[实用新型]一种高压电缆外护套绝缘状态在线监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电缆技术领域。

背景技术

高压XLPE电力电缆运行过程中的破坏首先来源于外护套的损坏，外护套绝缘层被破坏将造成金属护层出现两点直接接地的情况。从而，不可避免在金属护层中就会产生感应电流，此感应电流的大小与接地电阻、电缆的长度及线芯的电流有关，金属护套上的感应电流会产生很大的损耗，使电缆局部发热，不仅浪费电能，关键还会降低电缆输送容量，严重减少电缆使用寿命，威胁电缆安全运行。另外，电缆金属护层如果直接接地或暴露在外也会导致金属护层被腐蚀。护层腐蚀击穿后，水分将极易进入电缆绝缘层并在绝缘层上产生水树及电树；同时因外护套的破坏，产生两点直接接地，因环路中电阻较小、感应电流很大，会加速电缆护套和金属铠装损坏，故对XLPE电缆外护套绝缘性能进行在线监测和故障诊断的研究意义重大。

随着XLPE电力电缆的广泛应用，其绝缘状态在线监测和故障诊断技术也得到了快速发展，在国内外已有广泛应用。对XLPE电力电缆运行状况进行在线监测和故障诊断，主要是从电压、电流、局放量或运行温度、含水量等参数入手，对XLPE电力电缆的主绝缘及外护套运行情况进行监测。目前，国内外普遍采用的电力电缆绝缘在线监测法主要有直流分量法、直流叠加法、在线检测直流损耗角正切法、局部放电法、温度检测法、接地线感应环流法等。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种高压电缆外护套绝缘状态在线监测系统，根据直流叠加法和接地环流检测法相结合的原理，对外护套绝缘情况进行在线监测，并对疑似缺陷进行故障定位，通用性强、结构简单、造价低廉、运行可靠，有效实现高压电缆外护套绝缘状态的实时在线检测和故障定位。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种高压电缆外护套绝缘状态在线监测系统，包括安装于被测电缆段上各中间接头处的监测装置，该监测装置包括直流电源模块、电流检测模块、电网隔离保护模块、模式选择模块、参数整定模块、数据处理模块、自检测与指示模块和数据显示与诊断模块；

直流电源模块与其他各模块均相连，包括变压单元、整流单元和滤波单元，变压单元将220V交流电转化为5V或15V的直流电，直流电经过整流单元整流和滤波单元滤波后供电给其他各模块；

电流检测模块连接中间接头的接地线和数据处理模块，包括电流采集单元和滤波单元；电流采集单元连接中间接头的接地线，实时在线采集不同操作模式下电缆的接地环流，采集数据经过滤波单元滤波处理后传输给数据处理模块；

电网隔离保护模块连接中间接头和数据处理模块，包括过电流保护单元、过电压保护单元和接地开关；接地开关串接在中间接头的接地线中，根据数据处理模块的设定实现接地开关在非监测状态、过流和过压状态下的闭合隔离操作以及监测状态下的开断操作；

模式选择模块连接电网隔离保护模块和数据处理模块，包括根据数据处理模块的设定驱动接地开关的继电器，以实现监测状态、非监测状态的模式选择；

参数整定模块连接数据处理模块，实现高压电缆不同分段电流值的设定以及相同分段不同相电流值的设定，并根据数据处理模块的控制实现过流保护、过压保护、绝缘状态判据等参数的整定，并将整定后的数据传给所述数据处理模块；

数据处理模块连接自检测与指示模块和数据显示与诊断模块，包括数据处理单元、模/数转换单元和数/模转换单元；数据处理单元为微控制单元，驱动电流检测模块对接地环流进行在线监测，根据操作模式判定接地开关的动作，并根据参数整定模块整定后的数据对高压电缆外护套状态进行判定，将判定结果通过数据显示与诊断模块进行显示；模/数转换单元和数/模转换单元实现数字信号和模拟信号的转换；

自检测与指示模块包括系统自检测单元和指示单元；系统自检测单元接收数据处理模块发送的脉冲信号，实时监控所述数据处理单元的工作状态，实现对数据处理单元的电压监控和程序自检测；指示单元与系统自检测单元相连，对系统自检测单元的检测结果进行指示，当数据处理单元正常工作时，不进行指示，当系统自检测单元发现数据处理单元出现故障时，指示单元进行故障指示；

数据显示与诊断模块与数据处理单元相连，对数据处理模块给出的绝缘情况和故障定位结果进行显示。

作为优选，各中间接头至少为两个。

作为优选，数据处理单元为单片机MCP89E52。