電纜局放在線監(jiān)測系統(tǒng)

系統(tǒng)概述

   隨著我國電力事業(yè)不斷發(fā)展，電力電纜在電網(wǎng)建設與電網(wǎng)改造中得到越來越廣泛的應用。但是，電纜及接頭因為材料問題、施工工藝問題、運行環(huán)境問題、外力破壞問題或達到一定年限以后，常常會發(fā)生絕緣被擊穿而造成事故，因為電壓高、容量大，每次事故都可能造成重大的經(jīng)濟損失。

   電纜的絕緣結(jié)構(gòu)中往往會由于加工技術上的難度或原材料不純而存在氣隙和有害性雜 質(zhì)，或者由于工藝原因，在絕緣與半導電屏蔽層之間存在間隙或半導電體向絕緣層突出，在這些氣隙和雜質(zhì)處極易產(chǎn)生局部放電（PD）。同時，在電力電纜的運輸、安裝過程當中也可能會產(chǎn)生各種絕緣缺陷導致局部放電。電纜線路設備老化或受損后，會在絕緣結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象，并引起局部發(fā)熱。長期放電容易導致電纜絕緣被擊穿，進而引發(fā)線路故障跳閘。此前，由于沒有有效的檢測手段，電纜線路放電現(xiàn)象很難被發(fā)現(xiàn)，通常只能在發(fā)生故障后進行緊急搶修。
 

   國內(nèi)外運行經(jīng)驗和研究成果表明：電力電纜性能早期劣化或使用壽命縮短，很大程度上取決于其絕緣介質(zhì)的樹枝狀老化，而局部放電測量是定量分析樹枝狀劣化程度的有效方法之一。例如：在樹枝引發(fā)初期，電纜的局部放電量約 0.1pC；當樹枝發(fā)展到介質(zhì)擊穿的臨界狀態(tài)時，其局部放電量可達到 1000pC。

    針對上述問題，我公司自主研發(fā)了JC-OM400L電纜局放在線監(jiān)測系統(tǒng)采用模塊化設計方案，通過安裝在電纜接頭接地線上的高頻脈沖電流傳感器，來耦合電纜本體及接頭處的局部放電脈沖電流信號；耦合到的脈沖電流信號通過同軸電纜傳送至前端監(jiān)測采集器，對模擬信號經(jīng)過放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號再通過光纖傳送至后臺服務器。后臺服務器對所有傳感器的信號分別進行分類識別分析、計算，并將這些通過計算獲得的放電信息數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)庫中，同時在監(jiān)測系統(tǒng)的軟件上顯示監(jiān)測結(jié)果。

    該系統(tǒng)包括高頻脈沖電流傳感器、在線監(jiān)測儀（監(jiān)測采集器）、現(xiàn)場監(jiān)控柜、高性能工業(yè)計算機（服務器）以及專家分析系統(tǒng)軟件和控制單元等組成。

系統(tǒng)原理

    該系統(tǒng)主要由高頻脈沖電流傳感器、在線監(jiān)測儀（監(jiān)測采集器）、高性能工業(yè)計算機（服務器）以及專家分析系統(tǒng)軟件和控制單元等組成。

系統(tǒng)主要功能及技術

   系統(tǒng)適用于 10KV 及以上電壓等級的電纜局部放電在線監(jiān)測。能實時監(jiān)測放電量，放電相位，放電次數(shù)等基本局部放電參數(shù)；計算出各個接頭及各段電纜局部放電幅值、頻次；經(jīng)多次采集（一般測量 50 個工頻周期）后，從數(shù)據(jù)庫提取數(shù)據(jù)進行譜圖分析和數(shù)據(jù)報表以確定放電點相對位置，必要時給出報警。并可按照客戶要求，提供有關參數(shù)的統(tǒng)計量。能存儲測試譜圖、放電趨勢，從而及時發(fā)現(xiàn)電纜及接頭的絕緣缺陷，并為評估其絕緣水平及老化程度提供判據(jù)，為電纜的檢修工作提供依據(jù)。

