CN111257705A - 一种高压电缆局部放电在线检测***及检测定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压电缆局部放电在线检测***及检测定位方法，所述***包括若干信号采集模块，分别记为第一信号采集模块、第二信号采集模块、第三信号采集模块、第四信号采集模块，所述信号采集模块设置于高压电缆线的不同位置，所述采集模块的输出端均连接至局部放电检测模块的输入端，局部放电检测模块的输出端连接至局部放电分析模块，其中，每个信号采集模块均包括：信号采集传感器、保护单元、信号调理单元，所述信号采集传感器输出端通过保护单元连接至信号调理单元，信号调理单元的输出端连接至局部放电检测模块，局部放电检测模块的输出端连接至局部放电分析模块的输入端。本发明提高了检测效率，结构简单，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及电力故障检测领域，更具体地，涉及一种高压电缆局部放电在线检测***及检测定位方法。
背景技术
XLPE电缆由于它良好的性能，在城市电网中的应用比例逐渐提升，已成为电力***不可或缺的组成部分，电缆的生产运输安装运行过程中难免会产生不同种类的缺陷，而各种典型缺陷均会产生局部放电现象。高压电缆的局部放电会引起高压电缆的绝缘层劣化，将导致高压电缆发生突发故障，对社会造成不可估量的经济损失。因此，对高压电缆的局部放电进行在线监测并且对局部放电点的准确定位，可以提前发现安全隐患，避免高压电缆发生突发事故。
为了准确的掌握高压电缆线路的运行状况，对高压电缆线路监测的准确性提出了更高的要求。目前，一方面对高压电缆的局部放电监测主要还是以离线状态下检测为主，费时费力，不能满足现今高压电缆需快速准确识别局部放电的需要，也不能有效的避免高压电缆突发事故的发生；另一方面，即使检测到XLPE电缆存在局部放电，也无法将局部放电点定位到一个比较小的范围内。所以，高压电缆局部放电在线检测需要结构简单，可操作性强，并且能够将局部放电点定位到一个比较小的范围内，检测准确性更高的一种高压电缆局部放电在线检测***及检测定位方法。
发明内容
本发明为克服上述现有技术高压电缆局部放电检测方法效率低、检测定位准确度差的缺陷，提供一种高压电缆局部放电在线检测***及检测定位方法。
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。
本发明的首要目的是为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
本发明第一方面提供了一种高压电缆局部放电在线检测***，所述***包括若干信号采集模块，分别记为第一信号采集模块、第二信号采集模块、第三信号采集模块、第四信号采集模块，所述信号采集模块设置于高压电缆线的不同位置，所述采集模块的输出端均连接至局部放电检测模块的输入端，局部放电检测模块的输出端连接至局部放电分析模块，其中，每个信号采集模块均包括：信号采集传感器、保护单元、信号调理单元，所述信号采集传感器输出端通过保护单元连接至信号调理单元，信号调理单元的输出端连接至局部放电检测模块，局部放电检测模块的输出端连接至局部放电分析模块的输入端。
本方案中，所述信号采集传感器为金属箔传感器。
本方案中，所述金属箔传感器四周设有5mm金属边，所述金属边逆时针折叠180度。
本方案中，所述信号调节单元包括：放大器、滤波器，保护单元的输出信号依次经过放大器放大、滤波器的滤波后输出至局部放电检测模块。
本方案中，第一信号采集模块、第二信号采集模块、第三信号采集模块、第四信号采集模块从左至右依次设置在高压电缆不同位置并将高压电缆分为五个检测区，分别记为：第一检测区、第二检测区、第三检测区第四检测区、第五检测区，其中，第一信号采集模块和第二信号采集模块之间的区域记为第二检测区域，第二信号采集模块和第三信号采集模块之间的区域记为第三检测区域，第三信号采集模块和第四信号采集模块之间的区域记为第四检测区域，第一信号采集模块左侧区域记为第一检测区，第四信号采集模块右侧区域记为第五检测区。
本发明第二方面提供了一种高压电缆局部放电在线检测定位方法，所述方法应用于所述的一种高压电缆局部放电在线检测***，包括以下步骤：
S1：设置采样参数，利用信号采样模块获取高压电缆不同位置的信号；
S2：将采集到的信号通过保护单元送到信号调理单元进行信号的放大和滤波；
S3：将信号调理单元处理后的信号送至局部放电检测模块进行脉冲信号提取，得到各信号采集模块对应的脉冲信号；
