口的进气侧的连接管道上位于进气电磁阀的上游设有进气压力传感器。
7、可选地，所述微处理器还连接有可充电电池 ，所述可充电电池 的输出端分别与a/d数据采集单元、微处理器和移动网络通信模块的电源端相连。
8、可选地，所述可充电电池 还连接有ct驱动控制器，所述ct驱动控制器与耦合到电缆本体上的电流互感器ct相连以用于从电缆本体中耦合取能为可充电电池充电。
9、可选地，所述可充电电池为蓄电池或者锂电池组。
10、此外，本专利技术还提供一种前述用于高压电缆的护层气体监测保护装置的应用方法，包括下述步骤：
11、s101，通过微处理器打开出气电磁阀和电缆附件接口的进气电磁阀及连接接口，使得电缆本体与氮气瓶连通，通过氮气瓶中填充的高压氮气对电缆本体的电缆附件接口及电缆本体的护层间隙通入氮气除燥；在除燥完毕后将电缆本体末端封闭，并关闭出气电磁阀和电缆附件接口的进气电磁阀，使得电缆附件接口与电缆本体的护层间隙连通并保持密封状态；
12、s102，微处理器通过压力传感器、温度传感器和湿度传感器分别采集密封状态下的电缆附件接口的压力、温度和湿度数据，若电缆附件接口的压力、温度和湿度数据中的任意一项数据超过预设阈值，则判定该电缆附件接口连通的电缆本体的护层间隙状态异常，否则判定该电缆附件接口连通的电缆本体的护层间隙状态正常；
13、s103，通过微处理器将压力、温度和湿度数据以及电缆附件接口连通的电缆本体的护层间隙状态判定结果通过移动网络通信模块传输到云服务器。
14、可选地，步骤s102中判定该电缆附件接口连通的电缆本体的护层间隙状态异常后，还包括进行故障确认的下述步骤：通过微处理器打开出气电磁阀和电缆附件接口的进气电磁阀，使得电缆本体与氮气瓶连通，通过氮气瓶中填充的高压氮气对电缆本体的电缆附件接口及电缆本体的护层间隙通入氮气；然后等待指定时间，再通过压力传感器、温度传感器和湿度传感器分别采集密封状态下的电缆附件接口的压力、温度和湿度数据，若电缆附件接口的压力、温度和湿度数据中的任意一项数据仍然超过预设阈值，则判定确认该电缆附件接口连通的电缆本体的护层间隙状态异常，否则判定该电缆附件接口连通的电缆本体的护层间隙状态正常，并通过微处理器将电缆本体的护层间隙状态的故障确认结果通过移动网络通信模块传输到云服务器。
15、可选地，所述判定确认该电缆附件接口连通的电缆本体的护层间隙状态异常后，还包括进行故障定位的下述步骤：
16、s201，通过微处理器调节出气电磁阀的开度使其以正弦波的形式在0～100%之间发生变化，并记录该正弦波的幅值a0和相位φ0；检测在出气电磁阀发生变化的过程中压力传感器检测的压力、进气压力传感器检测的压力，将出气电磁阀打开的过程中压力传感器检测的压力拟合正弦波并获取该正弦波的幅值a1和相位φ1，将进气压力传感器检测的压力拟合正弦波并获取该正弦波的幅值a2和相位φ2；
17、s202，若幅值a0、幅值a1之间的差值大于等于预设阈值且相位φ0、相位φ1之间的差值大于等于预设阈值，则判定氮气瓶、电缆附件接口之间的连接管路发生泄漏，跳转步骤s203；否则判定电缆本体的护层间隙发生腐蚀，通过微处理器将判定结果通过移动网络通信模块传输到云服务器，结束并退出；
18、s203，若幅值a0、幅值a2之间的差值大于等于预设阈值且相位φ0、相位φ2之间的差值大于等于预设阈值，则判定氮气瓶、进气压力传感器之间的连接管路发生泄漏；若幅值a2、幅值a1之间的差值大于等于预设阈值且相位φ2、相位φ1之间的差值大于等于预设阈值，则判定进气压力传感器、电缆附件接口之间的连接管路发生泄漏；通过微处理器将判定结果通过移动网络通信模块传输到云服务器，结束并退出。
19、和现有技术相比，本专利技术主要具有下述优点：本专利技术用于高压电缆的护层气体监测保护装置包括氮气瓶、电缆本体、传感器单元、a/d数据采集单元、微处理器和移动网络通信模块，氮气瓶通过出气电磁阀与电缆本体一端的电缆附件接口相连，传感器单元包括压力传感器、温度传感器和湿度传感器，压力传感器、温度传感器和湿度传感器均安装在电缆附件接口内且输出端通过a/d数据采集单元与微处理器相连，出气电磁阀的控制端与微处理器相连，微处理器和移动网络通信模块相连，可用于在电缆外护层充入大于大气压的气体，使电缆护层内气压始终大于外部大气压，从而有效预防湿气水分由外进入内部，从而达到保护电缆的目的。通过监测气体温度、湿度、压力等参数，实时显示电缆运行参数，从而可预见性地感知电缆的运行状态，达到对高压电缆进行保护及监测的目的。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于高压电缆的护层气体监测保护装置，其特征在于，包括氮气瓶（1）、电缆本体（2）、传感器单元（3）、A/D数据采集单元（4）、微处理器（5）和移动网络通信模块（6），所述氮气瓶（1）通过出气电磁阀（11）与电缆本体（2）一端的电缆附件接口（21）相连，所述传感器单元（3）包括压力传感器（31）、温度传感器（32）和湿度传感器（33），所述压力传感器（31）、温度传感器（32）和湿度传感器（33）均安装在电缆附件接口（21）内且输出端通过A/D数据采集单元（4）与微处理器（5）相连，所述出气电磁阀（11）的控制端与微处理器（5）相连，所述微处理器（5）和移动网络通信模块（6）相连。
