本實(shí)用新型涉及電力電纜監(jiān)測裝置，特別是涉及一種電力電纜局部放電監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

局部放電屬于絕緣氣體電氣擊穿，SF6氣體的擊穿導(dǎo)致導(dǎo)體中流過一個ns級的電流。電流流過GIS的特征阻抗，在導(dǎo)體上產(chǎn)生一個脈沖電壓，從局部放電源傳播開來。由于局部放電信號的上升時間<1ns、頻帶>1GHz，傳播過程中在GIS腔體內(nèi)引起電諧振，激發(fā)電磁波。發(fā)生局部放電后，離子氣體通道急速膨脹，產(chǎn)生聲音壓力波，伴隨產(chǎn)生的還有受激原子產(chǎn)生的光發(fā)射和化學(xué)擊穿產(chǎn)物。因而，局放的影響是多方面的，有物理的、化學(xué)的和電氣的。電力電纜的局部放電容易對電力電纜造成破壞，影響電力輸送，造成經(jīng)濟(jì)損失，因此電力電纜局部放電監(jiān)測裝置尤為重要。

申請?zhí)?01110193173.6，申請日期為2011年7月12日的專利公開了一種電力電容器局部放電在線監(jiān)測裝置，其采用復(fù)數(shù)監(jiān)測站點(diǎn)，每個監(jiān)測站點(diǎn)完成數(shù)據(jù)采集及調(diào)理，每個監(jiān)測站點(diǎn)控制處理和顯示單元有專業(yè)的軟件對分析數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及儲存，當(dāng)超出預(yù)設(shè)的參數(shù)預(yù)支時，將會由報(bào)警單元發(fā)出聲光顯示。再通過GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)將處理后的全部數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)和技術(shù)人員做數(shù)據(jù)存儲。所述在線監(jiān)測裝置需在每個監(jiān)測站點(diǎn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)軟件分析處理，需要每個監(jiān)測站點(diǎn)都需設(shè)置控制處理單元和顯示單元，這導(dǎo)致在線監(jiān)測裝置的成本過高，資源浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種電力電纜局部放電監(jiān)測裝置，所述電力電纜局部放電監(jiān)測裝置的每個監(jiān)測點(diǎn)僅進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及調(diào)制，分析處理統(tǒng)一由主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行，有效整合各監(jiān)測點(diǎn)的分析處理功能，提高監(jiān)測裝置的工作效率，降低成本。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種電力電纜局部放電監(jiān)測裝置，包括電源模塊、復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)采集模塊、主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所述主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)通信接口、數(shù)據(jù)服務(wù)器，每個數(shù)據(jù)采集模塊包括傳感器、信號調(diào)理電路、網(wǎng)絡(luò)收發(fā)接口，其特征在于：所述復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)采集模塊采集信號并調(diào)理成數(shù)字信號數(shù)據(jù)并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)服務(wù)器，所述數(shù)字信號數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)服務(wù)器統(tǒng)一對信號數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、分析處理。

進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)采集模塊還包括特定波段噪聲信號的帶阻濾波器。

進(jìn)一步的，所述傳感器由磁芯、羅高夫斯基線圈、濾波和取樣單元以及電磁屏蔽盒組成，且羅高夫斯基線圈及濾波采樣單元都安裝在金屬屏蔽盒中。

進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)采集模塊還包括工頻觸發(fā)模塊，所述工頻觸發(fā)模塊的觸發(fā)方式為外部觸發(fā)，觸發(fā)信號為工頻過零信號。

進(jìn)一步的，所述主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型，對每個傳感器采集的數(shù)字信號數(shù)據(jù)與主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型對比分析。

進(jìn)一步的，還包括聲光報(bào)警模塊，對比分析結(jié)果異常時，聲光報(bào)警模塊發(fā)出聲光警報(bào)。

本實(shí)用新型還提供一種電力電纜局部放電監(jiān)測方法，該方法包括如下步驟：

1)主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)向數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送采集命令；

2)數(shù)據(jù)采集模塊檢測到外觸發(fā)端口的工頻信號相位過零時，數(shù)據(jù)采集模塊開始采集數(shù)據(jù)；

3)數(shù)據(jù)采集后，將所述數(shù)據(jù)傳輸給主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；

4)所述主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行抗干擾處理并儲存處理后數(shù)據(jù)；

5)所述主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對處理后數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并儲存；

6)重復(fù)1)～5)步驟，直到完成所有監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集分析，生成分析譜圖。

進(jìn)一步的，步驟1)中，所述主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)逐次向復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送采集命令。

