评估电力线上的噪声和过流制造技术

本发明专利技术公开了多种评估与电力线上噪声和过电流有关的参数的技术。这些技术特别适合描绘局部放电特性，并识别噪声源或过电流源的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】评估电力线上的噪声和过流著作权声明本专利技术文件包含的材料中的一部分公开物是受著作权保护的。该著作权的权利人不反对任何人复制专利文件或专利公开物，但其本人保持所有著作权的权利。
技术介绍
I.专利
本专利技术涉及电カ配送的电カ线路，更特别地，是涉及一种为了识别噪声源或过电流源的位置，对电カ线路上的噪声和过电流的评估。2.相关
技术介绍
的说明在本部分中所描述的方法是可以实现的方法，而不一定是之前已证实或已实现的 方法。然而，除非特别说明，本部分中所描述的方法对于本申请中的权利要求不是现有技木，并且不认为在此部分中包含现有技木。局部放电(Partial Discharge, PD)是在受损的电力电缆绝缘层中发生的ー种现 象，受损原因可能是如老化、物理特性损坏或处于过强电场中。ro可以损害电缆、连接件、避雷器以及其他高压设备。有缺陷的架空电缆用绝缘子也会引致噪声的产生，并伴有类似于ro的频率以及相位特性。ro产生短脉冲，该短脉冲的持续时间是纳秒级或更短。ro脉冲常常出现在交流(AC)电カ电压的特定相位中，并大致与电カ频率或电カ频率的两倍同歩。PD被认为是线路同步噪声或线路触发噪声这类已知噪声中的ー种。ro脉冲具有连续的宽带频谱，该宽带频谱通常包括的范围是 千赫兹至数百兆赫兹。美国专利7，532，012公开了多种捕捉H)脉冲的技术，也公开了多种用于评估波形的參数，以区分与线路频率同步化现象，例如ro脉冲，有关的波形，和名为“侵入”，不具有线路频率周期性的外部干扰。对于从ro中辨别出的波形，这些參数具有进ー步量化该ro強度的实用性。受损电缆也可能遭受到非常短暂的强电流脉冲，例如可预计到的越过其自身的电弧或其他临时短路情况。在受损电缆完全失效之前需要识别它，更特别地是，发现它的特定位置。
技术实现思路
本专利技术公开了多种评估与电カ线路上的噪声和过流有关的參数的技术。这些技术特别适合于描述局部放电(PD)的特征，并且适合于识别噪声源或过流源的位置。这些技术中的一种技术是ー种方法，包括(a)测量电力电缆上感应到的局部放电脉冲的第一频谱组分的最大振幅，(b)在第一频谱组分的最大振幅出现之处，确定电カ电缆上电カ频率信号的相位，(C)测量该相位的局部放电脉冲的第二频谱组分的最大振幅，以及(d)根据第一频谱组分的最大振幅与第二频谱组分的最大振幅之间的关系，确定电カ电缆上局部放电脉冲出现的位置。这些技术中的另ー种技术包括(a)通过在电力电缆上的电源信号中一个循环周期的多个相位，測量所述电カ电缆上感应到的ro脉冲的频谱组分的峰值振幅；(b)从所述峰值振幅中减去背景噪声电平，从而产生结果振幅，以及(C)将所述结果振幅相加，从而得出PD之和，这表明了所述电カ电缆上ro的活跃程度。这些技术中的另ー种技术是ー种方法，包括(a)在电カ电缆的第一位置处，測量超出阈值的第一电流的第一幅度；(b)在电カ电缆的第二位置处，测量未超出阈值的第二电流的第二幅度，以及(C)根据第一幅度和第二幅度之间的关系，确定电力电缆上的故障位置。本专利技术也公开了ー种执行上述方法的系统，以及ー种存储介质，该存储介质包含控制处理器执行这些方法的指令。