電纜絕緣狀態(tài)在線自動監(jiān)測與診斷系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種電纜供電技術(shù)領(lǐng)域，具體地，設(shè)及電纜絕緣狀態(tài)在線自動監(jiān)測與 診斷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電纜供電W其安全、可靠、有利于美化城市與廠礦布局等優(yōu)點，獲得了越來越廣泛 的應用。電纜能適應地下、水底等各種敷設(shè)環(huán)境，能滿足長期、安全傳輸電能的需要…。電纜 供電對人身比較安全，自然氣象因素（如風雨、雷電、污穢等）和周圍環(huán)境對電纜的影響較 小。電纜多埋于地下，一旦發(fā)生故障尋找起來十分困難，不僅浪費大量的人力、物力，而且會 造成難W估量的停電損失。如何準確、迅速、經(jīng)濟地查尋電纜故障便成了供電部口日益關(guān)注 的問題。
[0003] 電纜絕緣的好壞是影響電纜安全可靠運行的關(guān)鍵因素。過去，我國廣泛使用的預 防性試驗是采用定期停電進行試驗的方法，屬于離線檢測。然而，隨著電力供應的發(fā)展，運 種停電試驗的傳統(tǒng)方法已愈來愈不能適應電力生產(chǎn)和供應的實際需要。因此研究電纜在線 監(jiān)測技術(shù)，可及時對電纜進行合理的維護、檢修及更換，對保證電纜可靠運行具有重要的意 義。預防性試驗的缺點主要有：必須停電進行試驗，容易造成供電中斷：不能根據(jù)電纜的絕 緣狀況，有選擇地進行試驗，而是對所有電纜都進行試驗，運樣會使絕緣完好的電纜由于多 次試驗而導致電纜絕緣性能加速劣化;容易對電纜造成"累積效應"、"整流效應"等。因此， 電纜絕緣狀態(tài)在線自動監(jiān)測與診斷技術(shù)將成為電纜絕緣診斷的必然發(fā)展趨勢。
[0004] 中國發(fā)明專利申請CN201410150637.9,提供了一種電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)，該發(fā) 明公開了一種電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過監(jiān)測待測電纜的地線上的電流變化作為判別電 纜絕緣老化的特征信號。該系統(tǒng)雖然僅給出了在線監(jiān)測的硬件描述，無法實現(xiàn)自動診斷，也 沒有設(shè)及實現(xiàn)在線自動監(jiān)測與診斷的詳細處理技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種電纜絕緣狀態(tài)在線自動監(jiān)測與 診斷系統(tǒng)，對電纜絕緣監(jiān)測及故障選線的準確性方面提供了有力和可靠保障。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的電纜絕緣狀態(tài)在線自動監(jiān)測與診斷系統(tǒng)，包括:實 時數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)自動分析與處理模塊、變化曲線繪制模塊、電纜絕緣故障預警模塊和 數(shù)據(jù)庫模塊，其中：
[0007] 所述實時數(shù)據(jù)采集模塊，從變電站現(xiàn)場采集電纜的放電數(shù)據(jù)，實時測量電纜護套 接地電流和相電壓，并將結(jié)果存儲到所述數(shù)據(jù)庫模塊，W供數(shù)據(jù)自動分析與處理模塊調(diào)用； [000引所述數(shù)據(jù)自動分析與處理模塊，對所述實時數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)進行處理和分 析，通過數(shù)字信號頻譜分析方法分別計算出電纜的對地泄露容抗和阻抗，通過對地泄露容 抗和阻抗的變化趨勢，表征電纜絕緣狀態(tài)變化，并將計算結(jié)果輸出到所述變化曲線繪制模 塊，同時保存到數(shù)據(jù)庫模塊;該模塊還W長期測量計算的平均值作為基準值，設(shè)定預警閥 值，將實時測量結(jié)果與基準值相比較，得出相對偏差，w該偏差與預警閥值比較，并將比較 結(jié)果輸出到電纜絕緣故障預警模塊；
[0009] 所述變化曲線繪制模塊，根據(jù)所述數(shù)據(jù)自動分析與處理模塊的處理結(jié)果，繪制實 時電纜絕緣變化曲線，對該曲線進行小波處理，得出電纜絕緣變化趨勢曲線；同時周期性測 量并記錄電纜對地阻抗，并繪制阻抗變化曲線;所述變化曲線繪制模塊的結(jié)果存入所述數(shù) 據(jù)庫模塊，并供電纜絕緣故障預警模塊調(diào)用；
