一種電纜護(hù)層電流及載流量在線監(jiān)測(cè)和故障診斷定位方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電纜護(hù)層電流及載流量在線監(jiān)測(cè)和故障診斷定位方法，屬于電力電纜在線監(jiān)測(cè)和故障診斷及定位【技術(shù)領(lǐng)域】。技術(shù)方案是：護(hù)層電流和載流量傳感器同步采集電流數(shù)據(jù)并通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)上傳至數(shù)據(jù)管理平臺(tái)；數(shù)據(jù)管理平臺(tái)定時(shí)收集、自動(dòng)處理和臨時(shí)或永久存儲(chǔ)狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并在監(jiān)控中心屏幕上實(shí)時(shí)顯示所有狀態(tài)數(shù)據(jù)，同時(shí)提供各種數(shù)據(jù)報(bào)表功能；故障診斷系統(tǒng)提取數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)中的實(shí)時(shí)護(hù)層電流數(shù)據(jù)并與預(yù)期值比較；一旦發(fā)現(xiàn)電纜中的故障，通過(guò)報(bào)警單元為電纜運(yùn)行維護(hù)人員提供預(yù)警信息。本發(fā)明能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力電纜運(yùn)行情況，出現(xiàn)異常的監(jiān)測(cè)信息時(shí)自動(dòng)進(jìn)行故障診斷定位并預(yù)警提示，可以準(zhǔn)確診斷并定位選中的電纜故障類型，節(jié)省了人力財(cái)力。
【專利說(shuō)明】一種電纜護(hù)層電流及載流量在線監(jiān)測(cè)和故障診斷定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電纜護(hù)層電流及載流量在線監(jiān)測(cè)和故障診斷定位方法，尤其涉及一種通過(guò)交叉互聯(lián)電纜護(hù)層電流實(shí)時(shí)測(cè)量值和預(yù)期值的比值關(guān)系來(lái)診斷并定位電纜故障的方法，屬于電力電纜在線監(jiān)測(cè)和故障診斷及定位【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市的發(fā)展，IlOkV及以上單芯高壓電力電纜應(yīng)用的數(shù)量急劇增加，電纜負(fù)荷日益增大，大量單芯電纜的運(yùn)行所帶來(lái)的電纜金屬護(hù)套接地電流問(wèn)題越來(lái)越受到人們的關(guān)注。通常情況下，IIOkV及以上高壓?jiǎn)涡倦娎|的金屬護(hù)層一般采用交叉互聯(lián)雙端接地或單端直接接地的運(yùn)行方式。根據(jù)GB-50217《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:交流單芯電力電纜的金屬層上任一點(diǎn)非直接接地處的正常感應(yīng)電勢(shì)最大值應(yīng)滿足下列規(guī)定:未采取能有效防止人員任意接觸金屬層的安全措施時(shí)，不得大于50V ;除上述情況外，不得大于300V。高壓電纜由于其結(jié)構(gòu)采用單芯結(jié)構(gòu)，根據(jù)電磁學(xué)原理這將必然引起金屬護(hù)套上出現(xiàn)感應(yīng)電壓。為了降低電纜護(hù)套上的感應(yīng)電壓，使之不會(huì)過(guò)大，工程中要將電纜金屬護(hù)層分段接地，以限制感應(yīng)電壓的大小。正常情況下，護(hù)層中的感應(yīng)電壓較低，符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。然而，當(dāng)中間接頭的交叉互聯(lián)接地點(diǎn)或電纜本體金屬護(hù)層出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致外護(hù)層擊穿或護(hù)層保護(hù)器燒毀，更嚴(yán)重地會(huì)導(dǎo)致電纜主絕緣擊穿，在這種情況下金屬護(hù)層有可能出現(xiàn)多點(diǎn)接地，形成很高的護(hù)層電流，這樣既降低了電纜的載流量，又浪費(fèi)電能形成損耗，并加速了電纜絕緣老化，因此需要定期對(duì)上述電纜金屬護(hù)層的接地電流進(jìn)行檢測(cè)，以防止電纜故障造成非計(jì)劃性的停電。
[0003]【背景技術(shù)】的檢測(cè)手段主要包括:(I)定期或不定期的人工巡視，以便發(fā)現(xiàn)高壓電纜及其附屬設(shè)施的異常和隱患并進(jìn)行及時(shí)處理；(2)定期對(duì)高壓電纜終端、中間接頭等重要電纜附件進(jìn)行人工紅外熱成像測(cè)試；(3)定期人工測(cè)量高壓電纜金屬護(hù)層電流；(4)每年對(duì)重要的高壓電纜線路進(jìn)行一次預(yù)防性試驗(yàn)，主要項(xiàng)目包括測(cè)試主絕緣電阻、護(hù)層絕緣電阻和主絕緣做交流耐壓試驗(yàn)。實(shí)際工作中，由于高壓電纜線路的鋪設(shè)總長(zhǎng)度逐漸增加，全部嚴(yán)格按規(guī)程進(jìn)行人工日常運(yùn)行維護(hù)和檢修工作由于其高昂的人工成本而難以實(shí)現(xiàn)。