CN107894553B - 一种电力电缆监测分析装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电力电缆监测分析装置，其包括电流传感器、温度传感器、位移传感器、集成前端监测装置、高速数字存储示波器、服务器及信号报警模块，集成前端监测装置包括DSP高速数据采集***，服务器包括去除噪声抑制干扰模块、特征参数提取模块、模式识别模块、确定故障类型模块及查询显示模块。本发明针对典型通道条件下大截面电缆温升效应研究、热应力和热变形研究以及热变形对电缆绝缘的不利影响，提出一种对运行中电缆产生的变形、位移等参数进行测量、分析并预警的装置，及时发现由于热机械效应造成的异常状况，减少电缆因热机械效应导致的故障发生的概率，减小因高压大截面电缆故障带来的重大损失，提高电缆运行的可靠性。

Description

一种电力电缆监测分析装置
技术领域
本发明属于电缆监测技术领域，特别涉及一种电力电缆监测分析装置。
背景技术
热机械效应的问题是高压电缆线路发展应用中不可避免的，热机械效应诱发的故障已成为高压电缆的主要故障原因之一。电缆在热机械效应的作用下将反复出现弯曲变形，使电缆金属护套产生疲劳应变，造成电缆本体及其附件的损失，发生电力故障。特别是随着电缆截面的选取越来越大，电压等级越来越高，电缆所产生的热机械效应也将越来越大，如果不采取有效的应对措施，则会导致电缆起拱、位移、过分弯曲甚至损坏电缆。为了减小热机械效应对电缆的危害，降低电缆故障率，提供电缆安全稳定运行水平，研究热机械效应是十分必要的。
理论上热机械效应不可能在施工中采取措施完全消除，在运行中它始终存在，目前，国内外并没有对运行中的热机械效应进行监测的研究以及相应的装置成果。
发明内容
为了及时发现热机械效应的存在避免其造成电缆故障，本发明针对典型通道条件下大截面电缆温升效应研究、热应力和热变形研究以及热变形对电缆绝缘的不利影响，提出一种对运行中电缆产生的变形、位移等参数进行测量、分析并预警的装置，及时发现由于热机械效应造成的异常状况，采取措施减少电缆因热机械效应导致的故障发生的概率，减小因高压大截面电缆故障带来的重大损失，提高电缆运行的可靠性。
本发明具体为一种电力电缆监测分析装置，所述电力电缆监测分析装置包括电流传感器、温度传感器、位移传感器、集成前端监测装置、高速数字存储示波器、服务器及信号报警模块，所述电流传感器用于检测负荷电流，所述温度传感器用于检测外护套温度，所述位移传感器用于检测电缆的位移形变量；所述集成前端监测装置包括DSP高速数据采集***，所述电流传感器、所述温度传感器及所述位移传感器将检波信号传送至所述DSP高速数据采集***，所述DSP高速数据采集***还具有工频参考信号；所述高速数字存储示波器分别与所述电流传感器、所述温度传感器及所述位移传感器相连，对所述电流传感器、所述温度传感器及所述位移传感器的检测信号进行显示；所述DSP高速数据采集***连接到所述高速数字存储示波器，通过触发信号对所述高速数字存储示波器进行触发启动。所述服务器包括去除噪声抑制干扰模块、特征参数提取模块、模式识别模块、确定故障类型模块及查询显示模块，所述除噪声抑制干扰模块、所述特征参数提取模块、所述模式识别模块、所述确定故障类型模块及所述查询显示模块依次顺序连接；所述DSP高速数据采集***通过光缆连接到所述去除噪声抑制干扰模块，将检波信号和工频参考信号传输至所述去除噪声抑制干扰模块；所述去除噪声抑制干扰模块通过小波变换或FFT变换的方式对检波信号进行噪声去除；所述特征参数提取模块接收从所述去除噪声抑制干扰模块传来的信号，并依次进行数据统计、波形匹配和小波分析；所述模式识别模块接收从所述特征参数提取模块传来的信号，并通过ART2神经网络对信号进行识别；所述确定故障类型模块接收从所述模式识别模块传来的模式识别信息，并通过专家***进行故障类型确定；所述查询显示模块接收从所述确定故障类型模块传来的故障类型信息，并对故障类型情况进行显示，操作人员也能主动通过所述查询显示模块对电缆的故障情况进行查询；所述确定故障类型模块还连接到所述信号报警模块，将故障类型信息传送至所述信号报警模块，所述信号报警模块根据故障类型信息发出相应类型的报警信号。
进一步的，所述温度传感器为光纤光栅温度传感器。
进一步的，所述电力电缆监测分析装置用于隧道高压电缆线路的中间接头伸缩弧位置、电缆转弯处、电缆终端处及蛇形敷设处的监测和分析。
附图说明
图1为本发明一种电力电缆监测分析装置的结构组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种电力电缆监测分析装置的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明的电力电缆监测分析装置包括电流传感器、温度传感器、位移传感器、集成前端监测装置、高速数字存储示波器、服务器及信号报警模块，所述电流传感器用于检测负荷电流，所述温度传感器用于检测外护套温度，所述位移传感器用于检测电缆的位移形变量；所述集成前端监测装置包括DSP高速数据采集***，所述电流传感器、所述温度传感器及所述位移传感器将检波信号传送至所述DSP高速数据采集***，所述DSP高速数据采集***还具有工频参考信号；所述高速数字存储示波器分别与所述电流传感器、所述温度传感器及所述位移传感器相连，对所述电流传感器、所述温度传感器及所述位移传感器的检测信号进行显示；所述DSP高速数据采集***连接到所述高速数字存储示波器，通过触发信号对所述高速数字存储示波器进行触发启动。
所述服务器包括去除噪声抑制干扰模块、特征参数提取模块、模式识别模块、确定故障类型模块及查询显示模块，所述除噪声抑制干扰模块、所述特征参数提取模块、所述模式识别模块、所述确定故障类型模块及所述查询显示模块依次顺序连接；所述DSP高速数据采集***通过光缆连接到所述去除噪声抑制干扰模块，将检波信号和工频参考信号传输至所述去除噪声抑制干扰模块；所述去除噪声抑制干扰模块通过小波变换或FFT变换的方式对检波信号进行噪声去除；所述特征参数提取模块接收从所述去除噪声抑制干扰模块传来的信号，并依次进行数据统计、波形匹配和小波分析；所述模式识别模块接收从所述特征参数提取模块传来的信号，并通过ART2神经网络对信号进行识别；所述确定故障类型模块接收从所述模式识别模块传来的模式识别信息，并通过专家***进行故障类型确定；所述查询显示模块接收从所述确定故障类型模块传来的故障类型信息，并对故障类型情况进行显示，操作人员也能主动通过所述查询显示模块对电缆的故障情况进行查询；所述确定故障类型模块还连接到所述信号报警模块，将故障类型信息传送至所述信号报警模块，所述信号报警模块根据故障类型信息发出相应类型的报警信号。
所述温度传感器为光纤光栅温度传感器。
所述电力电缆监测分析装置用于隧道高压电缆线路的中间接头伸缩弧位置、电缆转弯处、电缆终端处及蛇形敷设处的监测和分析。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (3)