進(jìn)一步的，步驟3)中，所述數(shù)據(jù)采集的時間可為20ms。

進(jìn)一步的，步驟5)中，主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將所述傳感器采集的信號數(shù)據(jù)與系統(tǒng)內(nèi)部自帶的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型對比分析。

進(jìn)一步的，主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對所述采集信號分析結(jié)果為異常時，系統(tǒng)發(fā)出聲光警報(bào)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型的電力電纜局部放電監(jiān)測裝置的每個監(jiān)測點(diǎn)僅進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及調(diào)制，監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析處理統(tǒng)一由主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行，有效整合了各監(jiān)測點(diǎn)的分析處理功能，提高監(jiān)測裝置的工作效率，降低成本。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型電力電纜局部放電監(jiān)測裝置示意圖；

圖2為本實(shí)用新型電力電纜局部放電監(jiān)測方法流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參照圖1，本實(shí)用新型的電力電纜局部放電監(jiān)測裝置100包括復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)采集模塊10、主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20及電源模塊(圖未示)。所述主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20包括網(wǎng)絡(luò)通信接口、數(shù)據(jù)服務(wù)器和內(nèi)置的局部放電監(jiān)測軟件，每個監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集模塊10包括傳感器101、工頻觸發(fā)模塊、信號調(diào)理電路、網(wǎng)絡(luò)收發(fā)接口，所述復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)采集模塊10采集信號并調(diào)理成數(shù)字信號數(shù)據(jù)并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)服務(wù)器，所述數(shù)字信號數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)服務(wù)器統(tǒng)一對數(shù)字信號數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、分析處理。能夠?qū)崿F(xiàn)通過一條數(shù)據(jù)通訊總線將多臺監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測模塊(最多256臺)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇偱_計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20的局部放電監(jiān)測軟件系統(tǒng)上統(tǒng)一管理分析。

所述數(shù)據(jù)采集模塊10包括傳感器101、工頻觸發(fā)模塊、信號調(diào)理電路、網(wǎng)絡(luò)收發(fā)接口。所述傳感器101由磁芯、羅高夫斯基線圈、濾波和取樣單元以及電磁屏蔽盒組成，且羅高夫斯基線圈及濾波采樣單元都安裝在金屬屏蔽盒中。線圈繞在高頻下具有較高導(dǎo)磁率的磁芯上，濾波及取樣單元的設(shè)計(jì)，兼顧測量靈敏度和信號響應(yīng)頻帶的要求。所述傳感器101采用超高頻檢測方法，傳感器101從電纜接頭處耦合到局部放電信號，通過傳感器101后接信號調(diào)理電路，所述信號調(diào)理電路主要包括將微弱信號放大電路及A/D轉(zhuǎn)換電路，優(yōu)選的，在傳感器與信號放大電路之間設(shè)有帶阻濾波器102，所述帶阻濾波器102能夠阻擋特定波段的雜音信號。所述傳感器101將采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)收發(fā)接口傳輸?shù)街髡居?jì)算機(jī)系統(tǒng)20，完成一次數(shù)據(jù)采集。所述數(shù)據(jù)采集模塊10的工頻觸發(fā)模塊的觸發(fā)方式為外部觸發(fā)，觸發(fā)信號為工頻過零信號，主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20發(fā)送采集命令給工頻觸發(fā)模塊，數(shù)據(jù)采集模塊10檢測到外觸發(fā)端口的工頻信號過零時，開始數(shù)據(jù)采集。所述主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20采用逐次方式向復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)采集模塊10發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令。

所述電力電纜局部放電監(jiān)測裝置100包括1～256臺信號采集模塊10，每個信號采集模塊10對應(yīng)電力電纜的接頭處，即每個信號采集模塊10為一個監(jiān)測點(diǎn)，該監(jiān)測點(diǎn)僅作為電力電纜局部放電的信號采集點(diǎn)，并將采集后的數(shù)據(jù)統(tǒng)一發(fā)送到主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20計(jì)算、分析及處理。將數(shù)據(jù)的計(jì)算、分析處理統(tǒng)一在主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20進(jìn)行，有效整合了各個數(shù)據(jù)采集模塊10的數(shù)據(jù)計(jì)算、分析處理功能，提高了工作效率，降低了成本。

