一種用于處理電纜放電故障的定位裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電纜出現(xiàn)放電故障后的處理，特別涉及一種用于處理電纜放電故障的定位裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓電纜是電力系統(tǒng)的核心設(shè)備，高壓電纜長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)發(fā)生老化或者受到老鼠的破壞而產(chǎn)生故障放電。高壓電纜一旦產(chǎn)生故障放電將嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行，甚至?xí)斐呻娎|損壞。
[0003]當(dāng)高壓電纜發(fā)生故障放電時(shí)，目前電力部門的做法是將放電段電纜停電，安排檢修人員去現(xiàn)場(chǎng)尋找故障點(diǎn)。檢修人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，對(duì)電纜施加周期性的高壓脈沖，然后再攜帶聲音監(jiān)聽設(shè)備沿著高壓電纜線路監(jiān)聽電纜故障放電產(chǎn)生的聲音，從而確定故障的大概位置。確定電纜放電大概的位置后，將電纜剝開找到故障放電點(diǎn)，再進(jìn)行維修。此方法需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間才能找到故障點(diǎn)，且對(duì)故障點(diǎn)的定位不準(zhǔn)確。這種方法對(duì)于故障位置的確定需要以及恢復(fù)都需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，而且故障點(diǎn)的定位不夠精確，需要開剝較長(zhǎng)一段高壓電纜，以便找到故障放電點(diǎn)，造成電纜的浪費(fèi)。
[0004]針對(duì)上述問題，提供一種新型的電纜故障放電定位裝置，可以以快速、準(zhǔn)確地確定故障放電位置，降低電纜故障停電時(shí)間是現(xiàn)有技術(shù)需要解決的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于處理電纜放電故障的定位裝置，可以以快速、準(zhǔn)確地確定故障放電位置，達(dá)到降低電纜故障停電時(shí)間的目的。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，一種用于處理電纜放電故障的定位裝置，其特征在于:所述的定位裝置包括光纖振動(dòng)模塊連接傳感光纖順著高壓電纜沿線敷設(shè)，高壓脈沖模塊輸出高壓脈沖信號(hào)到高壓電纜中，高壓電纜的放電點(diǎn)產(chǎn)生的放電振動(dòng)信號(hào)后通過傳感光纖回傳給光纖振動(dòng)模塊；數(shù)據(jù)采集器采集光纖振動(dòng)模塊測(cè)得的電纜沿線的分布式振動(dòng)信號(hào)和高壓脈沖模塊的同步脈沖信號(hào)，再傳輸給數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行分析和處理得出放電點(diǎn)的具體位置。
[0007]所述的高壓脈沖模塊輸出高壓脈沖信號(hào)為電壓為15kV，單次放電能量900J。
[0008]所述的數(shù)據(jù)處理器通過通訊接口將高壓電纜故障放電產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)。
[0009]所述的計(jì)算機(jī)分別連接光纖振動(dòng)模塊和高壓脈沖模塊傳遞測(cè)量指令。
[0010]所述的定位裝置在測(cè)量開始時(shí)，計(jì)算機(jī)控制光纖振動(dòng)模塊和高壓脈沖模塊工作；數(shù)據(jù)采集器采集高壓電纜沿線的分布式振動(dòng)信號(hào)和高壓脈沖模塊數(shù)據(jù)輸出的同步信號(hào)，并且對(duì)采集到的高壓電纜沿線的分布式振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行降噪處理，篩選出超過設(shè)定閾值的振動(dòng)信號(hào)，再結(jié)合高壓脈沖信號(hào)的參數(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)處理篩選出的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行算法處理，提取出高壓電纜故障放電產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)。
[0011]所述的定位裝置中高壓電纜放電點(diǎn)與光纖振動(dòng)模塊的距離為D = (C*T)/2 ；
[0012]其中T為從光纖振動(dòng)模塊出發(fā)到達(dá)電纜故障放電點(diǎn)位置后再返回到光纖振動(dòng)模塊的時(shí)間，C為光在光纖中的傳輸速率為2*10sm/s。
[0013]一種用于處理電纜放電故障的定位裝置，由于采用上述的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型故障定位準(zhǔn)確，節(jié)約了人力資源，減少維修造成的電纜浪費(fèi)；故障定位速度快，發(fā)生電纜故障放電后，在數(shù)分鐘內(nèi)便可定位故障點(diǎn)，縮短高壓電纜故障恢復(fù)時(shí)間，而且，本裝置可以同時(shí)定位多個(gè)故障放電點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)真正的分布式電纜故障定位。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明；
[0015]圖1為本實(shí)用新型一種用于處理電纜放電故障的定位裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型一種用于處理電纜放電故障的定位裝置的軟件流程圖；
[0017]在圖1中，1、計(jì)算機(jī)；2、光纖振動(dòng)模塊；3、傳感光纖；4、高壓電纜；5、數(shù)據(jù)采集器；
