專利名稱：一種監(jiān)測低溫絕緣超導(dǎo)電纜的事件記錄系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及低溫絕緣超導(dǎo)電纜領(lǐng)域，尤其涉及一種監(jiān)測低溫絕緣超導(dǎo)電纜的 事件記錄系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展，人們對電能的需求量日益增長。根據(jù)預(yù)測，到2020年，我 國的發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到800GW。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的大城市和城市密集居住地區(qū)，高層建筑林立， 用電量急劇增加，城市供電等級由原來的IlOkV及以下，上升到500kV城市環(huán)網(wǎng)、220kV直接 供電的超高壓供電等級，對電能輸送提出了新的要求?，F(xiàn)有的輸電線路由常規(guī)電力電纜和架空線路組成，常規(guī)電力電纜日趨老化或線路 超載而需要增容，線路損耗難以降低，輸電通道地面積大，電網(wǎng)的可靠性受到影響，電網(wǎng)的 安全性存在隱患，已經(jīng)形成大容量電能傳輸?shù)摹捌款i”。因此，考慮使用超導(dǎo)電纜，它特別適用于特大型城市的電力傳輸及變電站大電流 母線等方面。超導(dǎo)電纜從經(jīng)濟(jì)和成本方面，與常規(guī)電纜相比，具有以下優(yōu)勢1)大容量，常規(guī)電纜的輸電容量受到電纜電阻的影響，電流密度只有大約 300-400A/cm2，而超導(dǎo)電纜的電流密度可以達(dá)到1000A/cm2甚至更高，相同截面的傳輸容 量比常規(guī)電纜高5倍以上。當(dāng)今大城市負(fù)荷日益增加，高壓架空線路深入城市負(fù)荷中心受 諸多因素限制，開發(fā)利用大容量的超導(dǎo)電纜，可大大提高電力傳輸能力，滿足大容量負(fù)荷中 心的要求。2)由于超導(dǎo)電纜的“零電阻”特性，其線路損耗極低。我國目前遠(yuǎn)程的輸電一般采 用架空鋁裸線，城市內(nèi)部采用常規(guī)電纜，損耗主要由電阻引起的熱損耗，電能在傳輸過程中 的損耗在8 %左右，超導(dǎo)電纜的損耗只占輸送容量的1 %，如果包括制冷消耗，超導(dǎo)電纜也 可將損耗降至3%左右。3)對環(huán)境影響小，超導(dǎo)電纜的低溫工作方式，對電纜安裝地點(diǎn)的土壤及其它環(huán)境 因素的影響很小，超導(dǎo)電纜的磁場效應(yīng)集中在密閉的低溫系統(tǒng)內(nèi)部，可減少電磁影響。4)節(jié)約通道，由于超導(dǎo)電纜的電流密度高，輸送同等電力需要的送電通道將遠(yuǎn)小 于常規(guī)電纜。據(jù)估計(jì)，輸送IGVA所需的電纜空間若采用275kV充油電纜，需要2回線寬 800mm的空間，而使用超導(dǎo)電纜，66kV外徑130mm就能滿足要求。超導(dǎo)電纜分為高溫絕緣方式(WD)超導(dǎo)電纜和低溫絕緣方式(CD)超導(dǎo)電纜，本實(shí) 用新型中是針對其中的低溫絕緣方式超導(dǎo)電纜進(jìn)行研究，是因?yàn)榈蜏亟^緣(CD)超導(dǎo)電纜的絕緣屏蔽采用和導(dǎo)體相同的超導(dǎo)帶材鉸制形成，電纜 絕緣和絕緣屏蔽均處于液氮溫度下，處于超導(dǎo)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)電纜外部不產(chǎn)生磁場，基本不存 在與超導(dǎo)電纜導(dǎo)體相垂直的外磁場造成臨界電流退化的問題，CD超導(dǎo)電纜導(dǎo)體電流可以達(dá) 到10000A或以上；而高溫絕緣(WD)超導(dǎo)電纜由于絕緣處于室溫，其絕緣屏蔽為一般半導(dǎo)電屏蔽材料構(gòu)成，一相WD超導(dǎo)電纜所產(chǎn)生的磁場對另外兩相超導(dǎo)電纜導(dǎo)體將產(chǎn)生垂直的外磁場作 用，使其臨界電流退化，WD超導(dǎo)電纜的傳輸電流一般為3000A及以下。相比而言，低溫絕緣超導(dǎo)電纜的大電流和大容量特性更具有發(fā)展前景，這也正是 本申請的發(fā)明人選擇研究該種電纜的原因。