电力电缆局部放电监测装置的制作方法

本实用新型涉及电力电缆监测装置领域，具体而言涉及一种电力电缆局部放电监测装置。

背景技术：

局部放电属于绝缘气体电气击穿，SF6气体的击穿导致导体中流过一个ns级的电流。电流流过GIS的特征阻抗，在导体上产生一个脉冲电压，从局部放电源传播开来。由于局部放电信号的上升时间<1ns、频带>1GHz，传播过程中在GIS腔体内引起电谐振，激发电磁波。发生局部放电后，离子气体通道急速膨胀，产生声音压力波，伴随产生的还有受激原子产生的光发射和化学击穿产物。因而，局放的影响是多方面的，有物理的、化学的和电气的。电力电缆的局部放电容易对电力电缆造成破坏，影响电力输送，造成经济损失，因此电力电缆局部放电监测装置尤为重要。

申请号201110193173.6，申请日期为2011年7月12日的专利公开了一种电力电容器局部放电在线监测装置，其采用复数监测站点，每个监测站点完成数据采集及调理，每个监测站点控制处理和显示单元有专业的软件对分析数据进行处理及储存，当超出预设的参数预支时，将会由报警单元发出声光显示。再通过GPRS通讯网络将处理后的全部数据发送给远程监控计算机和技术人员做数据存储。所述的在线监测装置需在每个监测站点对数据进行专业软件分析处理，需要每个监测站点都需设置控制处理单元和显示单元，这导致在线监测装置的成本过高，资源浪费。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种电力电缆局部放电监测装置，所述电力电缆局部放电监测装置的每个监测点仅进行数据采集及调制，监测数据的专业软件分析处理统一由主站计算机系统进行，有效整合了各监测点的专业软件分析处理功能，提高监测装置的工作效率，降低成本。

为达成上述目的，本实用新型提出一种电力电缆局部放电监测装置，该电力电缆局部放电监测装置适于同时监测多个监测点，所述电力电缆局部放电监测装置包括用于采集监测点局部放电信号的复数个数据采集装置，以及用于控制复数个数据采集装置运行的主站计算机系统；

所述复数个数据采集装置分布安装在所述多个监测点上，每个监测点放置一个数据采集装置；

所述主站计算机系统包括网络通信接口，该主站计算机系统通过网络通信接口以接入网络并通过网络收发数据；

所述数据采集装置包括数据采集模块、信号调理电路、工频触发模块和网络收发接口，其中：

所述网络收发接口用于将所述数据采集装置接入网络并通过网络收发数据；

所述工频触发模块的触发方式为外部触发，该工频触发模块被设置成响应于所述主站计算机系统发送的采集指令，使外触发端口的工频信号相位过零；

所述数据采集模块与所述工频触发模块连接，具有第一输出端，该数据采集模块被设置成响应于外触发端口的工频信号相位过零，采集所处监测点的局部放电信号，并将采集到的数据输出至第一输出端；

所述信号调理电路具有第一输入端和第二输出端，该第一输入端与所述数据采集模块的第一输出端连接，接收所述数据采集模块采集到的数据，该信号调理电路被设置成用于将接收到的数据放大并转换成数字信号数据后输出至网络。

进一步的实施例中，所述信号调理电路包括：

放大电路，其输入端为第一输入端；

A/D转换电路，其输入端与所述放大电路的输出端连接，其输出端为第二输出端。

进一步的实施例中，所述数据采集模块包括磁芯、罗高夫斯基线圈、滤波取样单元以及电磁屏蔽盒；

所述罗高夫斯基线圈环绕在所述磁芯上；

所述罗高夫斯基线圈、滤芯、滤波取样单元均安装在所述电磁屏蔽盒中。

进一步的实施例中，所述数据采集装置还包括带阻滤波器，具有第二输入端与第三输出端，第二输入端与所述数据采集模块的第一输出端连接，第三输出端与所述信号调理电路的第一输入端连接；

所述带阻滤波器被设置成用于去除特定波段噪声信号。

进一步的实施例中，所述主站计算机系统还包括声光报警模块，该主站计算机系统被设置成所述数据采集装置采集的局部放电信号异常，控制声光报警模块发出声光警报。

由以上本实用新型的技术方案，与现有相比，其显著的有益效果在于，本实用新型的电力电缆局部放电监测装置的每个监测点仅进行数据采集及调制，监测数据的专业软件分析处理统一由主站计算机系统进行，有效整合了各监测点的专业软件分析处理功能，提高监测装置的工作效率，降低成本。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的实用新型主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1是本实用新型的电力电缆局部放电监测装置示意图。

