中压电缆缺陷智能地理位置定位系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种中压电缆缺陷智能地理位置定位系统。属于输电线路监测领域，该系统包括地理位置轨迹探测单元、超低频高压发生单元、局部放电信号采集单元、智能诊断单元；地理位置轨迹的探测单元，将探测到的电缆地理信息发送给智能诊断单元；局部放电信号采集单元，采集中压电缆在超低频高压发生单元的高压作用下发生的缺陷放电信号以及反射放电信号；智能诊断单元，将局部放电信号采集单元的数据，电缆的地理信息进行综合分析和处理，准确定位电缆缺陷的地理位置。

【技术实现步骤摘要】
中压电缆缺陷智能地理位置定位系统
：本技术属于输电线路监测领域，尤其涉及中压电缆缺陷智能地理位置定位系统
技术介绍
：随着电力网络和用电事业的飞速发展，对电力网络和用电的安全运行也提出了更高的要求；具体到中压电缆来说，其安全运行与安全维护也不可避免的越来越被电力系统所重视。中压电缆因制造、运输、安装、运行环境等方面原因，不可避免的存在潜在的绝缘缺陷，存在微小绝缘缺陷的电缆线路虽然可以继续正常运行一段时间，但绝缘已不完美。电缆线路中存在的绝缘缺陷在运行电压下伴随存在局部放电现象，长时间的放电会加速电缆的老化，最后导致电缆发生击穿事故。绝缘材料在高压电的作用下，由于自身的缺陷产生局部放电，这种局部放电在初期一般不会对电缆造成伤害，但是长时间的小放大会导致缺陷的逐步扩大，就会演变为重大的事故。因此对于新投运或运行中的中压电缆应当定期进行耐压试验或局部放电检测，将潜在的问题提早发现，从而大幅提高用电的安全性。
技术实现思路
：为解决上述技术问题，提供一种中压电缆缺陷智能地理位置定位系统，以解决现有检测设备体积大、重量重的问题，在电缆出现故障前，提前发现电缆的缺陷，避免停电故障的发生。同时把缺陷点以最直观形式在地理位置上表示出来，避免未知电缆轨迹情况下，为寻找电缆缺陷或故障点节省了大量时间和资源。本技术的技术方案如下：一种中压电缆缺陷智能地理位置定位系统，它包括：地理位置轨迹探测单元、超低频高压发生单元、局部放电信号采集单元、智能诊断单元；其中：地理位置轨迹探测单元：利用电磁感应原理，采用GPS-RTK测量方法，通过对中压电缆地理位置轨迹的探测，得到电缆精确的地理位置信息，即所埋电缆的平面坐标和深度，将探测到的被检测电缆地理信息实时或一次性的传送给智能诊断单元；超低频高压发生单元：将电网供电的工频交流电通过整流、预稳压、BUCK电路、高频逆变、直流倍压、线性调制成频率超低的高压交流电，并注入中压电缆，激发中压电缆中的缺陷产生局部放电信号；超低频高压发生单元还可以通过数字控制的方法进行升压、更改波形、更改频率；由于工作在超低频，实现了体积和容量的小型化设备对中压电缆进行耐压、介质损耗、局部放电试验。局部放电信号采集单元：当超低频高压发生单元激发中压电缆中的缺陷产生局部放电信号，局部放电信号采集单元采集电缆缺陷的放电脉冲信号以及反射放电脉冲信号，对采集的信号进行分析和处理，将处理完的数据传送给智能诊断单元；智能诊断单元：接收地理位置轨迹探测单元输出的GPS三维数据，呈现出电缆轨迹的三维图示，即电缆相对测试起点的平面坐标点和深度；接收局部放电信号采集单元的数据，显示相位谱图、频谱图和信号脉冲图，利用谱图识别方法来判断线路上局部放电具体严重程度；并将定位的电缆缺陷位置在电缆地理位置图中精确的标识。输出综合检测报告，报告中包含电缆的详细信息，相位图谱、频谱图、脉冲图以及定位图，以及电缆地理位置上的精确定位结果。有益效果：在开始电缆缺陷定位前，通电情况下，使用中压电缆地理位置轨迹探测单元，得到被测电缆的精确地理位置信息，并呈现给用户。规划停电期间，使用中压电缆缺陷智能地理位置定位系统对电缆进行定期巡检，评估电缆的性能，找出缺陷点，并在电缆的地理位置上精准的展示。用户根据检测出的电缆的缺陷严重程度，决定解决方案，避免了随机故障的发生造成的损失，同时减少了检修的难度，缩短了检修时间，避免长时间停电，保证电网供电的可靠。附图说明：图1是本技术中压电缆缺陷智能地理位置定位系统的系统框图图2为本技术的超低频高压发生单元。图3为本技术局部放电信号采集单元。图4为本技术地理位置轨迹探测单元。图5为本技术智能诊断单元。图6为本技术逆变电路。具体实施方式：如图1所示，超低频高压发生单元1内置通信链路的接入装置，既提供有线接入，也提供无线接入，缺陷放电信号采集单元2，地理位置轨迹探测单元3，中压电缆智能诊断单元4，接入同一通信网络中。如果被测电缆地理位置未知，在通电情况下，地理位置轨迹探测单元3先对电缆地理位置轨迹进行探测，得到电缆精确的地理位置信息，即所埋电缆的平面坐标和深度，从而得到电缆精确地理位置信息，并将数据实时或一次性的传送给智能诊断单元4；超低频高压发生单元1产生超低频的正弦波，注入中压电缆，激发中压电缆中的缺陷产生局部放电信号局部放电信号采集单元2采集中压电缆中的缺陷产生局部放电信号，以及放电信号到电缆终端产生的反射放电脉冲信号，并对采集的信号进行分析和处理，将处理完的数据传送给智能诊断单元4；智能诊断单元4接收地理位置轨迹探测单元3的GPS三维数据，呈现出电缆轨迹的三维图示，即电缆相对测试起点的平面坐标点和深度；接收局部放电信号采集单元2的数据，显示相位谱图、频谱图和信号脉冲图，利用谱图识别方法来判断线路上局部放电具体严重程度，并将定位的电缆缺陷位置在电缆地理位置图中精确的标识。