尤其是高壓電纜接頭或終端通常安裝在專用電力工井內(nèi)或高壓電纜桿塔上，人工測(cè)量這些電纜的金屬護(hù)層電流或表面溫度等狀態(tài)參數(shù)需要花費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力；同時(shí)由于定期檢測(cè)或巡視線路，兩次巡檢的間隔時(shí)間段內(nèi)通常無(wú)法獲知高壓電纜的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，以致高壓電纜故障發(fā)生前運(yùn)行維護(hù)人員無(wú)法及時(shí)獲得必要的預(yù)警信息，造成了一些不必要的經(jīng)濟(jì)損失。因此，開(kāi)發(fā)一套可用于電纜故障診斷定位的護(hù)層電流在線監(jiān)測(cè)技術(shù)是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是提供一種電纜護(hù)層電流及載流量在線監(jiān)測(cè)和故障診斷定位方法，通過(guò)護(hù)層電流在線監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)電纜中故障的診斷及定位，解決【背景技術(shù)】中存在的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是: 一種電纜護(hù)層電流及載流量在線監(jiān)測(cè)和故障診斷定位方法，包含如下步驟:
①通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊、通訊網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)管理平臺(tái)和故障診斷模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)電纜護(hù)層電流及載流量在線監(jiān)測(cè)和故障診斷定位；
②數(shù)據(jù)采集模塊由多個(gè)護(hù)層電流傳感器以及一個(gè)載流量傳感器構(gòu)成；在電纜帶電運(yùn)行情況下的交叉互聯(lián)接地箱進(jìn)線口處套裝鉗形電流傳感器來(lái)采集護(hù)層電流信號(hào)并通過(guò)套裝在電纜本體上的鉗形電流傳感器，采集電纜載流量數(shù)據(jù)；通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡同步采集電流信號(hào)；上傳采集到的護(hù)層電流以及載流量數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)管理平臺(tái)進(jìn)行理論計(jì)算并將電纜信息儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中；
③數(shù)據(jù)采集模塊中的護(hù)層電流和載流量傳感器采樣高壓電纜的護(hù)層電流和載流量數(shù)據(jù)，然后通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)上傳給位于監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)；數(shù)據(jù)管理平臺(tái)定時(shí)收集、自動(dòng)處理和臨時(shí)或永久存儲(chǔ)狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并在監(jiān)控中心屏幕上實(shí)時(shí)顯示所有狀態(tài)數(shù)據(jù)，同時(shí)提供各種數(shù)據(jù)報(bào)表功能；數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)用來(lái)存放各種臨時(shí)或永久存儲(chǔ)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；臨時(shí)儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)由實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)組成；永久存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包括對(duì)象電纜的各項(xiàng)參數(shù)值:分段長(zhǎng)度，相間距離，電纜設(shè)計(jì)參數(shù)，以及根據(jù)這些參數(shù)值計(jì)算出的非故障情況下的各個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的護(hù)層電流在不同負(fù)載條件下的預(yù)期值以及兩個(gè)接頭處護(hù)層電流測(cè)量值的比值關(guān)系；
④故障診斷模塊通過(guò)將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)與電纜狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的預(yù)期數(shù)值做比較，評(píng)估電纜的健康狀況；當(dāng)電纜實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與非故障狀態(tài)預(yù)期值的偏差大于設(shè)定值時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的狀態(tài)信息，對(duì)電纜中的典型故障進(jìn)行診斷并定位。