图2是本实用新型的电力电缆局部放电监测方法流程图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

结合图1，本实用新型所提及的电力电缆局部放电监测装置100包括复数个数据采集装置10、主站计算机系统20，在电力电缆的每个监测点安装一个数据采集装置10，再将该复数个数据采集装置10与主站计算机系统20通过网络例如互联网进行连接，该电力电缆局部放电监测装置100适于同时监测多个监测点。

主站计算机系统20包括网络通信接口、数据服务器和内置在数据服务器中的局部放电监测软件，该局部放电监测软件与申请号201110193173.6的实用新型中提及的远程监控计算机中的专用在线监测数据分析软件相同，网络通信接口用于将该主站计算机系统接入网络并通过网络收发数据，数据服务器用于接收所述数据采集装置采集的数据，并采用内置在数据服务器中的局部放电监测软件对该数据进行处理分析。

数据采集装置10包括数据采集模块101、工频触发模块105、信号调理电路102、网络收发接口103，其中：

网络收发接口103用于将数据采集装置10接入网络并通过网络收发数据。

工频触发模块105的触发方式为外部触发，该工频触发模块105被设置成响应于主站计算机系统20发送的采集指令，使外触发端口的工频信号相位过零。

数据采集模块101与工频触发模块105连接，具有第一输出端，该数据采集模块101被设置成响应于外触发端口的工频信号相位过零，采集所处监测点的局部放电信号，并将采集到的数据输出至第一输出端。

信号调理电路102具有第一输入端和第二输出端，该第一输入端与数据采集模块101的第一输出端连接，接收数据采集模块101采集到的数据，该信号调理电路102被设置成用于将接收到的数据放大并转换成数字信号数据后输出至网络。

信号调理电路102包括放大电路和A/D转换电路，其中：

放大电路，其输入端为第一输入端。

A/D转换电路，其输入端与所述放大电路的输出端连接，其输出端为第二输出端。

主站计算机系统20发送的采集指令经由网络通信接口传输到网络中，并经由网络收发接口103被数据采集装置10接收。

数据采集模块101根据主站计算机系统20发送的采集指令采集其所处监测点的局部放电信号，并将采集到的局部放电信号反馈给信号调理电路102。

信号调理电路102接收数据采集模块101反馈的局部放电信号，并将该局部放电信号调理成数字信号数据。

网络收发接口103将信号调理电路102处理后的数字信号数据传输到网络中，并经由主站计算机系统20的网络通信接口传输到主站计算机系统20的数据服务器中。

数据服务器接收该复数个数据采集装置10传输的数字信号数据，采用内置在数据服务器中的局部放电监测软件对接收到的数字信号数据统一进行计算、分析处理。

结合图2，该电力电缆局部放电监测装置100的工作方法如下：

所述复数个数据采集装置10根据主站计算机系统发送的采集指令采集各自所处监测点的局部放电信号，并将采集到的局部放电信号反馈给各自的信号调理电路102，信号调理电路102将接收到的局部放电信号调理成数字信号数据后通过网络收发接口传送到网络中，再经由主站计算机系统20的网络通信接口传输到数据服务器，数据服务器再统一对数字信号数据进行计算、分析处理。

理论上，该电力电缆局部放电监测装置100能够实现通过一条数据通讯总线将多台监测点的数据采集装置10(最多256台)的数据传输到主站计算机系统20的局部放电监测软件上统一管理分析。

数据采集模块101包括磁芯、罗高夫斯基线圈、滤波取样单元以及电磁屏蔽盒，此处选用在高频下具有较高导磁率的磁芯，将罗高夫斯基线圈环绕在该磁芯上，从而该数据采集模块101能够采用超高频检测方法，从电缆接头处耦合到局部放电信号，并将耦合到的局部放电信号传输给信号调理电路102，而滤波取样单元的选用，需要兼顾测量灵敏度和信号响应频带的要求，该罗高夫斯基线圈、滤芯、滤波采样单元均安装在电磁屏蔽盒中。

如前所述，信号调理电路102包括放大电路及A/D转换电路，放大电路用于将数据采集模块101传输过来的信号放大，A/D转换电路用于将信号进行数模转换。优选的，在数据采集装置与信号放大电路之间还设置有一带阻滤波器104，该带阻滤波器104能够阻挡特定波段的杂音信号。

数据采集模块101将采集的数据通过网络收发接口传输到主站计算机系统20中的数据服务器，完成一次数据采集。数据采集装置10的工频触发模块的触发方式为外部触发，触发信号为工频过零信号，主站计算机系统20发送采集命令给工频触发模块105，工频触发模块105使外触发端口的工频信号过零，数据采集模块101检测到外触发端口的工频信号过零时，开始数据采集。主站计算机系统20采用逐次方式向复数个数据采集装置10发送数据采集命令。

