基于运行电流和接地环流的高压电缆在线监测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术所提出的基于运行电流和接地环流的高压电缆在线监测方法及装置，同时采集至少一路电缆线芯的运行电流和至少一路电缆护层的接地环流；对运行电流和接地环流进行授时，以保证所有运行电流和所有接地环流的采集时间一致；将运行电流处理后得到数字运行电流，将接地环流处理后得到数字接地环流；基于数字运行电流和数字接地环流，进行高压电缆的相位异常信号、预警信号或告警信号中至少一种信号的判定，分析电缆的运行状况﹑趋势；同时输出运行电流、接地环流、以及判定和分析结果。本发明专利技术将电缆线芯的运行电流和电缆护层的接地环流通过模块化设置进行分开采集分析判定，在超过信号阈值时，立马根据判定结果进行维修，避免造成严重的事故。造成严重的事故。造成严重的事故。

【技术实现步骤摘要】
基于运行电流和接地环流的高压电缆在线监测方法及装置


[0001]本专利技术属于电缆监测
，更具体地，涉及基于运行电流和接地环流的高压电缆在线监测方法及装置。

技术介绍

[0002]随着电力工业的快速发展，许多企业都使用电缆进行大规模电能的传输和分配，而电缆线路，尤其是高压电缆线路，由于其通道分布区域广、数量大、运行环境复杂、且运行长度快速递增，一旦发生故障，就会给社会及各个行业造成巨大的损失，从而直接影响到日常生活﹑工业建设﹑科教医疗等多个方面。
[0003]一般高压电缆通常是输送10kV(含10kV)以上电压的输电线路，其电压等级可分为：35kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV等，其中35kV以上的电缆主要采用带有金属护层的单芯电缆。而单芯电缆金属护层会与芯线中的交流电流产生的磁力线相铰链，使其两端出现较高的感应电压，故需采取合适的接地措施使感应电压处在安全电压范围内(通常不超过50V，有安全措施时不超过100V)。一般短线路单芯电缆的金属护层采用的方式为：一端直接接地，另一端经间隙或者保护电阻接地；长线路单芯电缆金属护层采用的方式为：三相分段交叉互联两端接地。当电缆护层绝缘发生损伤时，金属护套多点接地产生护层循环电流，会增加金属护套的损耗，从而影响电缆的载流能力，严重时甚至使电缆严重发热而烧毁。此外，如果接地点由于各种原因不能有效接地，那么电缆金属护套的电位就会急剧升到几千伏甚至上万伏，也很容易把电缆外护套击穿并在击穿点持续放电，造成电缆外护套温度升高甚至着火燃烧。总之，无论是短线路还是长线路，都需要保证高压电缆线路具有良好的绝缘性和接地点有效接地，否则就会影响电缆的载流能力，最终导致电缆发热甚至着火。因此，电缆的载流能力的在线监测对整个输变电的安全起着十分重要的作用。
[0004]传统的监测方法及装置只能反映出电缆的电流曲线，需要依靠工作人员来分析判断，而当发生电缆故障时，尤其是处于地下隧道等相对复杂的电力电缆，事态发展太快，若依靠工作人员来分析监测，效率低下，无法快速排除问题和进行维修；此外，传统的方法及装置也无法针对性的对电力电缆的运行状况及电缆绝缘损耗的发展趋势进行监测，会导致工作人员无法快速准确的找出问题、对电缆线路的进行维修，从而给社会造成巨大的损失。