此外，提供了一种系统，包括(i)开关，当开关闭合时，来自电カ线的噪声通过该开关；当开关打开时，噪声不可 通过该开关；(ii)放大器，设于开关之后，其产生放大的输出量；(iii)通道，其具有(a)滤波器，在特定频段内，其上有放大了输出的频谱组分通过，从而产生经滤波后的输出；以及(b)检波器，多次检测经滤波后输出的值，从而产生一系列的值；以及(iv)处理器(a)当开关打开时，该处理器确定该一系列值中的最小值，从而获得第一底线值；(b)当开关闭合吋，该处理器确定该一系列值中的最小值，从而获得第二底线值；以及(C)确定第二底线值和第一底线值之间的差值，从而产生超出值，该超出值表示电力线噪声的过量值，该电力线噪声大于放大器噪声。附图说明图I表示设置多个组件的配电系统的一部分，这些组件用于检测配电系统中电缆线上的局部放电(PD)。图2是ro检波器的方框图。图3表示配电系统的一部分，其包括耦合器和ro检波器的网络，用以检测该配电系统内多个位置的局部放电。图4是用于ro检波器单个频道的电カ频率信号单个循环周期的背景噪声的曲线图。图5A是ro检波器频道输出处的信号曲线图，其中该信号包括单个ro脉冲。图5B是与图5A中同一信号的超出阈值的数据点的曲线图。图6A是记录两个ro脉冲的曲线图，这两个ro脉冲在ro检波器的频道中捕获。图6B是与图6A中相同的两个H)脉冲的曲线图，这两个H)脉冲在H)检波器的另ー频道中捕获。图7是采样信号的曲线图，其中每个采样值表示在电カ频率的单个循环周期的单个频道或ro检波器中的ー个独立的时间块，例如4个相位。图8是状态机的状态图，其控制ro检波器中最大保持模式和单个循环模式之间的转换。图9是峰值电流记录器的原理示意图。在多幅附图中，共同的组件或特征都采用相同的附图标记来表示。具体实施例方式在电カ线通信系统中，电カ频率范围通常是50至60赫兹(Hz)，并且数据通信信号频率大于I兆赫兹(MHz)，通常范围是I至50兆赫兹(MHz)。用于电カ线通信的数据耦合器，与电カ线和通信装置，如调制解调器之间的数据通信信号耦合。这种数据耦合器的ー个示例是电感耦合器，包括磁芯、以及缠绕磁芯一部分的线圏。磁芯由磁性材料制成并且其中包括一孔。电感耦合器像变压器ー样运行，并且其位于 电カ线上，使得电カ线穿过该孔并充当变压器的初级线圈，同时该电感耦合器的线圈充当变压器的次级线圏。通过该磁芯，在电カ线和次级线圈之间耦合数据通信信号。该次级线圈依次与通信装置耦合。对电感耦合器的另ー种使用，是将电感耦合器围绕相线或中线放置，并感应由局部放电(PD)产生的高频能量。功能组合实现的协同作用，包括电缆和绝缘子状况的持续感应，以及数据通信，是非常有优势的。电容耦合器也可以用于局部放电感应及通信。然而，高压电容器本身易受其内在的局部放电的影响，难以将其内在的局部放电与电缆或绝缘的局部放电区别开来。因此，尽管电容耦合器也可以用于感应局部放电，但电感耦合器更适合本专利技术任务。图I示出了配电系统100的一部分，该配电系统100设有多个组件，用以检测配电系统100中电缆上的局部放电。配电系统100包括中压地下电缆，S卩，电缆105 ;配电变压器101、接地棒118、电感耦合器，即，耦合器120，以及局部放电(PD)检波器130。耦合器120包括具有贯通孔(未示出)的磁芯(未示出)。耦合器120用作变压器，并且其位于电缆105上，使得电缆105穿过该贯通孔并用作耦合器120的初级线圏。耦合器120还包括次级线圈，其具有经由电缆125接至H)检波器130的引线。电缆105具有多条同轴中线110，这些同轴中线110绞合在一起形成股线112，并且这股线穿过该贯通孔连接至接地棒118。这股线112穿过贯通孔，导致没有了中线电流感应进入耦合器的次级。该网导致耦合器120感应电缆105的相线中的电流，包括电カ频率电流，以及局部放电和“侵入”引起的电流。感应到的电流在耦合器120的次级线圈处是有效的，从而经由电缆125也作为ー个信号出现。