2.根据权利要求1所述的用于高压电缆的护层气体监测保护装置，其特征在于，所述电缆附件接口（21）上还设有带有阀门的连接接口（22）以用于与电缆本体（2）相连，所述氮气瓶（1）通过出气电磁阀（11）与电缆本体（2）一端的电缆附件接口（21）相连是指氮气瓶（1）通过一段带有通过出气电磁阀（11）的连接管道与电缆本体（2）端部的电缆附件接口（21）的电缆附件接口（21）相连。
4.根据权利要求3所述的用于高压电缆的护层气体监测保护装置，其特征在于，所述电缆附件接口（21）的进气侧的连接管道上位于进气电磁阀（34）的上游设有进气压力传感器（35）。
5. 根据权利要求4所述的用于高压电缆的护层气体监测保护装置，其特征在于，所述微处理器（5）还连接有可充电电池 （51），所述可充电电池 （51）的输出端分别与A/D数据采集单元（4）、微处理器（5）和移动网络通信模块（6）的电源端相连。
6. 根据权利要求5所述的用于高压电缆的护层气体监测保护装置，其特征在于，所述可充电电池 （51）还连接有CT驱动控制器（52），所述CT驱动控制器（52）与耦合到电缆本体（2）上的电流互感器CT相连以用于从电缆本体（2）中耦合取能为可充电电池 （51）充电。
7.根据权利要求6所述的用于高压电缆的护层气体监测保护装置，其特征在于，所述可充电电池（51）为蓄电池或者锂电池组。
8.一种权利要求4～7中任意一项所述的用于高压电缆的护层气体监测保护装置的应用方法，其特征在于，包括下述步骤：
9.根据权利要求8所述的用于高压电缆的护层气体监测保护装置的应用方法，其特征在于，步骤S102中判定该电缆附件接口（21）连通的电缆本体（2）的护层间隙状态异常后，还包括进行故障确认的下述步骤：通过微处理器（5）打开出气电磁阀（11）和电缆附件接口（21）的进气电磁阀（34），使得电缆本体（2）与氮气瓶（1）连通，通过氮气瓶（1）中填充的高压氮气对电缆本体（2）的电缆附件接口（21）及电缆本体（2）的护层间隙通入氮气；然后等待指定时间，再通过压力传感器（31）、温度传感器（32）和湿度传感器（33）分别采集密封状态下的电缆附件接口（21）的压力、温度和湿度数据，若电缆附件接口（21）的压力、温度和湿度数据中的任意一项数据仍然超过预设阈值，则判定确认该电缆附件接口（21）连通的电缆本体（2）的护层间隙状态异常，否则判定该电缆附件接口（21）连通的电缆本体（2）的护层间隙状态正常，并通过微处理器（5）将电缆本体（2）的护层间隙状态的故障确认结果通过移动网络通信模块（6）传输到云服务器。
10.根据权利要求9所述的用于高压电缆的护层气体监测保护装置的应用方法，其特征在于，所述判定确认该电缆附件接口（21）连通的电缆本体（2）的护层间隙状态异常后，还包括进行故障定位的下述步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于高压电缆的护层气体监测保护装置，其特征在于，包括氮气瓶（1）、电缆本体（2）、传感器单元（3）、a/d数据采集单元（4）、微处理器（5）和移动网络通信模块（6），所述氮气瓶（1）通过出气电磁阀（11）与电缆本体（2）一端的电缆附件接口（21）相连，所述传感器单元（3）包括压力传感器（31）、温度传感器（32）和湿度传感器（33），所述压力传感器（31）、温度传感器（32）和湿度传感器（33）均安装在电缆附件接口（21）内且输出端通过a/d数据采集单元（4）与微处理器（5）相连，所述出气电磁阀（11）的控制端与微处理器（5）相连，所述微处理器（5）和移动网络通信模块（6）相连。
2.根据权利要求1所述的用于高压电缆的护层气体监测保护装置，其特征在于，所述电缆附件接口（21）上还设有带有阀门的连接接口（22）以用于与电缆本体（2）相连，所述氮气瓶（1）通过出气电磁阀（11）与电缆本体（2）一端的电缆附件接口（21）相连是指氮气瓶（1）通过一段带有通过出气电磁阀（11）的连接管道与电缆本体（2）端部的电缆附件接口（21）的电缆附件接口（21）相连。
3.根据权利要求2所述的用于高压电缆的护层气体监测保护装置，其特征在于，所述电缆附件接口（21）的进气侧的连接管道上还设有进气电磁阀（34）。
4.根据权利要求3所述的用于高压电缆的护层气体监测保护装置，其特征在于，所述电缆附件接口（21）的进气侧的连接管道上位于进气电磁阀（34）的上游设有进气压力传感器（35）。
5. 根据权利要求4所述的用于高压电缆的护层气体监测保护装置，其特征在于，所述微处理器（5）还连接有可充电电池 （51），所述可充电电池 （51）的输出端分别与a/d数据采集单元（4）、微处理器（5）和移动网络通信模块（6）的电源端相连。
6. 根据权利要求5...
【专利技术属性】
技术研发人员：段肖力，刘三伟，段建家，付友君，黄福勇，曾泽宇，喻婷，范翔宇，袁培，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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