[实用新型]一种电力隧道在线式高压电缆局部放电监测装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种高压电缆局部放电检测装置，尤其涉及一种电力隧道在线式高压电缆局部放电监测装置。 

背景技术

高压电缆线路在城网中通常担负着重要的输电任务，是电力系统最基本的组成部分，对整个电力系统极其重要，我国66kV及以上电压等级的高压电缆主要采用带有金属护层的单芯电缆。 

高压电缆绝缘结构中往往会由于加工技术上的难度或原材料不纯而存在气隙和有害性杂质，或者由于工艺原因在绝缘与半导电屏蔽层之间存在间隙或半导电层向绝缘层突出，在这些气隙和杂质尖端处极易产生局部放电（PD，Partial discharge）。局部放电作为高压电缆线路绝缘故障早期的主要表现形式，既是引起绝缘老化的主要原因，又是表征绝缘状况的主要特征参数。高压电缆线路局部放电量与电力电缆绝缘状况密切相关，局部放电量的变化预示着电缆绝缘中一定存在着可能危及电缆安全运行的缺陷。因此，准确测量局部放电是判断高压电缆绝缘品质的最直观、理想、有效的方法。对运行中的交联电缆线路实施局部放电在线监测，进而分析诊断运行线路中电缆及附件的绝缘缺陷状况，具有重大现实意义。 

国内外研制的局部放电装置很多，早期的方案一般采用传感器、调理模块、采集卡和计算机等部分组成，主要应用于GIS、发电机、变压器的局部放电监测。目前已经实现的高压电缆的在线式局部放电的监测方案，存在以下问题：1）采用计算机或DSP处理器，功耗较大，由于现场采集装置与监控中心的数据传输量太大，需要沿高压电缆敷设光缆和220V供电线路，施工难度大，不适于大范围推广，由于电力电缆隧道环境恶劣，常年高湿，经常进水，敷设220V供电线路也会给整个电缆带来安全隐患，影响电力安全。2）电缆全线的采样单元不能实现同步采样，无法实现全面了解电缆系统本体及每个附件绝缘运行状态，对电缆绝缘故障进行前期预警。 

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种电力隧道在线式高压电缆局部放电监测装置，它具有针对性强，可靠性好，功能完善的优点。 

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

一种电力隧道在线式高压电缆局部放电监测装置，它包括电流互感器，电流互感器将采集的高压电缆上的局部放电信号依次经前端信号调理模块和A/D转换模块处理后进入高速处理单元，高速处理单元将采集结果存入数据存储单元，高速处理单元对采集结果进行分析，将放电数据送入嵌入式处理单元，嵌入式处理单元通过通信模块将放电数据上传给监控主机，所述高速处理单元还与超级电容连接，超级电容为高速处理单元提供工作所需的大电流，在高速处理单元和超级电容之间还接有控制电路，控制电路控制超级电容的充放电。

所述高速处理单元采用高速DSP处理器，负责对局部放电的采集和A/D转换过程控制，将采集结果存储至数据存储单元，对采集结果进行分析，将放电数据发送至嵌入式处理单元。 

所述通信模块采用通信与电源共线传输，负责命令、波形数据与监控主机的传输。

所述数据存储单元采用RAM存储器，暂存局部放电采集数据。 

所述前端信号调理模块对电流互感器采集的局部放电信号进行阻抗匹配，实现增益放大、峰值保持、抗干扰处理，送入A/D转换模块。 

所述A/D转换模块采用高速多通道AD芯片，具有4通道模拟信号接口，采样精度12位，采样频率最高6Msps，模拟电源采用单路5V供电。 

所述电流互感器安装于电缆接地线，用于耦合局部放电所产生的高频脉冲信号，对信号进行信号采集、转换和预处理，同时对工频及其谐波等的低频信号予以抑制。 

一种局部放电监测系统，它包括监控平台，监控平台与监控主机通信，监控主机与至少一个局部放电监测装置通信；各个局部放电监测装置挂接在同一线路上，由监控主机发送同步采样命令，采样完成后，各局部放电监测装置本地进行前期分析处理，然后分时将放电有效数据上传至监控主机；监控主机将收到的数据输到监控平台，由监控平台对各局部放电监测装置的波形数据形成局部放电谱图，对放电量的连续监测形成放电趋势图，从而掌握被监测电缆本体及每个附件绝缘运行状态，对电缆绝缘故障进行前期预警。 

本实用新型的有益效果：