[发明专利]高压电缆故障判定系统及方法

权利要求书

1.高压电缆故障判定系统，其特征在于：包括监控客户端、局部放电脉冲信号采集单元、信号处理单元、第一处理单元和与第一处理单元无线通信的第二处理单元，第一处理单元包括第一无线通信模块和第一控制器，第二处理单元包括第二无线通信模块和第二控制器；

局部放电脉冲信号采集单元设置于高压电缆上；

信号处理单元包括滤波电路和模数转换芯片，滤波电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容和运算放大器；

局部放电脉冲信号采集单元的信号输出端依次通过第一电阻和第二电阻连接运输放大器的同相输入端，运输放大器的同相输入端通过第一电容接地；运输放大器的反相输入端连接运输放大器的输出端，运输放大器的输出端连接模数转换芯片的信号输入端，运输放大器的输出端还通过第二电容连接于第一电阻和第二电阻之间；

模数转换芯片的信号输出端连接第一控制器，第一控制器通过第一无线通信模块和第二无线通信模块将信号传输到第二控制器，第二控制器将接收到的信号传输到监控客户端。

2.如权利要求1所述的高压电缆故障判定系统，其特征在于：局部放电脉冲信号采集单元包括高频电流传感器，高频电流传感器套设于高压电缆的屏蔽层上。

3.如权利要求2所述的高压电缆故障判定系统，其特征在于：高频电流传感器上设有GPS定位模块，GPS定位模块将定位信息传输到第一处理单元，第一处理单元将定位信息传输到第二处理单元，第二处理单元将定位信息传输到监控客户端。

4.如权利要求3所述的高压电缆故障判定系统，其特征在于：高频电流传感器处设有湿度传感器，湿度传感器将检测到的湿度信息传输到第一处理单元，第一处理单元将湿度信息传输到第二处理单元。

5.如权利要求4所述的高压电缆故障判定系统，其特征在于：局部放电脉冲信号采集单元与信号处理单元通过光纤连接；信号处理单元与第一处理单元也通过光纤连接。

6.如权利要求5所述的高压电缆故障判定系统，其特征在于：监控客户端上连接有报警电路，报警电路包括报警驱动芯片和与报警驱动芯片的信号输出端连接的压电喇叭，报警驱动芯片连接监控客户端的警示信息输出端。

7.如权利要求1至6任意一项所述的高压电缆故障判定系统，其特征在于：第一控制器和第二控制器分别为FPGA控制器和DSP控制器。

8.利用权利要求1所述的系统进行的高压电缆故障判定方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

(1)局部放电脉冲信号采集单元采集高压电缆上的局部放电脉冲信号；

(2)信号处理单元对局部放电脉冲信号采集单元采集到的局部放电脉冲信号进行滤波和放大；

(3)经过处理的局部放电脉冲信号传输到第二处理单元；

(4)第二处理单元根据接收到的湿度传感器发送的湿度信息，得出空气的相对湿度；第二处理单元对接收到的信号与阈值进行比较，当信号大于阈值时，进行步骤(5)；

其中，阈值的确定方法为：

其中，f_a为阈值；b为步骤(2)中信号处理单元对局部放电脉冲信号处理时的放大倍数；l为电缆的长度；s为电缆的横截面面积；α为校正系数，α的取值为：

α取0.3～0.7，当s_d为40％～60％；

α取1.5～2.4，当s_d＞60％或s_d＜40％；s_d为步骤(4)中计算出的空气的相对湿度。

(5)第二处理单元将故障信息传输到监控客户端，监控客户端上弹出提示屏进行提示。

9.如权利要求8所述的高压电缆故障判定方法，其特征在于：第二处理单元将接收到的故障信息和时刻变化的阈值信息均在显示屏上以横轴为时间，纵轴为电压值进行显示。

10.如权利要求8或9所述的高压电缆故障判定方法，其特征在于：第二处理单元实时接收到局部放电脉冲信号采集单元的位置信息和图像信息，并将接收到的位置信息和图像信息传输到监控客户端，当位置信息出现变化时，工作人员通过图像信息复核，查看局部放电脉冲信号采集单元是否被人为移动。