[0006]本發(fā)明還設(shè)有報(bào)警單元，包括大屏幕顯示界面和跳出報(bào)警窗口的預(yù)警方式；當(dāng)出現(xiàn)預(yù)警信息時(shí)，監(jiān)測(cè)主機(jī)可及時(shí)有效地通知高壓電纜運(yùn)行維護(hù)人員，實(shí)現(xiàn)了高壓電纜狀態(tài)綜合在線監(jiān)測(cè)、預(yù)警的目的，便于高壓電纜運(yùn)行維護(hù)人員隨時(shí)掌握電纜及其運(yùn)行環(huán)境的狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，避免發(fā)生電力事故。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:(1)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力電纜運(yùn)行情況，將監(jiān)測(cè)信息傳輸?shù)较到y(tǒng)的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)記錄分析，出現(xiàn)異常的監(jiān)測(cè)信息時(shí)自動(dòng)進(jìn)行故障診斷定位并預(yù)警提示；
(2)對(duì)于電纜分段長(zhǎng)度相等且安裝有回流線的交叉互聯(lián)三相電纜，提出了一套可用于電纜故障診斷定位的護(hù)層電流幅值標(biāo)準(zhǔn)；(3)克服了現(xiàn)有故障診斷技術(shù)中，護(hù)層電流變化的簡(jiǎn)單判斷標(biāo)準(zhǔn)，可以準(zhǔn)確診斷并定位選中的電纜故障類型；摒棄了發(fā)現(xiàn)異常情況后，通過(guò)巡線來(lái)尋找故障點(diǎn)的傳統(tǒng)方式，節(jié)省了人力財(cái)力。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是護(hù)層電流在線監(jiān)測(cè)級(jí)故障診斷定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；1是監(jiān)控中心，2是數(shù)據(jù)采集模塊，包括多個(gè)電流傳感器，3是故障診斷定位模塊，4是報(bào)警單元，5是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，6是通訊系統(tǒng)；
圖2是三相電纜交叉互聯(lián)接線及傳感器安裝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0010]如圖1所示，本發(fā)明的主要目的在于實(shí)現(xiàn)高壓電纜金屬護(hù)層中的護(hù)層電流在線監(jiān)測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓電纜線路的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜故障缺陷和發(fā)出報(bào)警。護(hù)層電流和載流量傳感器同步采集電流數(shù)據(jù)并通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)上傳至數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。數(shù)據(jù)管理平臺(tái)定時(shí)收集、自動(dòng)處理和臨時(shí)或永久存儲(chǔ)狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并在監(jiān)控中心屏幕上實(shí)時(shí)顯示所有狀態(tài)數(shù)據(jù)，同時(shí)提供各種數(shù)據(jù)報(bào)表功能。故障診斷系統(tǒng)提取數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)中的實(shí)時(shí)護(hù)層電流數(shù)據(jù)并與預(yù)期值比較。一旦發(fā)現(xiàn)電纜中的故障，則自動(dòng)診斷其類型并定位至所在接頭或回路，同時(shí)通過(guò)報(bào)警單元為電纜運(yùn)行維護(hù)人員提供預(yù)警信息。
[0011]如圖2所示，對(duì)于交叉互聯(lián)接地箱JXl來(lái)說(shuō)，三個(gè)測(cè)量點(diǎn)電流互感器所測(cè)的電流分別為1、/3 ,對(duì)于交叉互聯(lián)接地箱JX2來(lái)說(shuō)，三個(gè)測(cè)量點(diǎn)電
流互感器所測(cè)的電流分別為/4、Z5 > Zs ,載流量傳感器所測(cè)得三相平衡負(fù)荷電
流力^ 則通過(guò)護(hù)層電流與載流量的比值和護(hù)層電流力札，i2/i4, i3//5之間的三個(gè)比值，可以診斷以下幾種故障并定位至所在接頭或護(hù)層回路，如表1所示。
【權(quán)利要求】
