[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

说明书

本发明涉及一种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；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；中央处理系统包含大长段电缆中央处理模块和显示模块。本发明提供的高压大长段电缆绝缘故障在线监测系统，融合超声、特高频、脉冲电流和红外热像等多种物理信息，实现绝缘缺陷的定位。其实现了故障在高压大截面电缆各绝缘层的定位，也即径向定位，也实现了故障在大长段电缆位置上的定位，也即轴向定位。本发明的诊断系统安全可靠，故障诊断精度和灵敏度高，易实施。

技术领域

本发明涉及一种高压大长段电缆绝缘故障在线监测系统与方法，属于高压电缆绝缘状态监测技术领域。

背景技术

目前我国经济快速发展，社会正在朝着现代化、智能化方向发展，社会用电量日益增加，对电力能源的需求不断提升。在这样的环境下，电网的安全、质量及智能化要求也越来越高。在电网中用于连接各种电气设备、传输和分配电能的电力电缆，由于安全性高、可靠性高、维护工作量少、利于提高电网安全运行水平等优点，在电网中已经得到越来越广泛的应用。随着电力电缆使用数量的日益增加，电力电缆所产生的故障在电网故障中也占了一定的份额。

电缆发生绝缘故障伴随着多种物理信号，包括声、热、气等。传统的电缆绝缘故障诊断多基于单一信号进行局部放电的诊断，即使采用多种信号进行诊断，也忽略了电缆结构中铠装层对高频信号的屏蔽作用。电缆的故障定位目前的研究热点集中在轴向定位上，但是对故障发生在电缆径向位置的研究缺乏。另外，随着长距离输电电缆线路的增多，大长段电缆的绝缘故障信号衰减问题也是影响电缆监测的因素之一。

经检索发现，申请号为CN 2019103710679的一种高压电缆局部放电声光联合检测方法及系统，融合超声、紫外传感两种非电气检测技术，但是该方法融合信息量少，对故障程度不能判别，不能进行故障定位。申请号为CN 2018113669657的一种多电缆段的电缆网络局部放电检测定位系统及其检测定位方法，对电缆网络各接头进行检测，根据电流和温度信息，采用小波分解获得能量特征值，进而判断出局部放电位置，但其故障定位精度很难量化，测距精度无法保证。

发明内容

本发明要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种高压大长段电缆绝缘故障在线监测系统与方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出的第一种技术方案是：一种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。

上述方案进一步的改进在于：所述分布式信息集成系统按照相等的间隔距离安装，所述超声波传感器、特高频传感器和红外热像传感器每间隔20米设置一套，所述高频电流传感器安装在电缆接地线上。