[0010] 所述電纜絕緣故障預警模塊，當所述數(shù)據(jù)自動分析與處理模塊計算的偏差超過預 警閥值，則給出電纜絕緣老化的預警;根據(jù)所述變化曲線繪制模塊的電纜絕緣變化趨勢曲 線的當前斜率，如超過設(shè)定的預警閥值，給出預警;實時監(jiān)測電纜瞬間漏電現(xiàn)象，統(tǒng)計分析 電纜瞬間漏電概率，給出預警;所有預警的結(jié)果信息都存入數(shù)據(jù)庫模塊；
[0011] 所述數(shù)據(jù)庫模塊，用于存儲采集的數(shù)據(jù)W及上述各個模塊的結(jié)果，所有數(shù)據(jù)記錄 和長期監(jiān)測的趨勢圖均可W通過數(shù)據(jù)庫進行查詢。
[0012] 進一步的，所述系統(tǒng)還包括專家系統(tǒng)模塊，所述專家系統(tǒng)模塊根據(jù)上述各個模塊 的信息，通過網(wǎng)絡遠程協(xié)助確認故障情況，保證診斷結(jié)果的準確性。
[0013] 進一步的，所述系統(tǒng)還包括波形分析模塊，所述波形分析模塊根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進 行波形分析處理，同時顯示多個通道波形，具有波形縮放、通道選擇、游標顯示功能;并能通 過工具界面進行人工波形分析，W確定電纜自恢復故障點的位置。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
[0015] 本發(fā)明提供的系統(tǒng)能自動進行監(jiān)控和故障診斷，減少了人工巡查費用，加大管理 人員對設(shè)備運行和故障信息掌握的及時度，提高排除故障的效率，提高電力參數(shù)的準確性。
[0016] 本發(fā)明提供的系統(tǒng)，解決了管理人員對故障信息不能及時掌握的問題，當其中某 一條電纜發(fā)生故障時，需要派出大量人力到各個支路逐個查找故障點，故障點的判斷、查找 非常慢。在該系統(tǒng)投入使用W后，可W節(jié)省巡查人員的各種費用。利用系統(tǒng)的電力監(jiān)測功能 W及故障點的查找功能，替代W往的人工巡檢，大大提高準確率，同時每個線路的電力參數(shù) 可及時掌握，保證了電路的正常維護。一旦出現(xiàn)問題，系統(tǒng)會發(fā)出報警，利于及時查找和處 理問題。本系統(tǒng)能進一步將電纜發(fā)生異常時間、數(shù)值參數(shù)記錄下來，運一功能對于無人值守 變電室尤其重要。
[0017] 綜上，本發(fā)明所述系統(tǒng)使得電力電纜運行可靠性大大提高，降低企業(yè)的管理成本， 提高管理決策效率，提升了企業(yè)的綜合管理水平。
【附圖說明】
[0018] 通過閱讀參照W下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點將會變得更明顯：
[0019] 圖1為本發(fā)明一實施例中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。W下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員進一步理解本發(fā)明，但不W任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可W做出若干變形和改進。運些都屬于本發(fā)明 的保護范圍。
[0021] 如圖1所示，一種電纜絕緣狀態(tài)在線自動監(jiān)測與診斷系統(tǒng)，包括:實時數(shù)據(jù)采集模 塊、數(shù)據(jù)自動分析與處理模塊、變化曲線繪制模塊、電纜絕緣故障預警模塊和數(shù)據(jù)庫模塊， 其中：
[0022] 所述實時數(shù)據(jù)采集模塊，從變電站現(xiàn)場采集電纜的放電數(shù)據(jù)，實時測量電纜護套 接地電流和相電壓，并將結(jié)果存儲到所述數(shù)據(jù)庫模塊，W供數(shù)據(jù)自動分析與處理模塊調(diào)用；
[0023] 所述數(shù)據(jù)自動分析與處理模塊，對所述實時數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)進行處理和分 析，通過數(shù)字信號頻譜分析方法分別計算出電纜的對地泄露容抗和阻抗，通過對地泄露容 抗和阻抗的變化趨勢，表征電纜絕緣狀態(tài)變化，并將計算結(jié)果輸出到所述變化曲線繪制模 塊，同時保存到數(shù)據(jù)庫模塊;該模塊還W長期測量計算的平均值作為基準值，設(shè)定預警閥 值，將實時測量結(jié)果與基準值相比較，得出相對偏差，W該偏差與預警閥值比較，并將比較 結(jié)果輸出到電纜絕緣故障預警模塊；
