CN107861025A - 一种电力电缆在线监测*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力电缆在线监测***，用于对电力电缆的运行状态进行监测，包括工频法微信号处理测量单元组、PCI数据采集卡阵列、和监测预警服务器；其中，所述工频法微信号处理测量单元组包括与待测的电力电缆数量相匹配的工频法微信号处理测量单元，所述各工频法微信号处理测量单元对其所对应的电力电缆的电气性能参数进行采集；所述PCI数据采集卡阵列接收各工频法微信号处理测量单元采集的电气性能参数，并将采集到的各电气性能参数发送至所述监测预警服务器；所述监测预警服务器根据接收到的各电力电缆所对应的电气性能参数而计算出各电力电缆的电气性能指标数据。

Description

一种电力电缆在线监测***

技术领域

本发明涉及一种监测***，尤其涉及一种电力电缆在线监测***。

背景技术

电气设备的在线监测技术在近些年来已经得到突飞猛进的发展，尤其是微信号的采集、运行可靠性等方面都得到很大程度的提高，在线监测(状态监测)可对各电气设备实现实时监控，通过各电气设备故障前各电气量的测量分析实现设备选择性的检修，使社会经济损失降至最低。

目前电力电缆绝缘监测方法主要有直流分量法、局部放电法、低频叠加法和工频法等，其中工频法在这些方法中是一种相对实用的方法。以往在使用工频法对容性设备进行测量时，都是通过对电压、电流进行相位测量，这种方法的弊端是当电网中含有一定程度的谐波分量时其测量误差会急剧增大。同时，由于在测量容性设备过程中必须依赖于高精度微电流传感器才能保证测试精度，这无疑给测量工作带来不便，甚至完全失去应有的价值。

发明内容

本发明针对现有技术的弊端，提供一种电力电缆在线监测***。

本发明所述的电力电缆在线监测***，用于对电力电缆的运行状态进行监测，包括工频法微信号处理测量单元组、PCI数据采集卡阵列、和监测预警服务器；

其中，所述工频法微信号处理测量单元组包括与待测的电力电缆数量相匹配的工频法微信号处理测量单元，所述各工频法微信号处理测量单元对其所对应的电力电缆的电气性能参数进行采集；

所述PCI数据采集卡阵列接收各工频法微信号处理测量单元采集的电气性能参数，并将采集到的各电气性能参数发送至所述监测预警服务器；

所述监测预警服务器根据接收到的各电力电缆所对应的电气性能参数而计算出各电力电缆的电气性能指标数据。

本发明所述的电力电缆在线监测***中，所述各工频法微信号处理测量单元与所述PCI数据采集卡阵列之间通过CAN总线进行数据传输。

本发明所述的电力电缆在线监测***中，所述监测预警服务器包括数据处理单元、网络通信单元、和信息输出单元；

其中，所述数据处理单元对各电气性能参数进行计算而确定各电力电缆的电气性能指标数据；

所述网络通信单元用于向网络端发送各电气性能参数和/或各电力电缆的电气性能指标数据，以及，自网络端接收数据信息并发送至数据处理单元；

所述信息输出单元用于对外输出各电气性能参数和/或各电力电缆的电气性能指标数据。

本发明所述的电力电缆在线监测***中，所述电气性能参数包括电力电缆的绝缘值、和/或电容量、和/或阻性电流、和/或容性电流、和/或温度信息；

所述电气性能指标数据为电力电缆的绝缘电阻值、和/或电力电缆的故障点信息。

本发明所述的电力电缆在线监测***中，以i₁标记为待测电力电缆首端的电流值，以i₂标记为待测电力电缆尾端的电流值，并以i₁₀标记为待测电力电缆首端的电流值i₁的初始值，以i₂₀标记为待测电力电缆尾端的电流值i₂的初始值；

则当i₁＝i₂时，所述数据处理单元判定电力电缆绝缘良好；

当i₁＝i₂、且i₁＞i₁₀或i₁＞i₂₀，所述数据处理单元判定电力电缆整体受潮或老化；

当i₁≠i₂，且i₁、i₂都较初始值增大，所述数据处理单元判定电力电缆出现局部故障绝缘性不良，出现电树枝、水树枝、局部放电、电缆端头绝缘不良或表面污垢；

当i₁≠i₂，且i₁、i₂都较初始值减小，所述数据处理单元判定电力电缆绝缘层对地绝缘不良，出现多点接地。

本发明所述的电力电缆在线监测***中，当i₁≠i₂、且i₁、i₂都较初始值增大时，或者，当i₁≠i₂、且i₁、i₂都较初始值减小时；

以故障点距离所述待测电力电缆的首端距离标记为l₁，以故障点距离所述待测电力电缆的尾端距离标记为l₂；

则i₁/i₂＝l₁/l₂。

本发明所述的电力电缆在线监测***中，不再使用高精度电流传感器，而转为使用工频法微信号处理测量单元，大大方便了监测工作；同时，采用PCI数据采集卡阵列方便根据待测量的电力电缆的数量增加而进行拓展，能够节省大量的***构建资金，并且可以方便的确定故障点的位置，提升了在线监测的综合性能。