CD超導(dǎo)電纜作為一項(xiàng)新興的技術(shù)，需要時(shí)刻對其進(jìn)行監(jiān)視，本申請的發(fā)明人致力 于研究一種監(jiān)測該低溫絕緣超導(dǎo)電纜的事件記錄系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種監(jiān)測低溫絕緣超導(dǎo)電纜 的事件記錄系統(tǒng)，它能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測并記錄低溫絕緣超導(dǎo)電纜的發(fā)生事件，為操作人員提 供預(yù)警信號，一旦低溫絕緣超導(dǎo)電纜發(fā)生故障，可以立刻進(jìn)行通知，提高電網(wǎng)的安全性。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種監(jiān)測低溫絕緣超導(dǎo)電纜的事件記錄系統(tǒng)，對低 溫絕緣超導(dǎo)電纜的監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測并進(jìn)行事件記錄，其中，所述的事件記錄系統(tǒng)包括依次 相連的脈沖觸發(fā)器、采樣終端、A/D轉(zhuǎn)換電路以及工控機(jī)，工控機(jī)包括輸入端均與所述A/D 轉(zhuǎn)換電路相連的一主工控機(jī)和一從工控機(jī)，當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)發(fā)生異常時(shí)，監(jiān)測點(diǎn)發(fā)出異常信號給 所述的脈沖觸發(fā)器。上述的監(jiān)測低溫絕緣超導(dǎo)電纜的事件記錄系統(tǒng)，其中，所述的低溫絕緣超導(dǎo)電纜的 監(jiān)測點(diǎn)包括有若干個(gè)電纜兩端的接頭監(jiān)測點(diǎn)以及若干個(gè)位于電纜接頭之間的電纜監(jiān)測點(diǎn)。上述的監(jiān)測低溫絕緣超導(dǎo)電纜的事件記錄系統(tǒng)，其中，所述的采樣終端為一低溫 溫度傳感器。上述的監(jiān)測低溫絕緣超導(dǎo)電纜的事件記錄系統(tǒng)，其中，所述的脈沖觸發(fā)器為邊沿 觸發(fā)器。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型通過脈沖觸發(fā)器來實(shí)時(shí)得到低溫絕緣超導(dǎo) 電纜的異常信號，并通過信號放大器將該信號放大并通過采集終端進(jìn)行采集，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn) 換后輸出給工控機(jī)進(jìn)行記錄，具有如下優(yōu)點(diǎn)1)實(shí)時(shí)性強(qiáng)，監(jiān)測點(diǎn)一旦有異常，即可通過工控機(jī)通知操作者進(jìn)行維修，增加電網(wǎng) 使用的可靠性；2)可靠性高，由于采用主從兩臺工控機(jī)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的冗余特性，即使有一臺發(fā)生 故障，也不會影響另一臺的工作，可以通過連接遠(yuǎn)端監(jiān)控主機(jī)對兩臺工控機(jī)進(jìn)行監(jiān)視，一旦 有故障，則立刻派工作人員過去維修；3)精度高，由于低溫絕緣超導(dǎo)電纜處于非常低的溫度下進(jìn)行的，因此采用低溫溫 度傳感器，更適合于低溫下的監(jiān)測；4)抗干擾能力強(qiáng)，由于采用了邊沿觸發(fā)器，這種觸發(fā)器具有抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性 好的優(yōu)點(diǎn)；5)人機(jī)界面友好，本實(shí)用新型采用了工控機(jī)，具有很好的人機(jī)界面，可以加載多種 相關(guān)軟件，可生成多種圖表供操作者瀏覽。