1.一种电力电缆监测分析装置，其特征在于，所述电力电缆监测分析装置包括电流传感器、温度传感器、位移传感器、集成前端监测装置、高速数字存储示波器、服务器及信号报警模块，所述电流传感器用于检测负荷电流，所述温度传感器用于检测外护套温度，所述位移传感器用于检测电缆的位移形变量；所述集成前端监测装置包括DSP高速数据采集***，所述电流传感器、所述温度传感器及所述位移传感器将检波信号传送至所述DSP高速数据采集***，所述DSP高速数据采集***还具有工频参考信号；所述高速数字存储示波器分别与所述电流传感器、所述温度传感器及所述位移传感器相连，对所述电流传感器、所述温度传感器及所述位移传感器的检测信号进行显示；所述DSP高速数据采集***连接到所述高速数字存储示波器，通过触发信号对所述高速数字存储示波器进行触发启动；
所述服务器包括去除噪声抑制干扰模块、特征参数提取模块、模式识别模块、确定故障类型模块及查询显示模块，所述除噪声抑制干扰模块、所述特征参数提取模块、所述模式识别模块、所述确定故障类型模块及所述查询显示模块依次顺序连接；所述DSP高速数据采集***通过光缆连接到所述去除噪声抑制干扰模块，将检波信号和工频参考信号传输至所述去除噪声抑制干扰模块；所述去除噪声抑制干扰模块通过小波变换或FFT变换的方式对检波信号进行噪声去除；所述特征参数提取模块接收从所述去除噪声抑制干扰模块传来的信号，并依次进行数据统计、波形匹配和小波分析；所述模式识别模块接收从所述特征参数提取模块传来的信号，并通过ART2神经网络对信号进行识别；所述确定故障类型模块接收从所述模式识别模块传来的模式识别信息，并通过专家***进行故障类型确定；所述查询显示模块接收从所述确定故障类型模块传来的故障类型信息，并对故障类型情况进行显示，操作人员也能主动通过所述查询显示模块对电缆的故障情况进行查询；所述确定故障类型模块还连接到所述信号报警模块，将故障类型信息传送至所述信号报警模块，所述信号报警模块根据故障类型信息发出相应类型的报警信号。
2.根据权利要求1所述的一种电力电缆监测分析装置，其特征在于，所述温度传感器为光纤光栅温度传感器。
3.根据权利要求2所述的一种电力电缆监测分析装置，其特征在于，所述电力电缆监测分析装置用于隧道高压电缆线路的中间接头伸缩弧位置、电缆转弯处、电缆终端处及蛇形敷设处的监测和分析。
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