所述主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20包括網(wǎng)絡(luò)通信接口、數(shù)據(jù)服務(wù)器和內(nèi)置的局部放電監(jiān)測軟件，數(shù)據(jù)服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)通訊接口與復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)采集模塊10通訊，數(shù)據(jù)服務(wù)器接收來自復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)采集模塊10傳輸過來的數(shù)字信號數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)服務(wù)器對該數(shù)字信號數(shù)據(jù)進(jìn)行抗干擾處理和儲存，并與數(shù)據(jù)服務(wù)器內(nèi)部自帶的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型對比分析，生成分析譜圖，當(dāng)分析結(jié)果為異常時，主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20發(fā)出聲光警報(bào)，以便工作人員及時處理，并為設(shè)備的故障分析、性能評估、合理使用和安全工作提供信息和準(zhǔn)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

所述數(shù)據(jù)采集模塊10采用集成模塊化設(shè)計(jì)，將信號采集單元、信號放大處理、A/D轉(zhuǎn)換、干擾過濾等集成在電力電纜監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集模塊10中，每個數(shù)據(jù)采集模塊10可獨(dú)立運(yùn)行，數(shù)據(jù)分別記錄，并通過一條數(shù)據(jù)通訊總線將多臺數(shù)據(jù)采集模塊10(最多256臺)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街髡居?jì)算機(jī)系統(tǒng)20上統(tǒng)一計(jì)算、分析處理。能通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸和實(shí)時監(jiān)控，對局部放電信號的強(qiáng)度，密度進(jìn)行實(shí)時在線分析。對局部放電傾向性的推移進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和分析，對放電程度進(jìn)行評估，避免重大事故發(fā)生。

所述電力電纜局部放電監(jiān)測裝置100具有獨(dú)特的多重抗干擾設(shè)計(jì)，確保檢測的結(jié)果準(zhǔn)確，避免誤判。硬件上設(shè)計(jì)噪音過濾通道，對特定波段的雜音信號增加了帶阻濾波器102，用來過濾現(xiàn)場噪音，凈化信號采集環(huán)境；軟件上通過軟件設(shè)置動作級別和標(biāo)準(zhǔn)密度設(shè)定，分離噪音干擾信號。所述電力電纜局部放電監(jiān)測裝置100的局部放電監(jiān)測軟件智能分析信號，通過對信號的波形、相位特征的判別，自動區(qū)分干擾信號實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警，同時系統(tǒng)自帶大量標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型，系統(tǒng)對現(xiàn)場傳感器采集的信與系統(tǒng)內(nèi)部自帶的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型對比分析，大大提高檢測結(jié)果的可靠性。

如圖2所示，本實(shí)用新型的電力電纜局部放電監(jiān)測裝置對應(yīng)的電力電纜局部放電監(jiān)測方法包括如下：

主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20初始化數(shù)據(jù)采集模塊10，主要是完成對數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)置，譬如采樣速率、采樣長度、觸發(fā)選擇以及數(shù)據(jù)采集模塊量程等。對于本實(shí)用新型的電力電纜局部放電監(jiān)測裝置，采樣速率和采樣長度固定為100MS/s和2M個點(diǎn)，觸發(fā)選擇為外部觸發(fā)，觸發(fā)信號為工頻過零信號，數(shù)據(jù)采集模塊量程根據(jù)信號的大小在100mV～10V之間可調(diào)。采集軟件根據(jù)設(shè)定的數(shù)據(jù)采集模塊10參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將采集到的數(shù)據(jù)自動送到抗干擾處理。

所述主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20向電力電纜監(jiān)測點(diǎn)1的數(shù)據(jù)采集模塊10發(fā)送采集命令，所述數(shù)據(jù)采集模塊10檢測外觸發(fā)端口，當(dāng)檢測到外觸發(fā)端口的工頻相位過零信號時，開始采集信號，在采集數(shù)據(jù)20ms后結(jié)束信號采集，并將采集后的數(shù)據(jù)發(fā)送主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20的數(shù)據(jù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器對數(shù)據(jù)進(jìn)行抗干擾處理，并儲存抗干擾處理后的數(shù)據(jù)；所述主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20向監(jiān)測點(diǎn)2或3的數(shù)據(jù)采集模塊10發(fā)送采集命令，重復(fù)監(jiān)測點(diǎn)1的數(shù)據(jù)采集及處理步驟。所述電力電纜局部放電監(jiān)測裝置100完成所有電力電纜監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集及處理后，生成分析譜圖、分析趨勢及報(bào)表?？垢蓴_一直是局部放電現(xiàn)場測量存在的關(guān)鍵問題，有效地削弱和抑制干擾是提高局部放電監(jiān)測裝置監(jiān)測100效果的重要保證，而建立在有效地抗干擾方法基礎(chǔ)上的譜圖分析有助于我們判斷缺陷位置和放電類型。