技术实现思路

[0005]针对以上现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本专利技术提供了基于运行电流和接地环流的高压电缆在线监测方法及装置，用于解决现有监测方法及装置在面对相对复杂环境下的电力电缆时，无法快速排除问题和进行维修以及无法针对性的对电力电缆的运行状况和电缆绝缘损耗的发展趋势进行预测的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了基于运行电流和接地环流的高压电缆在线监测方法，该方法包括：
[0007]接收监测指令，同时采集第一位置的至少一相电缆线芯的运行电流和第二位置的
至少一相电缆护层的接地环流；对所述运行电流和所述接地环流进行授时，以保证所有所述运行电流和所有所述接地环流的采集时间一致；其中，所述第一位置和第二位置为一致和/或不一致；
[0008]将所述运行电流处理后得到数字运行电流，将所述接地环流处理后得到数字接地环流；基于所述数字运行电流和所述数字接地环流，进行高压电缆的相位异常信号、预警信号或告警信号中至少一种信号的判定，分析电缆的运行状况﹑趋势；同时输出所述运行电流、所述接地环流、以及判定和分析结果。
[0009]进一步的，所述相位异常信号的判定为：判断所述高压电缆的三相的所述数字运行电流的相位之和是否为零；若为零，则表示所述运行电流正常；若不为零，则发出相位异常信号。
[0010]进一步的，所述预警信号包括运行电流预警信号和/或接地环流预警信号；所述告警信号包括运行电流告警信号和/或接地环流告警信号。
[0011]进一步的，所述预警信号的判定包括：设置数字运行电流预警阈值和数字接地环流预警阈值；将所述数字运行电流与所述数字运行电流预警阈值的大小进行比较，将所述数字接地环流与所述数字接地环流预警阈值的大小进行比较；
[0012]若所述数字运行电流大于所述数字运行电流预警阈值，则发出运行电流预警信号；
[0013]若所述数字接地环流大于所述数字接地环流预警阈值，则发出接地环流预警信号；
[0014]反之，继续进行预警信号的判定；
[0015]所述告警信号的判定包括：设置数字运行电流告警阈值和数字接地环流告警阈值；将所述数字运行电流与所述数字运行电流告警阈值的大小进行比较，将所述数字接地环流与所述数字接地环流告警阈值的大小进行比较；
[0016]若所述数字运行电流大于所述数字运行电流告警阈值，则发出运行电流告警信号；
[0017]若所述数字接地环流大于所述数字接地环流告警阈值，则发出接地环流告警信号；
[0018]反之，继续进行告警信号的判定。
[0019]进一步的，所述数字运行电流是对所述运行电流进行信号调理、滤波及模数转换得到的；所述数字接地环流是对所述接地环流进行信号调理、滤波及模数转换得到的。
[0020]作为本专利技术的另一方面，还提供了基于运行电流和接地环流的高压电缆在线监测装置，该装置包括相互连接的电流互感模块和电流综合采集处理模块：
[0021]电流互感模块，包括至少一个第一电流互感器和至少一个第二电流互感器；且所述第一电流互感器的量程比第二电流互感器的量程大；
[0022]所述第一电流互感器设置于电缆线芯上，用于测量所述电缆线芯的运行电流；
[0023]所述第二电流互感器设置于电缆护层的接地线上，用于测量所述电缆护层的接地环流；
[0024]电流综合采集处理模块，包括信号处理单元，以及与所述信号处理单元连接的电流信号输入单元、时间同步单元和通讯单元；
[0025]信号处理单元：用于将所述运行电流处理后得到数字运行电流，将所述接地环流处理后得到数字接地环流；以及基于所述数字运行电流和所述数字接地环流，进行高压电缆的相位异常信号、预警信号或告警信号中至少一种信号的判定，分析电缆的运行状况﹑趋势；
[0026]电流信号输入单元：连接所述第一电流互感器的输出端和所述第二电流互感器的输出端；用于同时采集所述运行电流和所述接地环流并传输给所述信号处理单元；
[0027]时间同步单元：用于对所述运行电流和所述接地环流进行授时，以保证所有所述运行电流和所有所述接地环流的采集时间一致；
[0028]通讯单元：用于接收监控指令并下发给所述电流互感模块，传输所述运行电流、所述接地环流、以及所述相位异常信号、所述预警信号或所述告警信号中至少一种信号。
[0029]进一步的，所述电流综合采集处理模块还包括高防护等级外壳，为全封闭式结构，将所述电流综合采集处理模块进行全封闭包裹。
[0030]进一步的，所述高防护等级外壳，为铝制金属材料，与外部的接头采用航空防水插件，用于防水﹑防尘和防电磁干扰。
[0031]进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于运行电流和接地环流的高压电缆在线监测方法，其特征在于，接收监测指令，同时采集第一位置的至少一相电缆线芯的运行电流和第二位置的至少一相电缆护层的接地环流；对所述运行电流和所述接地环流进行授时，以保证所有所述运行电流和所有所述接地环流的采集时间一致；其中，所述第一位置和第二位置为一致和/或不一致；将所述运行电流处理后得到数字运行电流，将所述接地环流处理后得到数字接地环流；基于所述数字运行电流和所述数字接地环流，进行高压电缆的相位异常信号、预警信号或告警信号中至少一种信号的判定，分析电缆的运行状况﹑趋势；同时输出所述运行电流、所述接地环流、以及判定和分析结果。2.如权利要求1所述的基于运行电流和接地环流的高压电缆在线监测方法，其特征在于，所述相位异常信号的判定为：判断所述高压电缆的三相的所述数字运行电流的相位之和是否为零；若为零，则表示所述运行电流正常；若不为零，则发出相位异常信号。3.如权利要求1所述的基于运行电流和接地环流的高压电缆在线监测方法，其特征在于，所述预警信号包括运行电流预警信号和/或接地环流预警信号；所述告警信号包括运行电流告警信号和/或接地环流告警信号。4.如权利要求1～3中任意一项所述的基于运行电流和接地环流的高压电缆在线监测方法，其特征在于，所述预警信号的判定包括：设置数字运行电流预警阈值和数字接地环流预警阈值；将所述数字运行电流与所述数字运行电流预警阈值的大小进行比较，将所述数字接地环流与所述数字接地环流预警阈值的大小进行比较；若所述数字运行电流大于所述数字运行电流预警阈值，则发出运行电流预警信号；若所述数字接地环流大于所述数字接地环流预警阈值，则发出接地环流预警信号；反之，继续进行预警信号的判定；所述告警信号的判定包括：设置数字运行电流告警阈值和数字接地环流告警阈值；将所述数字运行电流与所述数字运行电流告警阈值的大小进行比较，将所述数字接地环流与所述数字接地环流告警阈值的大小进行比较；若所述数字运行电流大于所述数字运行电流告警阈值，则发出运行电流告警信号；若所述数字接地环流大于所述数字接地环流告警阈值，则发出接地环流告警信号；反之，继续进行告警信号的判定。5.如权利要求1所述的基于运行电流和接地环流的高压电缆在线监测方法，其特征在于，所述数字运行电流是对所述运行电流进行信号调理、滤波及模数转换得到的；所述数字接地环流是对所述接地环流进行信号调理、滤波及模数转换得到的。6.基于运行电流和接地环流的高压...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭，韩俊龙，唐信，
申请(专利权)人：武汉三江中电科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：