[發(fā)明專利]一種礦用高壓電纜在線故障診斷及預(yù)警方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110059637.4
• 申請(qǐng)日: 2011-03-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102156245A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋建成;劉姝敏;雷志鵬;許春雨;田慕琴;耿蒲龍;郭安林;孫范園
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/08
• 分類號(hào): G01R31/08;G01R31/12
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 李富元

1.一種礦用高壓電纜在線故障診斷及預(yù)警方法，其特征是：

(1)單片機(jī)采集發(fā)送；利用STC89C51單片機(jī)接收到現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA的采集電纜溫度和絕緣電阻指令后，啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD0809采集10個(gè)轉(zhuǎn)換周期的電纜溫度和絕緣電阻數(shù)據(jù)，去除采樣數(shù)據(jù)的最大值和最小值后計(jì)算出平均值，將計(jì)算得到的電纜溫度和絕緣電阻特征量通過(guò)串口通信發(fā)送給FPGA；

(2)FPGA采集發(fā)送；FPGA在接收到工控機(jī)采集的電纜溫度和絕緣電阻指令后，通過(guò)RS232向單片機(jī)發(fā)送采集指令；FPGA接收到單片機(jī)通過(guò)RS232發(fā)送來(lái)的電纜溫度和絕緣電阻特征量后，經(jīng)CAN總線通訊發(fā)送至工控機(jī)；FPGA在接收到工控機(jī)采集局部放電指令后，通過(guò)對(duì)高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD9283進(jìn)行控制，按10MHz采樣率采集一個(gè)工頻周期局部放電信號(hào)，將采集得到的局部放電信號(hào)存儲(chǔ)到FPGA宏功能Mega?function定義的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器中，采集結(jié)束后將局部放電采集數(shù)據(jù)通過(guò)CAN總線通訊發(fā)送至工控機(jī)；

(3)工控機(jī)通訊；工控機(jī)定時(shí)向FPGA發(fā)送采集指令，工控機(jī)通過(guò)CAN總線接收步驟(2)發(fā)送來(lái)的電纜溫度、絕緣電阻和局部放電特征信號(hào)，利用虛擬儀器LabVIEW的數(shù)據(jù)庫(kù)連接工具包將全部特征信號(hào)存儲(chǔ)在SQL?Sever數(shù)據(jù)庫(kù)的電纜監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)表中；同時(shí)工控機(jī)利用虛擬儀器LabVIEW的數(shù)據(jù)通信工具包的TCP協(xié)議，通過(guò)以太環(huán)網(wǎng)與井上調(diào)度中心計(jì)算機(jī)通訊，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和預(yù)警信息發(fā)送給井上調(diào)度中心；

(4)局部放電特征提取；根據(jù)步驟(3)接收得到的局部放電特征信息，在虛擬儀器LabVIEW中提取譜圖，計(jì)算放電量因數(shù)Q、相位不對(duì)稱度Φ、相關(guān)系數(shù)cc和正(負(fù))半波偏斜度S_K⁺(S_K^-)等統(tǒng)計(jì)特征量；

(5)局部放電模式識(shí)別；在虛擬儀器LabVIEW中編寫三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，利用局部放電試驗(yàn)數(shù)據(jù)訓(xùn)練三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，得到三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值；

將步驟(4)提取的局部放電統(tǒng)計(jì)特征量作為三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，識(shí)別礦用高壓電纜絕緣局部損傷、絕緣受潮、絕緣氣泡、電纜線芯有毛刺、絕緣水樹(shù)等局部放電現(xiàn)象；

(6)故障診斷及預(yù)警；根據(jù)步驟(3)采集得到的電纜溫度和絕緣電阻特征量及步驟(5)得到的局部放電類型，利用電纜特征量與故障的關(guān)系樹(shù)，在虛擬儀器LabVIEW中編寫規(guī)則庫(kù)，預(yù)警礦用高壓電纜的潛在故障類型；

(7)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)；根據(jù)步驟(3)和(4)得出的數(shù)據(jù)，將電纜溫度、絕緣電阻和局部放電統(tǒng)計(jì)特征量存儲(chǔ)在電纜監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)表中，將步驟(5)和(6)輸出結(jié)果存儲(chǔ)在電纜實(shí)時(shí)預(yù)警信息表中；在下一次存儲(chǔ)步驟(3)、(4)、(5)和(6)的數(shù)據(jù)前，將監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)警實(shí)時(shí)信息轉(zhuǎn)存到電纜監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù)表中和電纜預(yù)警歷史信息表中；為保證系統(tǒng)的完整性，給工作人員提供更全面的信息，數(shù)據(jù)庫(kù)在存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和預(yù)警信息的同時(shí)，存儲(chǔ)礦用高壓電纜的靜態(tài)參數(shù)、測(cè)試數(shù)據(jù)和檢修記錄；

(8)人機(jī)界面顯示；井上調(diào)度中心計(jì)算機(jī)通過(guò)以太環(huán)網(wǎng)讀取工控機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息，在虛擬儀器LabVIEW中對(duì)電纜監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和電纜預(yù)警實(shí)時(shí)信息進(jìn)行顯示，同時(shí)可以對(duì)電纜的靜態(tài)參數(shù)、測(cè)試數(shù)據(jù)、檢修記錄、監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù)和預(yù)警歷史信息進(jìn)行查詢。