[发明专利]一种基于光纤传输的电缆接头局部放电监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于光纤传输的电缆接头局部放电监测系统，属于电力线路维护技术领域。

背景技术

XLPE交联聚乙烯电缆以其自身优势被广泛应用于各个电压等级的电网中，交联电缆生产水平的提高又促进了交联电缆应用的进一步扩大。现今每年全国的电缆需求量都以10万公里以上递增，交联聚乙烯电缆的应用在国内已相当广泛。一般说来，XLPE电力电缆在正常环境中的寿命预计为20-30年，随着运行时间的增加，如今部分XLPE电缆已逐渐进入电缆及其附件预期寿命的“中年期”，其发生故障的可能性大大增加。若电缆发生故障，比如绝缘击穿，则很可能影响到用户的用电可靠性和用电质量，严重时甚至可能造成大规模停电，造成国民经济的重大损失。局部放电现象构成了XLPE电缆绝缘水平的主要威胁，而电缆接头部分又是整个电缆绝缘的薄弱环节，因此对其进行在线监测成为了电缆保护的重点内容。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种抗干扰、高精确度、既可实时监测又具有数据存储功能的基于光纤传输的电缆接头局部放电监测系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

本发明包括卡钳式电缆接头局部放电检测器、现场数据处理模块、光纤供能数据线、本地数据处理模块以及装有处理程序的监控主机；所述现场数据处理模块由光电池、A/D转换器和光发射器组成；所述光纤供能数据线由供能光纤、数据光纤和包裹在供能光纤和数据光纤外的光纤复合绝缘柱组成；所述本地数据处理模块包括激光器、光接收器以及数字信号处理器；

    所述卡钳式电缆接头局部放电检测器包括卡钳形绝缘外壳、电流互感器和测量电阻R；所述电流互感器位于卡钳形绝缘外壳内部，所述电流互感器的原边即为待检测的电力电缆接头处屏蔽线，其副边为一根导线均匀的绕在两个半圆环形铁芯上，其副边绕组为900~1100匝，副边导线的两端与测量电阻R串联形成回路；所述测量电阻R的两端点M、N的引出线通过BNC接口与A/D转换器的对应接口由同轴电缆相连接；

所述A/D转换器的输出端接光发射器的相应输入端，所述光发射器的输出端经数据光纤接光接收器的相应输入端，所述光接收器的输出端接数字信号处理器的相应输入端，数字信号处理器与装有处理程序的监控主机双向连接；所述激光器的输出端经供能光纤接光电池的输入端，所述光电池的2个输出端分别接A/D转换器和光发射器的电源端。

所述的一种基于光纤传输的电缆接头局部放电监测系统还包括接有220V交流电的电源模块；所述电源模块分别接激光器、光接收器和数字信号处理器的电源端。

所述装有处理程序的监控主机利用LABVIEW语言平台实现磁感应强度信号的数据存储、显示和计算。

所述供能光纤和数据光纤均为采用ST接口、额定最大传输损耗为3dB/km，额定最大接口损耗为0.5dB，额定环境温度范围为-40 ~70℃的62.5um铠装光缆。

所述光电池的型号为PPC-6E；所述A/D转换器的型号为AD9225；所述光发射器的型号为HFBR-1414TZ；所述激光器的型号为PPM-5；所述光接收器的型号为HFBR-2412TZ；所述数字信号处理器为DSP芯片，其型号为TMS320C542；所述电源模块的型号为ZHLC-01。

本发明所产生的积极效果如下：（1）采用卡钳式电缆接头局部放电检测器，方便测量，有助于抑制高频噪声信号的传递，利用LABVIEW中的去噪程序，通过数学算法上的处理，可进一步滤除无用信号，使后续对局部放电隐患的判定更加准确；（2）本发明为在线监测电缆的绝缘水平提供了一种抗干扰、高精确度的局部放电监测系统，局部放电检测器连接现场数据处理模块，现场数据处理模块和监控室的本地数据处理模块之间通过供能光纤和数据光纤相连接，采用供能光纤和数据光纤进行传输，之间没有任何电和磁的联系，避免了采集的电流信号在传输过程中受到干扰；（3）本地数据处理模块和监控主机通过UDP协议通信，通过普通网线进行互联，这种连接形式保证了高采样速率下大量数据的实时传输，能实时分析判定数据变化；（4）可利用长期积累的数据进行局部放电程度趋势判定，及时发现电缆接头的绝缘问题并为评估电缆的绝缘水平提供录波数据，及早预防事态的恶化，避免事故的进一步发展和扩大，保证电力系统运行的安全性和可靠性。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明中控制软件程序流程图；

图3为本发明中卡钳式电缆接头局部放电检测器的结构示意图；

图4为本发明中电流互感器的电路原理图。