附图说明

图1为本发明所述电力电缆在线监测***的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明所述的电力电缆在线监测***，用于对电力电缆的运行状态进行监测，即用于确定电力电缆的绝缘性能、故障情况、和故障点位置等。为此，本电力电缆在线监测***包括工频法微信号处理测量单元组、PCI数据采集卡阵列、和监测预警服务器。

其中，所述工频法微信号处理测量单元组包括与待测的电力电缆数量相匹配的工频法微信号处理测量单元，本实施例中，以监测电缆1、电缆2、电缆3为例，分别在电缆1、电缆2、电缆3上设置了对应的工频法微信号处理测量单元11、工频法微信号处理测量单元12、和工频法微信号处理测量单元13，以对各对应的电力电缆的电气性能参数进行采集。这里所述的电力电缆的电气性能参数可具体包括电力电缆的绝缘值、电容量、阻性电流、容性电流、温度信息等，这些参数可通过市售的具有此类功能的工频法微信号处理测量单元来实现，并且，上述各参数既可单独获取，也可任意组合获取。

所述PCI数据采集卡阵列接收各工频法微信号处理测量单元采集的电气性能参数，并将采集到的各电气性能参数发送至所述监测预警服务器。所述PCI数据采集卡阵列是与各工频法微信号处理测量单元的总量相适应的，当各工频法微信号处理测量单元的总量增加时，可通过扩展所述PCI数据采集卡阵列来重新匹配。同时，鉴于CAN总线的优势，还将所述各工频法微信号处理测量单元与所述PCI数据采集卡阵列之间通过CAN总线进行数据传输。CAN总线应该是目前为止传输距离远、维护简单、运行可靠的数据传输方式，而且具有硬件纠错能力，不需要软件进行额外的纠错处理，虽然在传输速度上比不过光纤，但对于在线监测***这种数据量不大的场合，无疑是最合适的方案，所以本实施例中优先选择CAN总线传输数据。

所述监测预警服务器根据接收到的各电力电缆所对应的电气性能参数而计算出各电力电缆的电气性能指标数据。具体来说，所述监测预警服务器包括数据处理单元、网络通信单元、和信息输出单元。其中，所述数据处理单元依据预定的规则对各电气性能参数进行计算而确定各电力电缆的电气性能指标数据，即电力电缆的绝缘电阻值和/或电力电缆的故障点信息。所述网络通信单元用于向网络端发送各电气性能参数和/或各电力电缆的电气性能指标数据，以及，自网络端接收数据信息并发送至数据处理单元。也就是说，该网络通信单元能够向网络端发送监测到的中间数据，也可以向网络端发送最终的监测结果；同时，对于处于网络另一端的控制中心而言，可以通过该网络通信单元实现对监测预警服务器的远程访问、远程分析、和远程升级等。比如，设备厂家需要进行***升级时，无需工作人员到现场操作，直接通过互联网进行升级服务，具有速度快、实时性强的优点。此外，所述网络通信单元还可将监测数据发送至工作人员手持的移动终端，从而方便工作人员随时随地的掌握电力电缆的运行状况。

所述信息输出单元则用于对外输出各电气性能参数和/或各电力电缆的电气性能指标数据，该信息输出单元可以液晶显示屏或具有交互功能的触摸屏来实现。当采用触摸屏时，还可通过自动或人工的方式设定预警界限值，以适应各种场合下的整定值。例如，当某条电缆的绝缘电阻下降但是没有超过预定的界限值时可发出相应的提示以引起工作人员的注意，而当绝缘电阻超过界限值时可发出报警提示，以通知工作人员做出相应的处理。同时，还可通过触摸屏查询历史数据，为各电力电缆的整定值设定提供依据。

工频法是通过测量***电压和泄漏电流的关系计算出电缆的介质损耗值，然后计算出阻性分量、容性分量、谐波分量等参数，最终得到电缆的绝缘电阻值，该方法对矿用电缆的受潮程度尤为敏感，因此是各电缆测试方法中的首选。与其他测试原理相比，采用工频法测量原理的电缆故障监测***能灵敏反映电缆受潮情况，因此尤其适合矿井这种环境恶劣的场合。

本发明中，对于电力电缆的绝缘性能判断和故障点的具***置判断可按如下方式进行，即以i₁标记为待测电力电缆首端的电流值，以i₂标记为待测电力电缆尾端的电流值，并以i₁₀标记为待测电力电缆首端的电流值i₁的初始值，以i₂₀标记为待测电力电缆尾端的电流值i₂的初始值。

