[發明專利]高壓電纜系統分布式局部放電在線監測方法及裝置

無效

• 申請號: 201010566474.4
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN102116824A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 羅俊華;李文杰;趙健康;蒙紹新;夏榮
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武;周瑾

技術領域

本發明涉及一種電纜設備檢測裝置，特別是涉及一種高壓電纜系統分布式局部放電在線監測方法和裝置。

背景技術

隨著高壓及超高壓電力電纜的發展和應用，交聯聚乙烯(XLPE)電力電纜以其合理的工藝和結構、優良的電氣性能、安裝敷設簡單、運行維護工作少、安全可靠的特點，在電力系統中得到了越來越廣泛的應用。高壓超高壓電纜系統作為城市供電和主網架的重要環節，在我國城市電網中已占據非常重要的地位。如何實現這些電纜設備的狀態檢測，保證電纜設備安全可靠運行，是目前國內外研究的熱點。電纜系統局部放電在線檢測可及時發現故障隱患，對絕緣劣化進行前期預報和評估，積極有效地預防電纜系統突發運行故障，是實現電纜設備狀態檢修至關重要的技術手段。

電纜附件例如中間接頭都是在現場條件下人工制作安裝的，其絕緣品質往往低于電纜本體絕緣品質，是電纜系統中絕緣薄弱環節。中間接頭施工工藝不良形成的各種施工缺陷，使接頭內電場分布不均勻，導致局部放電的產生。在工頻電壓下，局部放電將引起電纜絕緣中電樹的產生和擴展，并加速絕緣的劣化，最終導致絕緣擊穿。

目前許多高壓電纜局部放電在線監測系統現場測量效果不理想，其主要原因有：(1)外界強電磁場干擾源很多，單純依靠硬件技術實現剔除和防止外界電磁干擾難度很大，且許多軟硬件結合的抗干擾方法對測量設置有所要求；(2)采集的局部放電信號微弱，幅值很小，極易被背景噪聲淹沒；(3)窄頻帶濾波器和高倍數的放大器使得采集到的信號的原始波形畸變，容易導致誤判；(4)電纜局部放電信號識別技術不夠成熟，缺乏現場測量的局部放電脈沖信號波形、頻率及幅值的識別判斷技術；(5)缺乏XLPE電纜絕緣劣化的評價基礎理論的研究和運行狀態判據等實際運行經驗的積累。

上述各種因素的存在，大大降低了高壓電纜局部放電在線檢測的靈敏度、準確度、可信度。因此，如何運用現有的先進技術，最大限度抑制干擾，準確提取局放信號，更可靠、更靈敏地為后續的絕緣診斷提供信息，成為高壓電纜設備局部放電在線檢測中的重要方向。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對目前電纜設備在線檢測上述問題，本發明提出一種高壓電纜系統分布式局部放電在線監測方法及其裝置，能夠分布式的監測整條電纜線路的每個附件及附件一定范圍內的本體的局部放電信號。

本發明所采用的技術方案是：一種高壓電纜系統分布式局部放電在線監測方法，整條電纜線路每個附件處安裝高頻寬帶電磁耦合傳感器，傳感器套接在電纜附件接地線或交叉互聯線上來耦合局部放電信號，50Hz電流傳感器套接在電纜本體上來耦合工頻電流信號，下位機對傳感器信號進行調理及高速采集并預處理，并通過光纖傳輸網絡將數字信號傳送至上位機監控軟件，實現高壓電纜設備分布式局部放電的在線監測，其特征在于，包括以下步驟：

(1)在整條電纜線路每個電纜附件接地線或交叉互聯線上套接高頻寬帶電磁耦合傳感器，通過信號調理后接入高速數據采集卡的通道上，進行三相同步觸發高速采樣，并經FPGA電路處理后，將數字信號存儲于下位機ROM中；

(2)在電纜本體上套接50Hz工頻電流傳感器，通過信號調理后也接入高速數據采集卡的通道上進行采樣，用于局部放電信號采集通道的觸發，以確定局部放電信號的工頻電壓相位；

(3)下位機內包括有信號調理模塊、高速數據采集卡、I/O卡，用來完成局部放電信號的初步干擾抑制、觸發采集、數據存儲；

(4)光纖傳輸網絡將每個下位機監測單元連接至上位機監控單元；

(5)上位機監控單元完成對下位機的硬件控制，采集數據的接收、視在放電量的顯示、放電量-放電相位的放電譜圖顯示；

(6)通過對每個附件放電量的連續監測，形成放電趨勢數據庫，從而掌握整條電纜線路絕緣運行狀況。

本發明還提供一種高壓電纜系統分布式局部放電在線監測裝置，包括高頻寬帶電磁傳感器、光纖傳輸網絡及上位機，高頻寬帶電磁傳感器套接在三相電纜附件接地線或交叉互聯線上，其特征在于，還包括下位機數據預處理采集單元，上位機通過光纖傳輸網絡與下位機相連，下位機數據預處理采集單元進一步包括信號前置調理單元、I/O控制單元、高速數據采集卡，信號前置調理單元對高頻寬帶電磁傳感器耦合的信號進行調理，高速數據采集卡對調理后的信號進行采集，I/O控制單元完成采集的控制，并通過光纖傳輸網絡將采集數據傳送到上位機。