[发明专利]一种高压大长段电缆绝缘故障在线监测系统与方法

权利要求书

1.一种高压大长段电缆绝缘故障在线监测系统的监测方法，其特征在于，高压大长段电缆绝缘故障在线监测系统包括：中央处理系统和若干分布式信息集成系统；所述分布式信息集成系统间隔安装在电缆上；所述分布式信息集成系统包括：依次连接的信息传感模块、数据分布式采集模块、数据分布式存储模块、分布式处理模块、信息通信模块；所述中央处理系统包含大长段电缆中央处理模块和显示模块；所述信息通信模块与所述大长段电缆中央处理模块相连接，所述显示模块与所述大长段电缆中央处理模块相连接；

所述信息传感模块包含超声波传感器、特高频传感器、红外热像传感器和高频电流传感器；

所述数据分布式采集模块用于采集所述信息传感模块所包含的高压电缆绝缘状态信息；

所述数据分布式存储模块用于存储所述数据分布式采集模块采集到的高压电缆绝缘状态信息；

所述分布式处理模块用于计算和分析所述数据分布式存储模块中存储的高压电缆绝缘状态信息，判定是否存在故障并对故障程度进行标定；

所述信息通信模块将所述分布式处理模块的计算和分析结果传递至所述大长段电缆中央处理模块；

所述大长段电缆中央处理模块根据所述信息通信模块传递的各个分布式处理模块处理的结果，判定故障程度和故障位置，并将结果输送至所述显示模块；

监测方法包括如下步骤：

步骤1：启动信息传感模块，采集超声波信号S1、特高频信号S2和红外信号S3；

步骤2：针对步骤1中采集到的超声波信号、特高频信号和红外信号，分别设定第一阈值A1、A2和A3；若仅超声信号S1大于阈值A1则判定故障发生在靠近线芯的绝缘层或屏蔽层；若超声信号S1大于阈值A1，且红外信号S3大于阈值A3，则判定故障发生在靠近铠装层的绝缘层或屏蔽层；若超声信号S1大于阈值A1，特高频信号S2大于阈值A2，且红外信号S3大于阈值A3，则判定故障已发展到铠装层且铠装层已经破坏。

2.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于：若所述步骤2中判定电缆发生绝缘故障，则还进行如下步骤；

步骤a：比较采集到的各高频电流信号S4，筛选出接地电流最大的传感器L1和第二大的传感器L2，则故障发生在L1和L2区间，且其中接地高频电流最大的位置靠近故障点，实现故障位置的初步判定；

步骤b：若判定故障仅发生在绝缘层或屏蔽层，则比较L1和L2区间超声波信号S1，筛选出最早接收到超声信号的传感器Q1和第二个接收到超声信号的传感器Q2，则故障发生在Q1和Q2区间，根据两个信号接收到的时间差t，则故障距Q1传感器的长度为1/2（L-t*v），式中L为传感器Q1和Q2之间的距离，v为超声信号的传播速度；

步骤c：若判定故障仅发生在铠装层，则比较L1和L2区间超声波信号S1和特高频信号S2，筛选出最早接收到超声信号的传感器Q1和第二个接收到超声信号的传感器Q2，同时筛选出最早接收到特高频信号的传感器R1和第二个接收到特高频信号的传感器R2，则故障发生在Q1和Q2以及R1和R2区间，两个超声传感器Q1和Q2接收到的时间差t1，两个特高频传感器R1和R2接收到的时间差t2，则故障距Q1传感器的长度为1/2（L1-t1*v1），式中L1为传感器Q1和Q2之间的距离，v1为超声信号的传播速度；故障距R1传感器的长度为1/2（L2-t2*v2），式中L2为传感器R1和R2之间的距离，v2为特高频信号的传播速度。