[发明专利]一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁行业高压供电系统技术领域，尤其是涉及一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法和装置。

背景技术

高压电缆都是由导线、内半导体层、绝缘层、外半导体层、屏蔽层、内护套层、铠装护套层和外护套层构成，接地线就接在屏蔽层上。当把导线看成是一次线圈，那么，屏蔽层就成了二次线圈。三相高压电缆中因为三相感应电动势矢量和几乎为零，因此电缆屏蔽层中的感应电压也几乎为零，在采用双端接地时接地电流会很小，对电缆的影响就较小。单相电缆由于存在感应电动势，在屏蔽层两端会感应出电压，在电缆两端接地后，屏蔽层接地电压降为零，但由于两端接地后屏蔽层通过大地构成回路，存在接地电流，当电缆达到一定长度时，感应电流会超过屏蔽层允许值。

鉴于以上原因，需要考虑如何避免造成屏蔽层感应电流的增加。实践证明当采取单端接地则可以达到该效果，但是当单端接地后非接地端的电压会升高。在电缆长度不超过500米时可采用一端接地，另一端采用电缆护层保护器接地，由于其他部位对地没有构成回路，可以减少环流，利于提高电缆的安全运行。根据GB50217-94要求：非直接接地一端金属护套中的感应电压不超过50V；若采取不能任意接触金属护套的安全措施，该电压可提高到100V。采用金属护套一端接地的电缆线路在与架空线路相接的一端，保护器装设在另一端，这样可以降低金属护套上的冲击过电压。在直接接地端接地线应先互联再接地。

目前电缆护套保护器一般为氧化锌阀片护层保护器，在运行过程中，由于设备结构密封不严致内部受潮或阀片老化而引起绝缘性能逐步降低，若不能及时发现和更换故障护层保护器，可能会导致电缆线路烧损，导致设备运行的不可控。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法和装置，解决了过去在使用电缆护层保护器时，无法监控电缆运行期间的感应电压数据、不能判断电缆运行状况的问题。

本发明的发明目的通过以下技术方案来实现：

一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)实时采集护层保护器的感应电压，并将其转换成低压直流感应电压信号；

(2)对感应电压信号进行处理，滤除短路时高压单芯电缆护层保护器的感应电压信号和断路时高压单芯电缆护层保护器的感应电压信号；

(3)将处理后的感应电压信号与在先采集的所有感应电压信号相比，判断是否有大范围的变动，如果有则说明护层保护器发生故障。

优选的，该方法还包括步骤：首先将采集的感应电压转换成低压感应电压，然后将低压感应电压转换成4～20mA的电流信号，然后将电流信号转换成低压直流感应电压信号。

优选的，如果对多个护层保护器进行监控时，先将采集的各个护层保护器的感应电压分别转换为4～20mA的电流信号，然后将所有的电流信号均转换成对应的低压直流感应电压信号。

优选的，该方法还包括步骤：将步骤(1)中得到的低压直流感应电压信号发送至远端，然后进行步骤(2)。

优选的，步骤(3)中所述的判断是否有大范围的变动的方法为，首先计算出在先采集的所有感应电压信号的均值，然后判断当前处理后的感应电压信号是否大于均值的10％～50％，如果为是则说明护层保护器发生故障。

优选的，步骤(3)中所述的判断是否有大范围的变动的方法为，首先将在先采集的所有感应电压信号绘制成感应电压信号变动线，然后判断当前处理后的感应电压信号是否为一个大的拐点，如果是则说明护层保护器发生故障。

一种用于高压单芯电缆护层保护器的监控装置，其特征在于，该监控装置包括：

电压互感器，与护层保护器连接，将护层保护器的感应电压换成低压感应电压；

电压变送器，与电压互感器连接，将低压感应电压转换成4～20mA的电流信号；

PLC控制器，与电压变送器连接，将电流信号转换成低压直流感应电压信号；

工控机，通过总线与PLC控制器连接，将处理后的感应电压信号与在先采集的所有感应电压信号相比，判断是否有大范围的变动，如果有则说明护层保护器发生故障。

优选的，所述的护层保护器设有多个，每个护层保护器均通过一个电压互感器、一个电压变送器后连接到PLC控制器。

优选的，所述的电压互感器的变压量程应大于或等于电缆护层感应电压的理论值。