则当i₁＝i₂时，所述数据处理单元判定电力电缆绝缘良好；

当i₁＝i₂、且i₁＞i₁₀或i₁＞i₂₀，所述数据处理单元判定电力电缆整体受潮或老化；

当i₁≠i₂，且i₁、i₂都较初始值增大，所述数据处理单元判定电力电缆出现局部故障绝缘性不良，出现电树枝、水树枝、局部放电、电缆端头绝缘不良或表面污垢；

当i₁≠i₂，且i₁、i₂都较初始值减小，所述数据处理单元判定电力电缆绝缘层对地绝缘不良，出现多点接地。

进一步的，当i₁≠i₂、且i₁、i₂都较初始值增大时，或者，当i₁≠i₂、且i₁、i₂都较初始值减小时；以故障点距离所述待测电力电缆的首端距离标记为l₁，以故障点距离所述待测电力电缆的尾端距离标记为l₂；

则i₁/i₂＝l₁/l₂。

由以上分析可以看出，本发明所述的电力电缆在线监测***不仅可以对电缆的绝缘性能做出定性判断，还可进一步确定故障点的位置。

本发明所述的电力电缆在线监测***中，不再使用高精度电流传感器，而转为使用工频法微信号处理测量单元，大大方便了监测工作；同时，采用PCI数据采集卡阵列方便根据待测量的电力电缆的数量增加而进行拓展，能够节省大量的***构建资金，并且可以方便的确定故障点的位置，提升了在线监测的综合性能。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种电力电缆在线监测***，用于对电力电缆的运行状态进行监测，其特征在于，包括工频法微信号处理测量单元组、PCI数据采集卡阵列、和监测预警服务器；

其中，所述工频法微信号处理测量单元组包括与待测的电力电缆数量相匹配的工频法微信号处理测量单元，所述各工频法微信号处理测量单元对其所对应的电力电缆的电气性能参数进行采集；

所述PCI数据采集卡阵列接收各工频法微信号处理测量单元采集的电气性能参数，并将采集到的各电气性能参数发送至所述监测预警服务器；

所述监测预警服务器根据接收到的各电力电缆所对应的电气性能参数而计算出各电力电缆的电气性能指标数据。

2.如权利要求1所述的电力电缆在线监测***，其特征在于，所述各工频法微信号处理测量单元与所述PCI数据采集卡阵列之间通过CAN总线进行数据传输。

3.如权利要求1所述的电力电缆在线监测***，其特征在于，所述监测预警服务器包括数据处理单元、网络通信单元、和信息输出单元；

其中，所述数据处理单元对各电气性能参数进行计算而确定各电力电缆的电气性能指标数据；

所述网络通信单元用于向网络端发送各电气性能参数和/或各电力电缆的电气性能指标数据，以及，自网络端接收数据信息并发送至数据处理单元；

所述信息输出单元用于对外输出各电气性能参数和/或各电力电缆的电气性能指标数据。

4.如权利要求1或2或3所述的电力电缆在线监测***，其特征在于，所述电气性能参数包括电力电缆的绝缘值、和/或电容量、和/或阻性电流、和/或容性电流、和/或温度信息；

所述电气性能指标数据为电力电缆的绝缘电阻值、和/或电力电缆的故障点信息。

5.如权利要求4所述的电力电缆在线监测***，其特征在于，以i₁标记为待测电力电缆首端的电流值，以i₂标记为待测电力电缆尾端的电流值，并以i₁₀标记为待测电力电缆首端的电流值i₁的初始值，以i₂₀标记为待测电力电缆尾端的电流值i₂的初始值；

则当i₁＝i₂时，所述数据处理单元判定电力电缆绝缘良好；

当i₁＝i₂、且i₁＞i₁₀或i₁＞i₂₀，所述数据处理单元判定电力电缆整体受潮或老化；

当i₁≠i₂，且i₁、i₂都较初始值增大，所述数据处理单元判定电力电缆出现局部故障绝缘性不良，出现电树枝、水树枝、局部放电、电缆端头绝缘不良或表面污垢；

当i₁≠i₂，且i₁、i₂都较初始值减小，所述数据处理单元判定电力电缆绝缘层对地绝缘不良，出现多点接地。

6.如权利要求5所述的电力电缆在线监测***，其特征在于，当i₁≠i₂、且i₁、i₂都较初始值增大时，或者，当i₁≠i₂、且i₁、i₂都较初始值减小时；

以故障点距离所述待测电力电缆的首端距离标记为l₁，以故障点距离所述待测电力电缆的尾端距离标记为l₂；

则i₁/i₂＝l₁/l₂。