一種井下電力電纜絕緣監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)的電纜故障測(cè)試儀，不能運(yùn)用到煤礦井下，不具有防爆性能，為解決上述問題，提供一種井下電力電纜絕緣監(jiān)測(cè)裝置，它包括與井下電網(wǎng)相連接的異頻信號(hào)發(fā)生源，異頻信號(hào)發(fā)生源的供電電源為防爆隔離電源；它還包括電流互感器和電壓互感器，電流互感器和電壓互感器的輸出端連接信號(hào)調(diào)理模塊，信號(hào)調(diào)理模塊連接A/D轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接微處理器，微處理器通過通信模塊連接工控機(jī)。本實(shí)用新型通過電流互感器、電壓互感器獲取電流、電壓值，通過這些數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控，工作人員就能夠得到對(duì)地電容和對(duì)地電阻，從而人工判斷電纜是否絕緣。
【專利說明】一種井下電力電纜絕緣監(jiān)測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種絕緣監(jiān)測(cè)裝置，具體涉及一種適用于煤礦井下電力電纜絕緣監(jiān)測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)井下電纜絕緣狀態(tài)的監(jiān)測(cè)有離線檢測(cè)法和在線監(jiān)測(cè)法，離線檢測(cè)法試驗(yàn)需停電進(jìn)行，但停電后電纜所處的狀態(tài)和運(yùn)行時(shí)不符，這時(shí)測(cè)出的結(jié)果有一定的誤差而且離線法需要周期性的檢查，這會(huì)對(duì)電纜產(chǎn)生極大的損壞，浪費(fèi)極大的人力物力，影響煤礦的正常生產(chǎn)。所以在線監(jiān)測(cè)法是目前電纜絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)。目前國內(nèi)外提出的可用于交聯(lián)聚乙烯高壓電纜的在線試驗(yàn)方法很多，常見的如直流疊加法、直流成分法、損耗因數(shù)法、局部放電法、介質(zhì)損耗檢測(cè)法等，這些方法在理論上可行，但還存在一些技術(shù)上的缺陷。例如:直流成分法中的直流分量很小，一般情況為納安級(jí)別的電流，容易受到雜散電流干擾且電纜端部受環(huán)境影響大，測(cè)量誤差很大；直流疊加法適用于低壓電纜絕緣系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，但當(dāng)?shù)刂须s散電流變化大時(shí)、電纜接頭表面泄漏電阻低時(shí)造成誤差較大，另外直流電流長時(shí)間通過電壓互感器時(shí)，將引起互感器磁路飽和產(chǎn)生零序電壓造成變電所繼電器誤動(dòng)作；局部放電法是電纜絕緣老化的有效判別方法，但在無法很好的解決電力系統(tǒng)的干擾時(shí)，電力電纜的局部放電試驗(yàn)只能作為電纜產(chǎn)品出廠前質(zhì)量評(píng)定的手段且局限在屏蔽良好的試驗(yàn)室進(jìn)行，無法用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。
[0003]井下電纜故障點(diǎn)定位分為阻抗法和行波法。阻抗法的基本原理是利用歐姆定律，測(cè)量故障電纜一端的電壓值和電流值，已知電纜的長度和阻抗存在著正比關(guān)系，因此可以由測(cè)量值計(jì)算出測(cè)量端和故障點(diǎn)之間的距離。阻抗法主要用于離線定位，與其它方法相比具有原理簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)、成本低等優(yōu)點(diǎn)。行波法對(duì)電纜進(jìn)行故障定位的原理是:當(dāng)電纜出現(xiàn)故障時(shí)，故障點(diǎn)的阻抗值和電纜的波阻抗不匹配，電磁波會(huì)有一部分發(fā)生反射，一部分發(fā)生透射，通過測(cè)量出電磁波在故障點(diǎn)和測(cè)量點(diǎn)之間傳播的時(shí)間，從而計(jì)算出故障點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)之間的距離。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中雖然也公開了一種電纜故障測(cè)試儀，但是它僅適用于野外的電力勘測(cè)領(lǐng)域，并沒有運(yùn)用到煤礦領(lǐng)域，由于煤礦井下環(huán)境非常復(fù)雜，需要考慮防爆、施工難度。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)的電纜故障測(cè)試儀，不能運(yùn)用到煤礦井下，不具有防爆性能，為解決上述問題，提供一種井下電力電纜絕緣監(jiān)測(cè)裝置。
[0006]本實(shí)用新型的目的是以下述方式實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種井下電力電纜絕緣監(jiān)測(cè)裝置，它包括與井下電網(wǎng)相連接的異頻信號(hào)發(fā)生源，所述異頻信號(hào)發(fā)生源的供電電源為防爆隔離電源；它還包括位于電網(wǎng)電纜上的電流互感器和電壓互感器，所述電流互感器和電壓互感器的輸出端連接信號(hào)調(diào)理模塊，信號(hào)調(diào)理模塊連接A/D轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接微處理器，微處理器通過通信模塊連接工控機(jī)，且所述的信號(hào)調(diào)理模塊、A/D轉(zhuǎn)換電路及微處理器封裝在防爆外殼內(nèi)。
[0008]所述的電流互感器為礦用防爆零序電流互感器。
[0009]所述信號(hào)調(diào)理模塊包括依次連接的陷波電路、濾波電路和放大電路。
[0010]所述的陷波電路由雙“T”型電路和與其相連接的運(yùn)算放大器構(gòu)成。
[0011]所述濾波電路為四階巴特沃斯低通濾波電路。
[0012]所述的電流互感器和電壓互感器位于電纜端部。
