[发明专利]一种电缆绝缘在线监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电缆绝缘在线监测系统。

背景技术

电缆绝缘的好坏是影响电缆安全可靠运行的关键因素，在电缆的实际运行过程中发现，大部分电缆故障是由于电缆绝缘发生劣化引起的，过去，我国广泛使用的预防性试验是采用定期停电进行试验的方法，属于离线检测。然而，随着电力供应的发展，这种停电试验的传统方法已愈来愈不能适应电力生产和供应的实际需要。因此研究电缆在线监测技术，可及时对电缆进行合理的维护、检修及更换，对保证电缆可靠运行具有重要的意义。

近几年来，为了保障电缆的安全运行，我国在电缆绝缘在线监测技术上也得到了一定的发展。电缆的在线监测技术主要有直流分量法、直流叠加法、局部放电法及低频叠加法等。国外发达国家这些方法已经得到较广泛的应用，积累了丰富的经验，我国在线监测技术刚刚起步，不少学者、专家和研究单位对国外的监测技术和方法进行跟踪研究，在电缆绝缘在线监测领域，国内也有了大量的相关论文和研究成果，但是目前投入实际运行的在线监测产品还很少。因此有必要研究并开发一种新型的电缆绝缘在线监测装置，以满足电力及工矿企业对电缆绝缘的检测要求，提前给出电缆劣化的预警信息，以便防患于未然，提前对缺陷电缆进行更换或处理，避免恶性接地及短路故障的发生。

在交联聚乙烯（XLPE）电缆绝缘老化击穿的过程中，接地线电流与绝缘电阻、绝缘电容曲线都存在过渡过程，过渡过程之前电流几乎不变，过渡之后电流迅速增加。原因是由于电缆绝缘都由电树枝最终发生击穿，而只有当电缆破坏大于某一程度时，电缆中电场的集中才会引发电树枝，使绝缘中电流迅速增大。

交联聚乙烯电缆在绝缘老化直至击穿的过程中，接地线电流的变化是有一定趋势的，随着电缆局部老化的发展，接地线电流的各种关系曲线都存在着明显的“过渡期”，在过渡期前电流平稳，在过渡期后电流迅速增加，因此，这个“过渡期”可以看作电缆击穿故障的“预警期”，一旦电缆进入“预警期”也就意味着电缆绝缘进入老化期，应及早采取措施

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种电缆绝缘在线监测系统，通过监测待测电缆的地线上的电流变化作为判别电缆绝缘老化的特征信号，可以满足电力及工矿企业对电缆绝缘的检测要求，提前给出电缆劣化的预警信息，以便防患于未然，提前对缺陷电缆进行更换或处理，避免恶性接地及短路故障的发生。

实现上述目的的一种技术方案是：一种电缆绝缘在线监测系统，包括连接于负荷和主变压器的母线之间的若干根待测电缆，还包括若干局放传感器、信号分配箱、工控机、采集卡和专家系统，所述若干局放传感器一一对应地与所述若干根待测电缆的地线连接，所述若干局放传感器分别通过七芯电缆连接所述信号分配箱，所述信号分配箱通过并形接口与所述工控机相连，所述信号分配箱和所述采集卡相连，所述工控机通过PCI（Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)接口与所述采集卡相连，所述工控机和所述专家系统相连，其中：

所述各局放传感器分别采集相应的所述待测电缆的地线上的电流信号，并对相应的电流信号进行处理后输出差分电压信号给所述信号分配箱；

所述信号分配箱接收来自所述各局放传感器的差分电压信号，将各所述差分电压信号转换成相应的单端电压信号，并在所述工控机的控制下将各所述单端电压信号传输给所述采集卡；

所述采集卡将接收到的各所述单端电压信号转换成相应的数字信号进行存储，并通过所述PCI接口将各所述数字信号传输给所述工控机；

所述工控机对接收的来自所述采集卡的各所述数字信号进行分析处理后，提取相应的信号特征值，并将各所述信号特征值传输给所述专家系统，所述工控机发出控制信号，并通过并形接口将该控制信号传输给所述信号分配箱；

所述专家系统根据接收的各所述信号特征值判断相应的所述待测电缆的绝缘劣化信息。

上述的一种电缆绝缘在线监测系统中，所述每个局放传感器均包括罗氏线圈和信号调理电路，所述信号调理电路包括放大电路、滤波电路、单端转差分芯片，所述罗氏线圈、所述放大电路、所述滤波电路、所述单端转差分芯片依次相连，其中：

所述罗氏线圈采集相应的所述待测电缆的地线上的电流信号，并将电流信号转化成电压信号输出给所述放大电路；

所述放大电路对接收的来自所述罗氏线圈的电压信号进行放大处理后传输给所述滤波电路；

所述滤波电路对接收的经过所述放大电路处理过的电压信号进行滤除干扰和工频信号处理后传输给所述单端转差分芯片；