作为电缆105上耦合器120的另ー种配置，或当电缆10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.05 US 61/310,9331.ー种方法，包括 测量电力电缆上感应到的局部放电脉冲的第一频谱组分的最大振幅； 确定在所述第一频谱组分的所述最大振幅出现处的，所述电カ电缆上电カ频率信号的相位；测量在所述相位的所述局部放电脉冲的第二频谱组分的最大振幅；以及 根据所述第一频谱组分的所述最大振幅与所述第二频谱组分的所示最大振幅之间的关系，确定所述电カ电缆上所述局部放电脉冲发生的位置。2.—种方法，包括 通过电カ电缆上的电カ信号循环的多个相位，測量所述电カ电缆上感应到的局部放电(PD)脉冲的频谱组分的峰值振幅； 从所述峰值振幅中减去背景噪声电平，从而得到结果振幅；以及 将所述结果振幅相加，从而得到表示在所述电カ电缆上ro活跃程度的ro总和。3.根据权利要求2所述的方法，进ー步包括如果所述ro总和超出警报阈值，则发出警报。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于 所述ro总和是在第一次的第一 ro总和，以及 所述方法进ー步包括 一段时间之后，重复所述測量、减去和相加的步骤，从而产生第二次的第二 ro总和；以及如果所述第二 ro总和与所述第一 ro总和之间的差值大于阈值，则发出警报。5.ー种方法，包括 在电カ电缆上的第一位置，測量超出阈值的第一电流的第一幅度； 在所述电カ电缆上的第二位置，测量未超出阈值的第二电流的第二幅度；以及 根据所述第一幅度与所述第二幅度之间的关系，确定在所述电カ电缆上的故障位置。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述第一电流和所述第二电流是瞬时电流，其持续时间的范围约为I毫秒至500毫秒。7.一种系统,包括 开关，当所述开关闭合吋，来自电カ线的噪声通过所述开关，当所述开关打开时，所述开关不允许噪声通过； 放大器，位于所述开关的下游，产生放大的输出量； 通道，具有 滤波器，在特定频带内，在所述滤波器上通过所述放大的输出量的频谱组分，从而产生滤波后的输出；以及 检波器，多次检测所述滤波后的输出值，从而产生一系列数值；以及 处理器， (a)当所述开关打开时，所述处理器确定所述一系列数值的最小值，从而获得第一底线值； (b)当所述开关闭合时，所述处理器确定所述一系列数值的最小值，从而获得第二底线值；以及 (c)确定所述第二底线值与所述第一底线值之间的差值，从而产生超出值，所述超出值指示大于放大器噪声的电カ线的超出噪声值。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述处理器还包括 (d)如果所述超出值超过预定阈值，则取消所述通道作为局部放电检波器的资格。9.一种系统,包括 处理器；以及 存储器，所述存储器储存可被所述处理器读取的指令，并且当指令被所述处理器读取时，将使所述处理器 測量在电カ电缆上感应到的局部放电脉冲的第一频谱组分的最大振幅； 确定在所述第一频谱组分的所述最大振幅出现处，所述电カ电缆上电カ频率信号的相位； 測量在所述相位处所述局部放电脉冲的第二频谱组分的最大振幅；以及根据所述第一频谱组分的所述最大振幅与所述第二频谱组分的所述最大振幅之间的关系，确定所述电カ电缆上所述局部放电脉冲发生的位置。10.一种系统,包括 处理器；以及 存储器，所述存储器储存可被所述处理器读取的指令，并且当指令被所述处理器读取时，将使所...

【专利技术属性】
技术研发人员：耶胡达·赛尔，
申请(专利权)人：环境股份有限公司，
类型：
国别省市：