1.一種電纜護(hù)層電流及載流量在線監(jiān)測(cè)和故障診斷定位方法，其特征在于，包含如下步驟: ①通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊、通訊網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)管理平臺(tái)和故障診斷模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)電纜護(hù)層電流及載流量在線監(jiān)測(cè)和故障診斷定位； ②數(shù)據(jù)采集模塊由多個(gè)護(hù)層電流傳感器以及一個(gè)載流量傳感器構(gòu)成；在電纜帶電運(yùn)行情況下的交叉互聯(lián)接地箱進(jìn)線口處套裝鉗形電流傳感器來(lái)采集護(hù)層電流信號(hào)并通過(guò)套裝在電纜本體上的鉗形電流傳感器，采集電纜載流量數(shù)據(jù)；通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡同步采集電流信號(hào)；上傳采集到的護(hù)層電流以及載流量數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)管理平臺(tái)進(jìn)行理論計(jì)算并將電纜信息儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中； ③數(shù)據(jù)采集模塊中的護(hù)層電流和載流量傳感器采樣高壓電纜的護(hù)層電流和載流量數(shù)據(jù)，然后通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)上傳給位于監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)；數(shù)據(jù)管理平臺(tái)定時(shí)收集、自動(dòng)處理和臨時(shí)或永久存儲(chǔ)狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并在監(jiān)控中心屏幕上實(shí)時(shí)顯示所有狀態(tài)數(shù)據(jù)，同時(shí)提供各種數(shù)據(jù)報(bào)表功能；數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)用來(lái)存放各種臨時(shí)或永久存儲(chǔ)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；臨時(shí)儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)由實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)組成；永久存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包括對(duì)象電纜的各項(xiàng)參數(shù)值:分段長(zhǎng)度，相間距離，電纜設(shè)計(jì)參數(shù)，以及根據(jù)這些參數(shù)值計(jì)算出的非故障情況下的各個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的護(hù)層電流在不同負(fù)載條件下的預(yù)期值以及兩個(gè)接頭處護(hù)層電流測(cè)量值的比值關(guān)系； ④故障診斷模塊通過(guò)將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)與電纜狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的預(yù)期數(shù)值做比較，評(píng)估電纜的健康狀況；當(dāng)電纜實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與非故障狀態(tài)預(yù)期值的偏差大于設(shè)定值時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的狀態(tài)信息，對(duì)電纜中的典型故障進(jìn)行診斷并定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電纜護(hù)層電流及載流量在線監(jiān)測(cè)和故障診斷定位方法，其特征在于本發(fā)明還設(shè)有報(bào)警單元，包括大屏幕顯示界面和跳出報(bào)警窗口的預(yù)警方式；當(dāng)出現(xiàn)預(yù)警信息時(shí)，監(jiān)測(cè)主機(jī)可及時(shí)有效地通知高壓電纜運(yùn)行維護(hù)人員，實(shí)現(xiàn)了高壓電纜狀態(tài)綜合在線監(jiān)測(cè)、預(yù)警的目的，便于高壓電纜運(yùn)行維護(hù)人員隨時(shí)掌握電纜及其運(yùn)行環(huán)境的狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，避免發(fā)生電力事故。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK103926510SQ201410199082
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】袁燕嶺, 董杰, 陳昕, 周灝, 郝乾, 梁東, 夏福慶, 苗輝, 高俊福, 史順金, 張博宇, 李進(jìn)軍, 穆勇, 高中強(qiáng), 韓寶華, 李振成 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司唐山供電公司, 北京伏佳安達(dá)電氣技術(shù)有限公司