6、高壓脈沖模塊；7、數(shù)據(jù)處理器。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了克服現(xiàn)有的電纜故障放電點(diǎn)定位方法存在的缺陷和不足，本實(shí)用新型提供一種可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜故障放電點(diǎn)進(jìn)行精確定位的裝置，包括:計(jì)算機(jī)1、光纖振動(dòng)模塊2、傳感光纖3、數(shù)據(jù)采集器5、高壓脈沖模塊6和數(shù)據(jù)處理器7。其中計(jì)算機(jī)和傳感光纖是外圍設(shè)備，其他設(shè)備是封閉在一個(gè)箱體內(nèi)。
[0019]計(jì)算機(jī)1，采用工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)，通過通信接口控制光纖振動(dòng)模塊2和高壓脈沖模塊6進(jìn)行工作，并讀取數(shù)據(jù)處理器輸出的振動(dòng)進(jìn)行存儲(chǔ)和展示。
[0020]光纖振動(dòng)模塊2，采用基于瑞利后向散射光干涉原理的分布式光纖振動(dòng)傳感模塊，對(duì)高壓電纜4沿線的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分布式測(cè)量；
[0021]傳感光纖3，采用康寧公司的SM_28e+普通單模光纖，用于測(cè)量高壓電纜4沿線的分布式振動(dòng)信號(hào)；
[0022]數(shù)據(jù)采集器5，采用高速數(shù)據(jù)采集芯片，運(yùn)行速度為100Mb/S，對(duì)應(yīng)電纜沿線I米一個(gè)振動(dòng)信號(hào)采樣點(diǎn)；
[0023]高壓脈沖模塊6，采用高壓脈沖源模塊，產(chǎn)生電壓為15kV單次放電能量為900J的高壓脈沖信號(hào)，注入到高壓電纜中，使得高壓電纜故障點(diǎn)放電產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)；
[0024]數(shù)據(jù)處理器7，采用高速FPGA處理芯片，結(jié)合高壓脈沖信號(hào)和分布式振動(dòng)的算法，對(duì)高壓電纜4周圍的分布式振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析和處理，提取出電纜故障放電產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)，并對(duì)電纜故障放電信號(hào)進(jìn)行定位。
[0025]具體的如圖1所示，本實(shí)用新型包括光纖振動(dòng)模塊2連接傳感光纖3順高壓電纜4沿線敷設(shè)，高壓脈沖模塊6輸出脈沖信號(hào)注入高壓電纜4中，高壓脈沖模塊6輸出高壓脈沖信號(hào)為電壓為15kV，單次放電能量900J，高壓電纜4的放電點(diǎn)產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)后通過傳感光纖3回傳給光纖振動(dòng)模塊2 ;數(shù)據(jù)采集器5采集光纖振動(dòng)模塊2測(cè)得的電纜沿線的分布式振動(dòng)信號(hào)和高壓脈沖模塊6的同步脈沖信號(hào)，再傳輸給數(shù)據(jù)處理器7進(jìn)行分析和處理得出放電點(diǎn)的具體位置。數(shù)據(jù)處理器7通過通訊接口將高壓電纜故障放電產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)I進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)。計(jì)算機(jī)I分別連接光纖振動(dòng)模塊2和高壓脈沖模塊6傳遞測(cè)量指令。
[0026]開始測(cè)量時(shí)，計(jì)算機(jī)I發(fā)出指令控制光纖振動(dòng)模塊2和高壓脈沖模塊6工作。高壓脈沖模塊6輸出電壓為15kV單次放電能量為900J的高壓脈沖信號(hào)注入到高壓電纜4中，高壓電纜4中的故障點(diǎn)在高壓脈沖作用下放電產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)。光纖振動(dòng)模塊2通過敷設(shè)在電纜沿線的傳感光纖3測(cè)量電纜沿線的分布式振動(dòng)信號(hào)。數(shù)據(jù)采集器5采集光纖振動(dòng)模塊2測(cè)得的電纜沿線的分布式振動(dòng)信號(hào)和高壓脈沖模塊6輸出的同步脈沖信號(hào)，再傳輸給數(shù)據(jù)處理器7進(jìn)行分析和處理。數(shù)據(jù)處理器7基于FPGA高速處理芯片，對(duì)高壓電纜4沿線的分布式振動(dòng)信號(hào)和高壓脈沖模塊6的同步信號(hào)進(jìn)行綜合分析處理，提取出高壓電纜4故障放電產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)。再通過通信接口將高壓電纜4故障放電產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)I進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)。
[0027]如圖2所示，一種基于光纖振動(dòng)傳感技術(shù)的電纜故障放電定位裝置，其故障放電信號(hào)的定位流程為:
[0028]步驟1、系統(tǒng)開始測(cè)量，計(jì)算機(jī)I控制光纖振動(dòng)模塊2和高壓脈沖模塊6工作；
[0029]步驟2、數(shù)據(jù)采集器5進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，采集高壓電纜4沿線的分布式振動(dòng)信號(hào)和高壓脈沖模塊6數(shù)據(jù)輸出的同步信號(hào)；
[0030]步驟3、數(shù)據(jù)預(yù)處理，對(duì)采集到的高壓電纜4沿線的分布式振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行降噪處理，并篩選出超過設(shè)定閾值的振動(dòng)信號(hào)；
[0031]步驟4、結(jié)合高壓脈沖信號(hào)的參數(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)處理篩選出的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行算法處理，提取出高壓電纜故障放電產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)；