主要功能參數(shù)：

系統(tǒng)特點

（1）監(jiān)測系統(tǒng)采用開合式傳感器，結(jié)構(gòu)緊湊，拆卸安裝方便，不需要停電，可以很方便的對重點站、重點設備、異常設備進行長期監(jiān)測。

（2）監(jiān)測系統(tǒng)采用雙端定位測量法，可實現(xiàn)對電纜本體產(chǎn)生的局部放電進行實時定位， 理想條件下定位精度可達+/-3 米。

（3）采用高性能 FPGA 處理器，實現(xiàn) 100Msps、12Bit 分辨率的高速采樣、存儲，每次分析可連續(xù)采樣 50 個工頻周期以上的數(shù)據(jù)。

（4）帶通濾波技術與噪聲識別及剔除算法聯(lián)合運用，可有效識別局放信號。

（5）基于脈沖電流法（IEC60270 標準）的局部放電監(jiān)測技術，可檢測 10pC 以上局放信號。

（6）在無法鋪設光纖的情況下，可以采用 4G 網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸，可降低光纖布線困難，降低成本。

系統(tǒng)硬件組成

   1、開口式高頻傳感器:

   2、電纜局放在線監(jiān)測裝置（現(xiàn)場采集器）:

監(jiān)測主機（可定制壁掛式）

   3、現(xiàn)場監(jiān)控柜:

戶內(nèi)監(jiān)控柜可采用并柜形式，戶外監(jiān)控柜可以定制戶外柜。

系統(tǒng)軟件介紹

  主要功能及特點：

（1）具備實時數(shù)據(jù)顯示功能，直接顯示傳感器測到的局放數(shù)據(jù)。

（2）具有局放幅值累積圖、局放數(shù)據(jù)顯示、單周期圖數(shù)據(jù)顯示、短期趨勢顯示圖以及各種譜圖等，并能完成數(shù)據(jù)橫向?qū)Ρ?、不同圖表之間的疊加對比等功能。

（3）在線監(jiān)測系統(tǒng)有智能診斷軟件對各種缺陷進行自動辨認，系統(tǒng)自動將采集到的信號進行模式識別，能判斷出不同類型局放信號，包括內(nèi)部電暈、內(nèi)部空穴、母線毛刺、殼體毛刺等， 以及不同類型的干擾信號。診斷系統(tǒng)能準確有效地找到故障現(xiàn)象的直接原因，其診斷方式， 在數(shù)據(jù)信息不*的情況下也應能夠工作，最大限度地避免誤報警和漏報警。

（4）提供以‘小時、天、星期、月、年’等不同更新周期的趨勢分析，并且數(shù)據(jù)趨勢的顯示時間段是可選擇。

（5）具有將局放數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)自動輸出到Word或Excel等軟件的功能。

（6）實現(xiàn)遠程測試、診斷、查詢、訪問等功能，通過站端數(shù)據(jù)綜合處理單元將數(shù)據(jù)實時傳送到遠程監(jiān)測診斷中心進行統(tǒng)一管理及診斷。局域網(wǎng)中遠程客戶可通過網(wǎng)絡方式在任何時間接入系統(tǒng)，查看監(jiān)測診斷結(jié)果。

（7）采用閾值報警、關聯(lián)報警和趨勢報警等多種報警模式；可設置多個報警級別。能自動捕捉并記錄啟動報警的局放信號，同時進行報警，報警包括聲、光等多種報警形式，并提供可接入主控制室的信號接口。

（8）在軟件菜單中可以進行參數(shù)設置，包括局放信號閾值、硬件可控參數(shù)設置等。

（9）可查閱數(shù)據(jù)和文件夾的創(chuàng)建日期及訪問時間等歷史數(shù)據(jù)。

（10）根據(jù)保存的數(shù)據(jù)可以自動繪制每一測點的信號圖譜。自動對每天，每周，每月的數(shù)據(jù)進行繪圖，方便相關人員進行分析判斷。同時要求具有手動選擇時間功能。所繪圖表能導出到word文檔方便制作各類報表使用。

（11）具備訪問該系統(tǒng)的權限管理功能；由密碼等方法控制。

 （12）通信規(guī)約：可以采用485或者DL/T 860（IEC61850）

工程圖片