S4：判断各信号采集模块对应的脉冲信号极性是否相同，若极性不同，则进行步骤S5，若极性相同则进行步骤S6；
S5：根据第一信号采集模块、第二信号采集模块、第三信号采集模块、第四信号采集模块对应的脉冲信号的极性的不同及幅值关系判断产生局部放电的位置。
S6：判断第一信号采集模块至第四信号采集模块的脉冲信号的幅值是否是依次递减，若是依次递减则进行相位图谱分析，判断第一信号采集模块至第四信号采集模块对应的脉冲信号是否为局部放电信号，如果是局部放电信号，则确定产生局部放电的位置为第一检测区或其左侧的设备，如果不是局部放电信号，则确定该信号为GIS或其左侧的设备产生的干扰信号；
若第一信号采集模块至第四信号采集模块的对应的脉冲信号的幅值是否是依次递增，若是依次递增则进行相位图谱分析判断第一信号采集模块至第四信号采集模块对应的脉冲信号是否为局部放电信号，如果是局部放电信号，则确定产生局部放电的位置为第五检测区或其右侧的设备，如果不是局部放电信号，则确定该信号为变压器或其右侧的设备产生的干扰信号。
本方案中，步骤S5所述根据第一信号采集模块、第二信号采集模块、第三信号采集模块、第四信号采集模块采集信号的极性的不同及幅值关系判断产生局部放电的位置具体为：
如果第二信号采集模块、第三信号采集模块、第四信号采集模块对应的脉冲信号极性相同，且均与第一信号采集模块对应的脉冲信号极性相反，且第一信号采集模块对应的脉冲信号的幅值和第二信号采集模块对应的脉冲信号幅值均大于第三信号采集模块对应的脉冲信号的幅值、第一信号采集模块对应的脉冲信号的幅值，则产生局部放电的位置为第二检测区域；
如果第一信号采集模块、第二信号采集模块、第三信号采集模块对应的脉冲信号极性相同，且均与第四信号采集模块对应的脉冲信号极性相反，且第三信号采集模块对应的脉冲信号的幅值和第四信号采集模块对应的脉冲信号幅值均大于第一信号采集模块对应的脉冲信号的幅值、第二信号采集模块对应的脉冲信号的幅值，则产生局部放电的位置为第四检测区域；
如果第一信号采集模块对应的脉冲信号极性与第二信号采集模块对应的脉冲信号极性相同，第三信号采集模块对应的脉冲信号极性与第四信号采集模块对应的脉冲信号极性相同，且第二信号采集模块对应的脉冲信号极性与第三信号采集模块对应的脉冲信号极性相反，第二信号采集模块对应的脉冲信号的幅值和第三信号采集模块对应的脉冲信号幅值均大于第一信号采集模块对应的脉冲信号的幅值、第四信号采集模块对应的脉冲信号的幅值，则产生局部放电的位置为第三检测区域；
本方案中，所述采样参数包括：采样率、采样时长。
本方案中，所述采样率为100M/s，所述采样时长为20ms。
本方案中，步骤S3所述局部放电检测模块进行脉冲信号提取采用小波变换的奇异性检测方法提取脉冲信号。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明利用信号采集模块、局部放电检测模块、局部放电分析模块构建了局部放电在线检测***，实现了对高压电缆局部放电的自动化检测，提高了检测效率，结构简单，实用性强。
附图说明
图1为本发明在线检测***的示意图。
图2为本发明在线检测定位方法流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
如图1所示，本发明第一方面提供了一种高压电缆局部放电在线检测***，所述***包括若干信号采集模块，分别记为第一信号采集模块、第二信号采集模块、第三信号采集模块、第四信号采集模块，所述信号采集模块设置于高压电缆线的不同位置，所述采集模块的输出端均连接至局部放电检测模块的输入端，局部放电检测模块的输出端连接至局部放电分析模块，其中，每个信号采集模块均包括：信号采集传感器、保护单元、信号调理单元，所述信号采集传感器输出端通过保护单元连接至信号调理单元，信号调理单元的输出端连接至局部放电检测模块，局部放电检测模块的输出端连接至局部放电分析模块的输入端。
在一个具体的实施例中，所述信号采集传感器为金属箔传感器。其中，所述金属箔传感器四周设有5mm金属边，所述金属边逆时针折叠180度，通过将金属边折叠使其与金属箔传感器主体贴合。
本方案中，所述信号调节单元包括：放大器、滤波器，保护单元的输出信号依次经过放大器放大、滤波器的滤波后输出至局部放电检测模块。
在一个具体的实施例中，可以通过金属箔传感器同步耦合到的信号通过保护单元送到信号调理单元，进行信号的放大、滤波之后传输至局部放电检测模块。
