[发明专利]高压电缆局部放电在线监测及放电位置定位系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电气设备绝缘监测领域，具体涉及到一种高压电缆局部放电在线监测及放电位置定位系统。

背景技术

电力电缆作为电力主要的传输通道，是输电中最为重要的设备。但是电缆运行末期,受电缆本体绝缘的树枝老化,电-热老化及附件老化的影响,电力电缆的故障率将大幅上升。一旦出现电缆事故，将会影响人民生活，对国家、企业、个人造成经济损失。

局部放电检测一直是电缆绝缘非破坏性电气检验的主要项目，越来越被看作是一种最有效的绝缘诊断方法，目的是观察和研究局部放电引起的绝缘老化问题。

电缆发生局部放电时，引起局部放电的空穴形成实阻抗。其产生的脉冲基本上是单极性脉冲，上升时间很短，并且脉冲宽度也很窄。脉冲在电缆中传播时，呈现衰减和散射特性，当到达测量点时，脉宽增加幅值减小。

国内外运行经验和研究成果表明：XLPE电力电缆性能早期劣化或使用寿命很大程度上取决于其绝缘介质的树枝状老化，而局部放电测量是定量分析树枝状劣化程度的有效方法之一。

国内外现有技术，一般采用脉冲电流传法或是超高频法等手段，实现对电缆接头的局部放电水平进行监测，判断其老化程度。目前监测方法的缺陷在于，由于电缆很长，电缆中间部分产生的局部放电电流也会沿着电缆屏蔽层经过接头处接地线往大地传播，现有的技术无法判断是接头部分的放电，还是电缆本体部分的放电。如果绝缘故障发生在非接头处，现有技术通常无法实现放电位置准确定位。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提出一种高压电缆局部放电在线监测及放电位置定位系统，实现电缆整体的全方位局部放电在线监测，并能对放电位置准确定位，可为电缆的检修提供依据。

本发明的技术方案是：一种高压电缆局部放电在线监测及放电位置定位系统，至少包括两个安装在同一条电缆不同接头处的数据采集器，所述数据采集器设置有三个BNC接口，各BNC接口一端通过同轴电缆连接于高频电流传感器，一端通过网线连接至数据采集器同时并与设置于数据采集器内的数据采集卡相连，所述数据采集卡一路通过两芯信号触发线连接于同步采样触发器，另一路通过网线连接于光端机；

所述同步采样触发器通过设置于数据采集器的单模光纤接口连接至单模光纤和同步采样控制单元，同步采样控制单元与工控机相连；

所述光端机通过设置于数据采集器的单模光纤接口连接至单模光纤和工控机端的光端机。

进一步地，所述光端机内置有光电信号转换器。

进一步地，所述数据采集器以及同步采样触发器均设置有光电信号转换器。

进一步地，高频电缆传感器分别卡套在A、B、C三相被测电缆接头处屏蔽层接地线或者交叉互连线上，电缆无需停电即可方便地带电安装拆卸。

进一步地，所述数据采集器还设置有电源接口，其供电电压为220V。

进一步地，所述同步采样触发器与另一接口数字采集器设置的同步采样触发器通过单模光纤连接。

进一步地，所述光端机与另一接口数字采集器设置的光端机通过单模光纤连接。

进一步地，所述多个采集器有两个单模光纤接口，通过一条单模光纤与工控机端的光端机连接，光端机采用以太网网线，与工控机的RJ-45端口连接组成局域网，采集器与工控机的通信协议为TCP/IP协议，通讯速率可达100Mbps。

进一步地，所述的同步采样触发器，带有单模光纤接口，通过另一条单模光纤与所有采集器的另一个单模光纤接口连接。同步采样触发器通过串口线和RS-232协议，接收工控机端的采集命令，并发出一个触发信号，这个触发信号为一个上升沿很陡的单脉冲，通过光纤传输到每一个采集器，所有采集器在接收到这个脉冲之后，开始同步采集。

进一步地，所述高频电流传感器的频率响应范围为LkHZ-100MHZ。

进一步地，所述高频电流传感器采用开合式钳形结构，拆卸安装方便。

进一步地，所述高频电流传感器通过同轴电缆与采集器上A、B、C相采集通道的BNC接口连接。

进一步地，所述的采集器中的采集卡采用高性能FPGA处理器，实现100Msps、12Bit分辨率的高速采样、存储，每次分析可连续采样50个工频周期以上的数据。

本发明还提供了高压电缆局部放电在线监测和放电位置的定位方法，其特征在于：包含如下步骤，

1)假设被测电缆为L米长的单芯电缆，高频电流传感器5安装在接头处的屏蔽层接地线上，假设电缆的一固定位置处发生局部放电，此时该放电产生的高频脉冲电流信号会同时向左右两端的接头传输。