圖1是本實(shí)用新型的監(jiān)測低溫絕緣超導(dǎo)電纜的事件記錄系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。請參閱圖1，圖中示出了本實(shí)用新型的一種監(jiān)測低溫絕緣超導(dǎo)電纜的事件記錄系 統(tǒng)，對低溫絕緣超導(dǎo)電纜的監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測并進(jìn)行事件記錄，該系統(tǒng)包括依次相連的脈沖 觸發(fā)器1、采樣終端2、A/D轉(zhuǎn)換電路3以及工控機(jī)4，工控機(jī)4包括輸入端均與A/D轉(zhuǎn)換電 路3相連的一主工控機(jī)41和一從工控機(jī)42，當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)發(fā)生異常時(shí)，監(jiān)測點(diǎn)發(fā)出異常信號給 脈沖觸發(fā)器1。脈沖觸發(fā)器1采用邊沿觸發(fā)器，該種觸發(fā)器的抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好。本實(shí)施例 中采用雙J-K負(fù)邊沿觸發(fā)觸發(fā)器。低溫絕緣超導(dǎo)電纜的監(jiān)測點(diǎn)包括有若干個(gè)電纜兩端的接頭監(jiān)測點(diǎn)以及若干個(gè)位 于電纜接頭之間的電纜監(jiān)測點(diǎn)。本實(shí)施例中，采樣終端3為一低溫溫度傳感器，采用的型號為HNllO型線性超低溫 溫度傳感器。它是一種負(fù)溫度系數(shù)(簡稱NTC)的溫度-電壓線性轉(zhuǎn)換元件。該產(chǎn)品具有測溫范圍寬(-200 +50°C )，溫度系數(shù)高、線性度好、互換精度高、高 穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還有0°c基準(zhǔn)電壓規(guī)范(690 710mV)的特點(diǎn).另外，對于儀器儀表的 設(shè)計(jì)而言，在整個(gè)溫度范圍內(nèi)無需進(jìn)行線性化處理，從而簡化了儀表電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試；由 于上述顯著特點(diǎn)，很好的解決了超低溫領(lǐng)域的測溫控溫的檢測問題，這也正是本實(shí)用新型 采用該產(chǎn)品的原因。本實(shí)用新型中采用工控機(jī)4，是因?yàn)楣た貦C(jī)采用全鋼化工業(yè)機(jī)箱，抗電磁干擾能力 強(qiáng)；采用總線結(jié)構(gòu)和模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)，各功能模塊皆使用插板式結(jié)構(gòu)，并帶有壓桿軟鎖定， 提高了抗沖擊、抗振動能力；機(jī)箱內(nèi)裝有雙風(fēng)扇，正壓對流排風(fēng)，并裝有濾塵網(wǎng)用以防塵； 配有高度可靠的工業(yè)電源，并有過壓、過流保護(hù)；電源及鍵盤均帶有電子鎖開關(guān)，可防止非 法開、關(guān)和非法鍵盤輸入；設(shè)有“看門狗”定時(shí)器，在因故障死機(jī)時(shí)，無需人的干預(yù)而自動復(fù) 位；開放性好，兼容性好，吸收了 PC機(jī)的全部功能，可直接運(yùn)行PC機(jī)的各種應(yīng)用軟件；可配 置實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，便于多任務(wù)的調(diào)度和運(yùn)行。本實(shí)用新型中，工控機(jī)4當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，進(jìn)行報(bào)警，通知操作人員，可以通過一操 作界面自動彈出窗口提示操作人員，除非人工干預(yù)，否則操作人員的界面上則一直顯示該 彈出窗口，用來提醒操作人員發(fā)生的事件，該工控機(jī)4還具有故障判據(jù)功能，當(dāng)冷卻異常 時(shí)，也會自動報(bào)警。另外，工控機(jī)4還具有實(shí)時(shí)監(jiān)測、穩(wěn)態(tài)記錄和故障錄波的功能，但是，一旦監(jiān)測到 有事件發(fā)生時(shí)，則將事件發(fā)生優(yōu)先顯示，其優(yōu)先級為最高。由于采用主從兩臺工控機(jī)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的冗余備份的特性，即使有一臺發(fā)生故障， 也不會影響另一臺的工作。