本方案中，第一信号采集模块、第二信号采集模块、第三信号采集模块、第四信号采集模块从左至右依次设置在高压电缆不同位置并将高压电缆分为五个检测区，分别记为：第一检测区、第二检测区、第三检测区第四检测区、第五检测区，其中，第一信号采集模块和第二信号采集模块之间的区域记为第二检测区域，第二信号采集模块和第三信号采集模块之间的区域记为第三检测区域，第三信号采集模块和第四信号采集模块之间的区域记为第四检测区域，第一信号采集模块左侧区域记为第一检测区，第四信号采集模块右侧区域记为第五检测区。
如图2所示，本发明第二方面提供了一种高压电缆局部放电在线检测定位方法，所述方法应用于所述的一种高压电缆局部放电在线检测***，包括以下步骤：
S1：设置采样参数，利用信号采样模块获取高压电缆不同位置的信号；
在一个具体的实施例中采样参数包括：采样率、采样时长。更具体地，所述采样率可以设置为100M/s，所述采样时长可以设置为20ms。
S2：将采集到的信号通过保护单元送到信号调理单元进行信号的放大和滤波；
更具体地，为提高信噪比，将信号放大之后，据信号和噪声的各种特征差异，进行滤波去噪。
S3：将信号调理单元处理后的信号送至局部放电检测模块进行脉冲信号提取，得到各信号采集模块对应的脉冲信号；
在一个具体的实施例中采用小波变换的奇异性检测方法提取脉冲信号。从而实现对采集信号高精度的提取。
S4：判断各信号采集模块对应的脉冲信号极性是否相同，若极性不同，则进行步骤S5，若极性相同则进行步骤S6；
S5：根据第一信号采集模块、第二信号采集模块、第三信号采集模块、第四信号采集模块对应的脉冲信号的极性的不同及幅值关系判断产生局部放电的位置。
具体判断过程为：
如果第二信号采集模块、第三信号采集模块、第四信号采集模块对应的脉冲信号极性相同，且均与第一信号采集模块对应的脉冲信号极性相反，且第一信号采集模块对应的脉冲信号的幅值和第二信号采集模块对应的脉冲信号幅值均大于第三信号采集模块对应的脉冲信号的幅值、第一信号采集模块对应的脉冲信号的幅值，则产生局部放电的位置为第二检测区域；
如果第一信号采集模块、第二信号采集模块、第三信号采集模块对应的脉冲信号极性相同，且均与第四信号采集模块对应的脉冲信号极性相反，且第三信号采集模块对应的脉冲信号的幅值和第四信号采集模块对应的脉冲信号幅值均大于第一信号采集模块对应的脉冲信号的幅值、第二信号采集模块对应的脉冲信号的幅值，则产生局部放电的位置为第四检测区域；
如果第一信号采集模块对应的脉冲信号极性与第二信号采集模块对应的脉冲信号极性相同，第三信号采集模块对应的脉冲信号极性与第四信号采集模块对应的脉冲信号极性相同，且第二信号采集模块对应的脉冲信号极性与第三信号采集模块对应的脉冲信号极性相反，第二信号采集模块对应的脉冲信号的幅值和第三信号采集模块对应的脉冲信号幅值均大于第一信号采集模块对应的脉冲信号的幅值、第四信号采集模块对应的脉冲信号的幅值，则产生局部放电的位置为第三检测区域；
S6：判断第一信号采集模块至第四信号采集模块的脉冲信号的幅值是否是依次递减，若是依次递减则进行相位图谱分析，判断第一信号采集模块至第四信号采集模块对应的脉冲信号是否为局部放电信号，如果是局部放电信号，则确定产生局部放电的位置为第一检测区或其左侧的设备，如果不是局部放电信号，则确定该信号为GIS或其左侧的设备产生的干扰信号；
若第一信号采集模块至第四信号采集模块的对应的脉冲信号的幅值是否是依次递增，若是依次递增则进行相位图谱分析判断第一信号采集模块至第四信号采集模块对应的脉冲信号是否为局部放电信号，如果是局部放电信号，则确定产生局部放电的位置为第五检测区或其右侧的设备，如果不是局部放电信号，则确定该信号为变压器或其右侧的设备产生的干扰信号。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高压电缆局部放电在线检测***，其特征在于，所述***包括若干信号采集模块，分别记为第一信号采集模块、第二信号采集模块、第三信号采集模块、第四信号采集模块，所述信号采集模块设置于高压电缆线的不同位置，所述采集模块的输出端均连接至局部放电检测模块的输入端，局部放电检测模块的输出端连接至局部放电分析模块，其中，每个信号采集模块均包括：信号采集传感器、保护单元、信号调理单元，所述信号采集传感器输出端通过保护单元连接至信号调理单元，信号调理单元的输出端连接至局部放电检测模块，局部放电检测模块的输出端连接至局部放电分析模块的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种高压电缆局部放电在线检测***，其特征在于，所述信号采集传感器为金属箔传感器。
3.根据权利要求2所述的一种高压电缆局部放电在线检测***，其特征在于，所述金属箔传感器四周设有5mm金属边，所述金属边逆时针折叠180度。