输出综合检测报告，报告中包含电缆的详细信息，相位图谱、频谱图、脉冲图以及定位图，以及电缆地理位置上的精确定位结果。故障点的定位是根据接收到的正向放电脉冲和反射脉冲的时间差计算出放电点距离电缆末端的距离。超低频高压发生单元1如图2所示，由工频整流电路、功率因素校正电路、斩波电路、双全桥逆变电路、谐振电路、高频变压器、倍压整流电路、线性调整电路、DSP控制电路等部分组成。工频整流电路采用全波整流电路将交流电变换为脉动的直流电，通过功率因数校正技术实现直流电压的稳定输出，采用DSP控制电路控制斩波电路，实现了受控的电压输出，该受控的电压输出为高频逆变桥提供输入电压，逆变后的电压成为了高频脉宽可调的高压脉冲信号，再经过倍压整流后可以输出两路正负直流高压，该直流高压为低频正弦波形的线性调整电路提供工作电源，而经过DSP控制电路控制调制出低频高压正弦信号，用来为电缆的耐压试验和局部放电试验提供满足要求的电源。局部放电信号采集单元如图3所示，从AD采样的信号包含局部放电信号噪音信号，经过去直流模块，去掉信号中的直流成分，经过低通滤波模块，去掉高频的噪声信号，根据幅值最大的原理查找到放电点。以放电点为中心查找最近的4096点生成放电波形，发送给智能诊断单元。以放电点为中心取1024点作时频分离，把局部放电信号和噪声进一步分离，发送给智能诊断单元。以放电点为中心，作FFT，进行频域过滤，积分得到放电量，发送给智能诊断单元。地理位置轨迹探测单元如图4所示，从GPS定位信号采集单元获取的GPS信号，4G模块获取到的差分信号，经过RTK(实时动态)定位单元，通过RTK载波相位差分，得到准确的定位信号提交给数据处理单元。发射信号发生单元发射出信号，遇到电缆后反射，反射信号接收单元接收到反射信号，提交给数据处理单元，数据处理单元对定位信号和电缆的反射信号进行处理，最后把电缆的走向信息显示出来，同时发送给智能诊断单元。智能诊断单元如图5所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中压电缆缺陷智能地理位置定位系统，其特征在于包括：地理位置轨迹探测单元、超低频高压发生单元、局部放电信号采集单元、智能诊断单元；其中：/n地理位置轨迹探测单元：通过对中压电缆地理位置轨迹的探测，得到所埋电缆的平面坐标和深度，将探测到的被检测电缆地理信息传送给智能诊断单元；/n超低频高压发生单元：将工频交流电通过整流电路、预稳压电路、斩波电路、高频逆变电路、直流倍压电路、线性调整电路转换成超低频率的高压交流电，并注入中压电缆，激发中压电缆中的缺陷产生局部放电信号；/n局部放电信号采集单元，采集中压电缆在超低频高压发生单元的高压作用下发生的缺陷放电信号以及反射放电信号，对采集的信号进行窄带滤波、时频分离分析和处理，将处理完的数据传送给智能诊断单元；/n智能诊断单元，所述的智能诊断单元接收局部放电信号采集单元的数据，接收地理位置轨迹的探测单元的数据；对局部放电信号采集单元的数据进行处理，生成相位谱图、频谱图和信号脉冲图，并结合地理位置轨迹的探测单元的数据，精确定位电缆缺陷位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种中压电缆缺陷智能地理位置定位系统，其特征在于包括：地理位置轨迹探测单元、超低频高压发生单元、局部放电信号采集单元、智能诊断单元；其中：
地理位置轨迹探测单元：通过对中压电缆地理位置轨迹的探测，得到所埋电缆的平面坐标和深度，将探测到的被检测电缆地理信息传送给智能诊断单元；
超低频高压发生单元：将工频交流电通过整流电路、预稳压电路、斩波电路、高频逆变电路、直流倍压电路、线性调整电路转换成超低频率的高压交流电，并注入中压电缆，激发中压电缆中的缺陷产生局部放电信号；
局部放电信号采集单元，采集中压电缆在超低频高压发生单元的高压作用下发生的缺陷放电信号以及反射放电信号，对采集的信号进行窄带滤波、时频分离分析和处理，将处理完的数据传送给智能诊断单元；
智能诊断单元，所述的智能诊断单元接收局部放电信号采集单元的数据，接收地理位置轨迹的探测单元的数据；对局部放电信号采集单元的数据进行处理，生成相位谱图、频谱图和信号脉冲图，并结合地理位置轨迹的探测单元的数据，精确定位电缆缺陷位置。


2.根据权利要求1所述中压电缆缺陷智能地理位置定位系统，其特征在于：所述的电缆地理位置轨迹探测单元通过通信网络把地理信息数据实时或一次性的传送给智能诊断系统。


3.根据权利要求1所述的中压电缆缺陷智能地理位置定位系统，其特征在于：所述的预稳压电路为有源功率因数校正电路，所述的斩波电路为BUCK电路，通过数字控制方式调整波形以及输出电压的频率。


4.根据权利要求3所述的中压电缆缺陷智能地理位置定位系统，其特征在于：所述的超低频高压发生单元，采用全波整流电路将交流电变换为脉动的直流电，通过功率因...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪华栋，宦如松，
申请(专利权)人：宁波骅厦智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33