本實(shí)施例中，將主工控機(jī)41和從工控機(jī)42的輸出端都與一遠(yuǎn)端監(jiān)控主機(jī)5相連， 該遠(yuǎn)端監(jiān)控主機(jī)5采用問答機(jī)制對兩臺工控機(jī)進(jìn)行監(jiān)視，一旦有任何一臺工控機(jī)發(fā)生故 障，則立刻派工作人員過去維修，另一方面，遠(yuǎn)端監(jiān)控主機(jī)5還可以讀取主工控機(jī)41和從工 控機(jī)42的數(shù)據(jù)，有利于維護(hù)工作。本實(shí)施例中，主工控機(jī)41和從工控機(jī)42可以采用研華工控機(jī)，型號為IPC-610L， 遠(yuǎn)端監(jiān)控主機(jī)5可以采用惠普的型號為HP385的計(jì)算機(jī)或者安全性能好的高配置計(jì)算機(jī)。[0039] 以上結(jié)合附圖實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根 據(jù)上述說明對本實(shí)用新型做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本實(shí)用 新型的限定，本實(shí)用新型將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種監(jiān)測低溫絕緣超導(dǎo)電纜的事件記錄系統(tǒng)，對低溫絕緣超導(dǎo)電纜的監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān) 測并進(jìn)行事件記錄，其特征在于，所述的事件記錄系統(tǒng)包括依次相連的脈沖觸發(fā)器、采樣終 端、A/D轉(zhuǎn)換電路以及工控機(jī)，工控機(jī)包括輸入端均與所述A/D轉(zhuǎn)換電路相連的一主工控機(jī) 和一從工控機(jī)，當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)發(fā)生異常時(shí)，監(jiān)測點(diǎn)發(fā)出異常信號給所述的脈沖觸發(fā)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測低溫絕緣超導(dǎo)電纜的事件記錄系統(tǒng)，其特征在于，所述 的低溫絕緣超導(dǎo)電纜的監(jiān)測點(diǎn)包括有若干個(gè)電纜兩端的接頭監(jiān)測點(diǎn)以及若干個(gè)位于電纜 接頭之間的電纜監(jiān)測點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測低溫絕緣超導(dǎo)電纜的事件記錄系統(tǒng)，其特征在于，所述 的采樣終端為一低溫溫度傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測低溫絕緣超導(dǎo)電纜的事件記錄系統(tǒng)，其特征在于，所述 的脈沖觸發(fā)器為邊沿觸發(fā)器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種監(jiān)測低溫絕緣超導(dǎo)電纜的事件記錄系統(tǒng)，對低溫絕緣超導(dǎo)電纜的監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測并進(jìn)行事件記錄，所述的事件記錄系統(tǒng)包括依次相連的脈沖觸發(fā)器、采樣終端、A/D轉(zhuǎn)換電路以及工控機(jī)，工控機(jī)包括輸入端均與所述A/D轉(zhuǎn)換電路相連的一主工控機(jī)和一從工控機(jī)，當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)發(fā)生異常時(shí)，監(jiān)測點(diǎn)發(fā)出異常信號給所述的脈沖觸發(fā)器。本實(shí)用新型能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測并記錄低溫絕緣超導(dǎo)電纜的發(fā)生事件，為操作人員提供預(yù)警信號，一旦低溫絕緣超導(dǎo)電纜發(fā)生故障，可以立刻進(jìn)行通知，提高電網(wǎng)的安全性。
文檔編號G01K7/00GK201926726SQ20102069483
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者孟毓, 龐愛莉, 林一, 龔尊 申請人:上海市電力公司, 上海電力設(shè)計(jì)院有限公司