4.根据权利要求1所述的一种高压电缆局部放电在线检测***，其特征在于，所述信号调节单元包括：放大器、滤波器，保护单元的输出信号依次经过放大器放大、滤波器的滤波后输出至局部放电检测模块。
5.根据权利要求1所述的一种高压电缆局部放电在线检测***，其特征在于，第一信号采集模块、第二信号采集模块、第三信号采集模块、第四信号采集模块从左至右依次设置在高压电缆不同位置并将高压电缆分为五个检测区，分别记为：第一检测区、第二检测区、第三检测区第四检测区、第五检测区，其中，第一信号采集模块和第二信号采集模块之间的区域记为第二检测区域，第二信号采集模块和第三信号采集模块之间的区域记为第三检测区域，第三信号采集模块和第四信号采集模块之间的区域记为第四检测区域，第一信号采集模块左侧区域记为第一检测区，第四信号采集模块右侧区域记为第五检测区。
6.一种高压电缆局部放电在线检测定位方法，所述方法应用于如权利要求1-5任一项所述的一种高压电缆局部放电在线检测***，其特征在于，包括以下步骤：
S1：设置采样参数，利用信号采样模块获取高压电缆不同位置的信号；
S2：将采集到的信号通过保护单元送到信号调理单元进行信号的放大和滤波；
S3：将信号调理单元处理后的信号送至局部放电检测模块进行脉冲信号提取，得到各信号采集模块对应的脉冲信号；
S4：判断各信号采集模块对应的脉冲信号极性是否相同，若极性不同，则进行步骤S5，若极性相同则进行步骤S6；
S5：根据第一信号采集模块、第二信号采集模块、第三信号采集模块、第四信号采集模块对应的脉冲信号的极性的不同及幅值关系判断产生局部放电的位置。
S6：判断第一信号采集模块至第四信号采集模块的脉冲信号的幅值是否是依次递减，若是依次递减则进行相位图谱分析，判断第一信号采集模块至第四信号采集模块对应的脉冲信号是否为局部放电信号，如果是局部放电信号，则确定产生局部放电的位置为第一检测区或其左侧的设备，如果不是局部放电信号，则确定该信号为GIS或其左侧的设备产生的干扰信号；
若第一信号采集模块至第四信号采集模块的对应的脉冲信号的幅值是否是依次递增，若是依次递增则进行相位图谱分析判断第一信号采集模块至第四信号采集模块对应的脉冲信号是否为局部放电信号，如果是局部放电信号，则确定产生局部放电的位置为第五检测区或其右侧的设备，如果不是局部放电信号，则确定该信号为变压器或其右侧的设备产生的干扰信号。
7.根据权利要求6所述的一种高压电缆局部放电在线检测定位方法，其特征在于，步骤S5所述根据第一信号采集模块、第二信号采集模块、第三信号采集模块、第四信号采集模块采集信号的极性的不同及幅值关系判断产生局部放电的位置具体为：
如果第二信号采集模块、第三信号采集模块、第四信号采集模块对应的脉冲信号极性相同，且均与第一信号采集模块对应的脉冲信号极性相反，且第一信号采集模块对应的脉冲信号的幅值和第二信号采集模块对应的脉冲信号幅值均大于第三信号采集模块对应的脉冲信号的幅值、第一信号采集模块对应的脉冲信号的幅值，则产生局部放电的位置为第二检测区域；
如果第一信号采集模块、第二信号采集模块、第三信号采集模块对应的脉冲信号极性相同，且均与第四信号采集模块对应的脉冲信号极性相反，且第三信号采集模块对应的脉冲信号的幅值和第四信号采集模块对应的脉冲信号幅值均大于第一信号采集模块对应的脉冲信号的幅值、第二信号采集模块对应的脉冲信号的幅值，则产生局部放电的位置为第四检测区域；
如果第一信号采集模块对应的脉冲信号极性与第二信号采集模块对应的脉冲信号极性相同，第三信号采集模块对应的脉冲信号极性与第四信号采集模块对应的脉冲信号极性相同，且第二信号采集模块对应的脉冲信号极性与第三信号采集模块对应的脉冲信号极性相反，第二信号采集模块对应的脉冲信号的幅值和第三信号采集模块对应的脉冲信号幅值均大于第一信号采集模块对应的脉冲信号的幅值、第四信号采集模块对应的脉冲信号的幅值，则产生局部放电的位置为第三检测区域。
8.根据权利要求6所述的一种高压电缆局部放电在线检测定位方法，其特征在于，所述采样参数包括：采样率、采样时长。
9.根据权利要求8所述的一种高压电缆局部放电在线检测定位方法，其特征在于，所述采样率为100M/s，所述采样时长为20ms。
10.根据权利要求6所述的一种高压电缆局部放电在线检测定位方法，其特征在于，步骤S3所述局部放电检测模块进行脉冲信号提取采用小波变换的奇异性检测方法提取脉冲信号。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200609 |