[發(fā)明專利]礦用高壓電纜絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410225812.6
• 申請(qǐng)日: 2014-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN103995220A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋建成;田慕琴;許春雨;雷志鵬;宋淵;劉媛;蘇文;李傳揚(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/12
• 分類號(hào): 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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦用高壓電纜絕緣在線監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種能用于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地供電系統(tǒng)中的礦用高壓供電電纜絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

礦用高壓電纜是煤礦井下電能傳輸?shù)拿浇?，?duì)于煤礦安全與負(fù)荷的運(yùn)行穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。由于礦用電纜運(yùn)行環(huán)境惡劣，電纜引發(fā)的電氣故障幾率較大，約占供電事故總數(shù)的2/3左右，是引起瓦斯、煤塵爆炸等重特大事故的主要原因之一。因此，為了提高煤礦供電的連續(xù)性、可靠性和安全性，亟需尋找一種切實(shí)有效的方法對(duì)礦用高壓電纜絕緣狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。?

電纜絕緣傳統(tǒng)監(jiān)測方法多為離線檢測，這些方法均在停電狀態(tài)下進(jìn)行，難以及時(shí)判斷電纜運(yùn)行中的絕緣水平，無法連續(xù)反映電纜運(yùn)行狀態(tài)。另外，離線檢測盲目性很大，浪費(fèi)人力、物力，甚至有些離線檢測方法還會(huì)破壞電纜絕緣。針對(duì)電纜絕緣在線監(jiān)測技術(shù)和檢測方法方面的研究，經(jīng)過多年的發(fā)展，本領(lǐng)域?qū)W者們提出了多種在線監(jiān)測方法，比如直流分量法、局部放電法、介質(zhì)損耗法等。這些方法理論性強(qiáng)，但在具體實(shí)施中存在一些技術(shù)缺陷或瓶頸問題，直流分量法容易受現(xiàn)場雜散電流的影響，導(dǎo)致微弱電流信號(hào)提取困難，在工程實(shí)際中難以實(shí)施；局部放電法能有效判斷電纜絕緣是否存在老化現(xiàn)象，但無法有效地克服電力系統(tǒng)的干擾，同時(shí)其監(jiān)測范圍有限，難以監(jiān)測整個(gè)煤礦電纜供電網(wǎng)絡(luò)；介質(zhì)損耗法能有效反映電纜集中性缺陷，但是無法有效地反映整體性缺陷。另外，現(xiàn)有監(jiān)測裝置檢測參數(shù)單一，不能有效地應(yīng)用于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地供電系統(tǒng)，難以全面、準(zhǔn)確地反映電纜絕緣水平。?

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地供電系統(tǒng)中的礦用高壓供電電纜絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，能實(shí)時(shí)在線監(jiān)測電纜絕緣水平，提高電纜供電可靠性和安全性，保證煤礦安全生產(chǎn)。?

本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：一種礦用高壓電纜絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括防爆外殼、DSP處理單元、通訊單元、溫度信號(hào)檢測單元、絕緣電阻信號(hào)檢測單元、電源單元和工控機(jī)，溫度信號(hào)檢測單元、絕緣電阻信號(hào)檢測單元分別與DSP處理單元相連，DSP處理單元通過通訊單元與工控機(jī)相連，溫度信號(hào)檢測單元和絕緣電阻檢測單元分別與電源單元相連；其中?

DSP處理單元包括DSP2812芯片（U10）、電源模塊（U5）、復(fù)位電路（U6）、時(shí)鐘電路（U7）、JTAG接口電路（U8）和存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路（U9），其中電源模塊（U5）、復(fù)位電路（U6）、時(shí)鐘電路（U7）、JTAG接口電路（U8）與DSP2812芯片（U10）相應(yīng)管腳相連，擴(kuò)展的存儲(chǔ)器經(jīng)15位總線與DSP2812芯片（U10）相連；DSP處理單元包含電壓電流信號(hào)采集程序、溫度信號(hào)采集程序、中值濾波程序、通訊程序、電壓電流信號(hào)模型參數(shù)識(shí)別程序以及線芯溫度反演程序；

通訊單元為RS-485通訊電路（U4），通過串行總線與DSP2812芯片（U10）相連；

溫度信號(hào)檢測單元包括溫度傳感器（P1）和溫度信號(hào)調(diào)理電路（U1），溫度傳感器（P1）固定在防爆殼內(nèi)的三相電纜絕緣表面，溫度信號(hào)經(jīng)溫度信號(hào)調(diào)理電路（U1）后由通訊線路傳送至DSP處理單元（U5）的4路A/D接口，利用DSP處理單元建立的電纜線芯溫度暫態(tài)模型以及采集的電纜絕緣層溫度和環(huán)境溫度推算電纜線芯溫度；

絕緣電阻信號(hào)檢測單元絕緣電阻信號(hào)檢測單元分為電壓信號(hào)調(diào)理單元和電流信號(hào)調(diào)理單元，電壓信號(hào)調(diào)理單元包括電壓互感器和電壓信號(hào)調(diào)理電路（U2），電流信號(hào)調(diào)理單元包括電流互感器和電流信號(hào)調(diào)理電路（U3），電壓互感器和電流互感器安裝在防爆外殼內(nèi)，電壓信號(hào)和電流信號(hào)分別經(jīng)電壓信號(hào)調(diào)理電路（U2）和電流信號(hào)調(diào)理電路（U3）后由通訊線路傳送至DSP處理單元6路A/D接口，然后在DSP處理單元進(jìn)行模型參數(shù)識(shí)別，獲得電纜絕緣電阻；

電源單元為AC/DC模塊（U11和U12），其輸入端接電壓互感器副邊，輸出端可為溫度信號(hào)調(diào)理電路（U1）、電壓信號(hào)調(diào)理電路（U2）和電流信號(hào)調(diào)理電路（U3）提供電源+15V、-15V、+5V電壓；

工控機(jī)與DSP處理單元經(jīng)通訊單元相連，用于顯示處理數(shù)據(jù)，工控機(jī)進(jìn)一步通過以太網(wǎng)與地面監(jiān)控中心相連；

DSP處理單元、通訊單元、電源單元、溫度信號(hào)檢測單元、絕緣電阻信號(hào)檢測單元以及工控機(jī)封裝在防爆殼體內(nèi)。