[0032]步驟5、基于光纖中的光時(shí)域反射原理，對(duì)高壓電纜故障放電信號(hào)進(jìn)行定位。若脈沖光從光纖振動(dòng)模塊2出發(fā)到達(dá)電纜故障放電點(diǎn)位置后再返回到光纖振動(dòng)模塊2的時(shí)間為T，已知光在康寧公司的SM-28e+普通單模光纖中的傳輸速率為2*10sm/s，則根據(jù)光時(shí)域反射原理可計(jì)算出電纜故障放電點(diǎn)距離光纖振動(dòng)模塊2的距離為D = (C*T)/2，C為光在光纖中的傳輸速率。
[0033]本實(shí)用新型采用光纖振動(dòng)傳感模塊測(cè)量電纜沿線的分布式振動(dòng)信號(hào)。通過對(duì)高壓脈沖信號(hào)和電纜沿線的分布式振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行綜合算法分析，提取電纜故障放電產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)，并對(duì)故障放電產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行定位。同時(shí)，該裝置采用高速AD采集芯片和專用數(shù)據(jù)處理FPGA芯片來做數(shù)據(jù)采集和處理，提高了裝置的測(cè)量速度。
[0034]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于處理電纜放電故障的定位裝置，其特征在于:所述的定位裝置包括光纖振動(dòng)模塊(2)連接傳感光纖(3)順高壓電纜(4)沿線敷設(shè)，高壓脈沖模塊(6)輸出脈沖信號(hào)注入高壓電纜(4)中，高壓電纜(4)的放電點(diǎn)產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)后通過傳感光纖(3)回傳給光纖振動(dòng)模塊(2);數(shù)據(jù)采集器(5)采集光纖振動(dòng)模塊(2)測(cè)得的電纜沿線的分布式振動(dòng)信號(hào)和高壓脈沖模塊￠)的同步脈沖信號(hào)，再傳輸給數(shù)據(jù)處理器(7)進(jìn)行分析和處理得出放電點(diǎn)的具體位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理電纜放電故障的定位裝置，其特征在于:所述的高壓脈沖模塊(6)輸出高壓脈沖信號(hào)為電壓為15kV，單次放電能量900J。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理電纜放電故障的定位裝置，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)處理器(7)通過通訊接口將高壓電纜故障放電產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)(I)進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于處理電纜放電故障的定位裝置，其特征在于:所述的計(jì)算機(jī)(I)分別連接光纖振動(dòng)模塊(2)和高壓脈沖模塊(6)傳遞測(cè)量指令。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理電纜放電故障的定位裝置，其特征在于:所述的定位裝置在測(cè)量開始時(shí)，計(jì)算機(jī)(I)控制光纖振動(dòng)模塊(2)和高壓脈沖模塊(6)工作；數(shù)據(jù)采集器(5)采集高壓電纜(4)沿線的分布式振動(dòng)信號(hào)和高壓脈沖模塊(6)數(shù)據(jù)輸出的同步信號(hào)，并且對(duì)采集到的高壓電纜(4)沿線的分布式振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行降噪處理，篩選出超過設(shè)定閾值的振動(dòng)信號(hào)，再結(jié)合高壓脈沖信號(hào)的參數(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)處理篩選出的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行算法處理，提取出高壓電纜(4)故障放電產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于處理電纜放電故障的定位裝置，其特征在于：所述的定位裝置包括光纖振動(dòng)模塊連接傳感光纖順高壓電纜沿線敷設(shè)，高壓脈沖模塊輸出脈沖信號(hào)注入高壓電纜中，高壓電纜的放電點(diǎn)產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)后通過傳感光纖回傳給光纖振動(dòng)模塊；數(shù)據(jù)采集器采集光纖振動(dòng)模塊測(cè)得的電纜沿線的分布式振動(dòng)信號(hào)和高壓脈沖模塊的同步脈沖信號(hào)，再傳輸給數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行分析和處理得出放電點(diǎn)的具體位置。由于采用上述的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型故障定位準(zhǔn)確，節(jié)約了人力資源，減少維修造成的電纜浪費(fèi)；故障定位速度快，發(fā)生電纜故障放電后，在數(shù)分鐘內(nèi)便可定位故障點(diǎn)，縮短高壓電纜故障恢復(fù)時(shí)間，而且，本裝置可以同時(shí)定位多個(gè)故障放電點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)真正的分布式電纜故障定位。
【IPC分類】G01R31/08
【公開號(hào)】CN204731361
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520236310
【發(fā)明人】周正仙, 劉沖沖, 余瑞蘭, 袁揚(yáng)勝, 杜友武, 吳朝輝, 盛曉偉, 張開拓, 周瑞
【申請(qǐng)人】安徽師范大學(xué)
【公開日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年4月17日