[0024] 所述變化曲線繪制模塊，根據(jù)所述數(shù)據(jù)自動分析與處理模塊的處理結(jié)果，繪制實 時電纜絕緣變化曲線，對該曲線進行小波處理，得出電纜絕緣變化趨勢曲線；同時周期性測 量并記錄電纜對地阻抗，并繪制阻抗變化曲線;所述變化曲線繪制模塊的結(jié)果存入所述數(shù) 據(jù)庫模塊，并供電纜絕緣故障預警模塊調(diào)用；
[0025] 所述電纜絕緣故障預警模塊，當所述數(shù)據(jù)自動分析與處理模塊計算的偏差超過預 警閥值，則給出電纜絕緣老化的預警;根據(jù)所述變化曲線繪制模塊的電纜絕緣變化趨勢曲 線的當前斜率，如超過設(shè)定的預警閥值，給出預警;實時監(jiān)測電纜瞬間漏電現(xiàn)象，統(tǒng)計分析 電纜瞬間漏電概率，給出預警;所有預警的結(jié)果信息都存入數(shù)據(jù)庫模塊；
[0026] 所述數(shù)據(jù)庫模塊，用于存儲采集的數(shù)據(jù)W及上述各個模塊的結(jié)果，所有數(shù)據(jù)記錄 和長期監(jiān)測的趨勢圖均可W通過數(shù)據(jù)庫進行查詢。
[0027] W下對上述一些重要模塊做進一步說明：
[0028] 1、實時數(shù)據(jù)采集模塊
[0029] 實時數(shù)據(jù)采集模塊可W通過在變電站現(xiàn)場安裝的多個傳感器和采集設(shè)備采集電 纜的線路信號，并進行一般的信號調(diào)理。
[0030] 進一步的，在實時數(shù)據(jù)采集模塊中，設(shè)置站點模擬圖和實時采樣圖，站點模擬圖能 夠提供直觀的觀察顯示，可W方便的觀察各電纜每次采樣得到的指定參數(shù)值W及電纜目前 的狀態(tài)，而實時采樣圖則詳細顯示各電纜采樣得到的數(shù)據(jù)。
[0031] 為了滿足系統(tǒng)實時性要求，實時數(shù)據(jù)采集模塊提供參數(shù)和采集控制輸入，并采用 多線程進行設(shè)計，在數(shù)據(jù)采集過程中，能及時響應用戶的輸入，并實時交互，顯示實時數(shù)據(jù) 采集模塊當前的信息和狀態(tài)，包括采集的數(shù)據(jù)和采樣的狀態(tài)等。
[0032] 實時數(shù)據(jù)采集模塊采集的信號輸入到所述數(shù)據(jù)自動分析與處理模塊，并保存在數(shù) 據(jù)庫模塊中，W便進一步分析和調(diào)用。
[0033] 2、數(shù)據(jù)自動分析與處理模塊
[0034] 實時數(shù)據(jù)采集模塊采集得到實時數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)自動分析與處理模塊對數(shù)據(jù)進行相 關(guān)處理，得到有效的特征信息，為局部放電判斷提供依據(jù)。
[0035] 數(shù)據(jù)自動分析與處理模塊對采集的數(shù)據(jù)進行分析和處理形成的各種圖譜、特征參 數(shù)。
[0036] 比如，在現(xiàn)場檢測中，影響局部放電的干擾大致可W分為窄帶干擾、白噪聲干擾和 脈沖型干擾。針對運Ξ種類型的干擾，數(shù)據(jù)自動分析與處理模塊分別采用基于FFT的窄帶干 擾抑制算法、基于小波的消噪算法和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(NN)的濾波算法進行處理。
[0037] 同時，數(shù)據(jù)自動分析與處理模塊提供了各種分析處理手段對信號進行處理。在大 量模型實驗和實際數(shù)據(jù)測試的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地提取出局部放電各種類型的特征參數(shù)，構(gòu)建 各種缺陷對應的局部放電指紋特征庫。
[0038] 進一步的，數(shù)據(jù)自動分析與處理模塊由局部放電的寬頻時域數(shù)據(jù)提取出若干表征 放電強度的統(tǒng)計特征參數(shù)，如表1所示，通過運些特征參數(shù)可W對局部放電進行趨勢分析。
[0039] 表1局放特征參數(shù)表
[0040] '[0041]數(shù)據(jù)自動分析與處理模塊由局部放
電的相位分布圖譜可W提取出一系列