电力电缆局部放电监测装置100包括1～256台信号采集模块10，监测点通常位于电力电缆的接头处，每个监测点放置一台数据采集装置10，采集该监测点处的电力电缆局部放电信号，并将采集后的数据发送到主站计算机系统20统一进行计算、分析及处理，其中，将数据的计算、分析处理统一在主站计算机系统20进行，能够有效整合各个数据采集装置10的数据计算、分析处理功能，提高了工作效率，降低了成本。

如前所述，所述的主站计算机系统20包括网络通信接口、数据服务器和内置的局部放电监测软件，数据服务器通过网络通讯接口与复数个数据采集装置10通讯，数据服务器接收来自复数个数据采集装置10传输过来的数字信号数据后，数据服务器内置的局部放电监测软件对该数字信号数据进行提取与频谱分析，得到局部放电信号的持续时间、幅值、发生时刻、频谱、放电强度等特征参数，并与数据服务器内部自带的标准数据模型对比分析，生成分析谱图，本实用新型采用的标准数据模型与申请号201110193173.6的实用新型中提及的规范频谱分析数据相同。当分析结果为异常时，主站计算机系统20发出声光警报，以便工作人员及时处理，并为设备的故障分析、性能评估、合理使用和安全工作提供信息和准备基础数据。

电力电缆局部放电监测装置100具有独特的多重抗干扰设计，确保检测的结果准确，避免误判。硬件上设计噪音过滤通道，对特定波段的杂音信号增加了带阻滤波器104，用来过滤现场噪音，净化信号采集环境；软件上通过软件设置动作级别和标准密度设定，分离噪音干扰信号。

电力电缆局部放电监测装置100的局部放电监测软件智能分析信号，通过对信号的波形、相位特征的判别，自动区分干扰信号实现声光报警，同时主站计算机系统20自带大量标准数据模型，主站计算机系统20对现场数据采集装置采集的信号与其内置的标准数据模型对比分析，大大提高检测结果的可靠性。

数据采集装置10采用集成模块化设计，将数据采集模块101、数据调理电路102、网络收发接口103、带阻滤波器104和工频触发模块105集成在电力电缆监测点的数据采集装置10中，每个数据采集装置10可独立运行，数据分别记录，并通过一条数据通讯总线将多台数据采集装置10(最多256台)的数据传输到主站计算机系统20的局部放电检测软件上统一计算、分析处理。能通过互联网进行远程传输和实时监控，对局部放电信号的强度、密度进行实时在线分析，对局部放电倾向性的推移进行实时监控和分析，对放电程度进行评估，避免重大事故发生。

本实用新型的电力电缆局部放电监测装置对应的电力电缆局部放电监测方法包括如下：

主站计算机系统20初始化数据采集装置10，主要是完成对数据采集装置10的设置，譬如采样速率、采样长度、触发选择以及数据采集模块量程等。对于本实用新型的电力电缆局部放电监测装置，采样速率和采样长度固定为100MS/s和2M个点，触发选择为外部触发，触发信号为工频过零信号，数据采集装置10的量程根据信号的大小在100mV-10V之间可调。采集软件根据设定的数据采集装置10参数进行数据采集，并将采集到的数据自动送到抗干扰软件进行处理。本实用新型的局部放电监测软件采用虚拟仪器技术的LabView软件作为软件的开发平台，保证抗干扰技术的良好实现。

主站计算机系统20向电力电缆监测点1的数据采集装置10发送采集命令，该数据采集装置10检测外触发端口，当检测到外触发端口的工频相位过零信号时，开始采集信号，在采集数据20ms后结束信号采集，并将采集后的数据发送主站计算机系统20的数据服务器，数据服务器对数据进行抗干扰处理，并储存抗干扰处理后的数据；主站计算机系统20逐个向监测点2至监测点n的数据采集装置10发送采集命令，重复监测点1的数据采集及处理步骤。待电力电缆局部放电监测装置100完成所有电力电缆监测点的数据采集及处理后，生成分析谱图、分析趋势及报表。抗干扰一直是局部放电现场测量存在的关键问题，有效地削弱和抑制干扰是提高局部放电监测装置监测100效果的重要保证，而建立在有效地抗干扰方法基础上的谱图分析有助于我们判断缺陷位置和放电类型。

本实用新型的主要目的是实现对每个监测点仅进行数据采集及调制，监测数据的专业软件分析处理统一由主站计算机系统进行，有效整合了各监测点的专业软件分析处理功能，提高监测装置的工作效率，降低成本。

从而，本实用新型实现了对每个监测点仅进行数据采集及调制，监测数据的专业软件分析处理统一由主站计算机系统进行，有效整合了各监测点的专业软件分析处理功能，提高监测装置的工作效率，降低成本。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。