[0013]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型通過電流互感器、電壓互感器獲取電流、電壓值，通過這些數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控，工作人員就能夠得到對(duì)地電容和對(duì)地電阻，從而人工判斷電纜是否絕緣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的電路原理示意圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1、圖2所示，一種井下電力電纜絕緣監(jiān)測(cè)裝置，它包括與井下電網(wǎng)相連接的異頻信號(hào)發(fā)生源，所述異頻信號(hào)發(fā)生源的供電電源為防爆隔離電源；它還包括位于電網(wǎng)電纜上的電流互感器和電壓互感器，所述電流互感器和電壓互感器的輸出端連接信號(hào)調(diào)理模塊，信號(hào)調(diào)理模塊連接A/D轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接微處理器，微處理器通過通信模塊連接工控機(jī)，且所述的信號(hào)調(diào)理模塊、A/D轉(zhuǎn)換電路及微處理器封裝在防爆外殼內(nèi)。電流互感器為礦用防爆零序電流互感器。信號(hào)調(diào)理模塊包括依次連接的陷波電路、濾波電路和放大電路。陷波電路由雙“T”型電路和與其相連接的運(yùn)算放大器構(gòu)成。濾波電路為四階巴特沃斯低通濾波電路。電流互感器和電壓互感器位于電纜端部。
[0017]本實(shí)用新型將電流和電壓互感器套接在電纜的首端，通過電流互感器和電壓互感器將電纜內(nèi)的電流和電壓信號(hào)取出，并將通過放大和濾波電路將異頻信號(hào)分離和取出，再將其進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。由DSP構(gòu)成的微機(jī)處理模塊將取得轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)獲通過CAN總線模塊將數(shù)據(jù)送到工控機(jī)。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，對(duì)A/D得到的數(shù)據(jù)由微處理器將結(jié)果發(fā)送到上位機(jī)并顯示。
[0018]硬件方面的詳細(xì)說明，參見圖1:
[0019]I)異頻信號(hào)發(fā)生模塊
[0020]信號(hào)發(fā)生源制作采用DDS技術(shù)，也即直接數(shù)字頻率合成技術(shù)。該方法產(chǎn)生的信號(hào)頻率穩(wěn)定、波形畸變系數(shù)小，且信號(hào)要易于提取，而且能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)幅，調(diào)相，調(diào)頻功能，便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。
[0021]2)電流互感器
[0022]本實(shí)用新型中需要的異頻信號(hào)檢測(cè)難度大，一般電流傳感器難以提取。所以選用霍爾電流傳感器對(duì)電纜中的低頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。
[0023]3)信號(hào)調(diào)理模塊
[0024]信號(hào)調(diào)理電路包括陷波電路、濾波電路和放大電路。由于要消除工頻信號(hào)的干擾就需要設(shè)計(jì)出工頻陷波電路，本實(shí)用新型采用的是采用雙“T”型電路與運(yùn)算放大器組成陷波電路。而濾波電路采用的是四階巴特沃斯低通濾波電路，放大電路采用的是運(yùn)算放大器LM358來完成信號(hào)的放大。
[0025]4)A/D轉(zhuǎn)換模塊
[0026]本模塊采用的是AD9260高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該芯片是一款16位、高速過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，在寬帶寬上可提供出色的動(dòng)態(tài)范圍。
[0027]5)微機(jī)處理模塊
[0028]本設(shè)計(jì)所采用的微處理器是Dspic30F6014型DSP處理器，DSP負(fù)責(zé)數(shù)字信號(hào)處理、人機(jī)接口及與上位機(jī)通信。采用的微處理器是Dspic30F6014型DSP處理器，它是一種高速、高性能的32位DSP，Dspic30F6014內(nèi)部具有高速的片內(nèi)存儲(chǔ)器；流水線式處理數(shù)據(jù)。芯片的一般情況下工作時(shí)鐘頻率可達(dá)到300MHz，運(yùn)算峰值時(shí)最高可達(dá)到2400MHz。
【權(quán)利要求】
1.一種井下電力電纜絕緣監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:它包括與井下電網(wǎng)相連接的異頻信號(hào)發(fā)生源，所述異頻信號(hào)發(fā)生源的供電電源為防爆隔離電源；它還包括位于電網(wǎng)電纜上的電流互感器和電壓互感器，所述電流互感器和電壓互感器的輸出端連接信號(hào)調(diào)理模塊，信號(hào)調(diào)理模塊連接A/D轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接微處理器，微處理器通過通信模塊連接工控機(jī)，且所述的信號(hào)調(diào)理模塊、A/D轉(zhuǎn)換電路及微處理器封裝在防爆外殼內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下電力電纜絕緣監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述的電流互感器為礦用防爆零序電流互感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下電力電纜絕緣監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述信號(hào)調(diào)理模塊包括依次連接的陷波電路、濾波電路和放大電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下電力電纜絕緣監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述的陷波電路由雙“T，， 型電路和與其相連接的運(yùn)算放大器構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下電力電纜絕緣監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述濾波電路為四階巴特沃斯低通濾波電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下電力電纜絕緣監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述的電流互感器和電壓互感器位于電纜端部。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK203929973SQ201420244005
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】汪旭東, 郭建偉, 周濤, 夏濤, 許孝卓, 馬星河, 王新, 封海潮 申請(qǐng)人:平頂山天安煤業(yè)股份有限公司, 河南理工大學(xué)