一种高压电力电缆综合状态量监测技术方法与流程

本发明涉及电力电缆电缆监测方法,尤其是一种高压电力电缆综合状态量监测技术方法。

背景技术：

电气设备在高电压、高电场的作用下，运行过程中的放电、电磁力、热应力、湿热环境、有害的活性气体、油污、粉尘等都会造成绝缘材料性能的逐步劣化，同时这种劣化是不可逆的并且不断加速。因此在局部高电场作用下的高压设备中某些绝缘薄弱环节会发生局部放电。电力传输线是电力系统中的重要部分之一，其线路绝缘状况的好坏直接影响着电力系统是否能够安全运行，一旦发生故障，有可能发生大面积停电事故，给点力系统和国民经济带来巨大损失，因此电力系统非常重视电力传输线的状态，尤其是其绝缘介质的健康状况。随着电力系统的发展和电压等级的提高，局部放电已经成为电力线路绝缘劣化的主要原因之一，因而测量电力传输线的局部放电是及时发现故障隐患、保障电力传输线可靠运行的重要方法。

局部放电监测能够及时发现变压器、高压开关、电缆等高压设备运行中出现的绝缘故障，为高压设备正常运行和状态检修提供数据和参考，减少事故停电和检修停电带来的巨大损失，是高压设备智能化和状态监测的重要技术领域之一。

然而，目前在线监测系统多采用简单的放电量、放电频次阈值预警的方法。由于电缆局部放电严重程度的评估不仅仅取决于放电幅值、频次等基本参量，还取决于其他参数。因此，目前的电缆局部放电在线监测的准确率较低，这为局部放电监测的工程应用及局部放电监测的准确率带来了较大的问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一一种高压电力电缆综合状态量监测技术方法，以解决上述所述的问题。

一种高压电力电缆综合状态量监测技术方法，包括gis端、电力电缆、架空线端、电流传感器、信号调理单元、信号滤波及a/d转换单元、单片机数据采集处理单元、显示器、rs485通信和后台微机处理诊断系统，所述电力电缆的两端分别与所述gis端以及所述架空线端电性连接，所述gis端通过所述电流传感器接地，所述电流传感器与所述信号调理单元电性连接，所述信号调理单元与所述信号滤波及a/d转换单元电性连接，所述信号滤波及a/d转换单元与所述单片机数据采集处理单元电性连接，所述单片机数据采集处理单元与所述显示器电性连接，所述单片机数据采集处理单元通过所述rs485通信与所述后台微机处理诊断系统双向电性连接。

优选的，所述电力电缆包括有电缆外护套层、电缆铠装层、电缆内护套层、填充层、保护管、电缆屏蔽层、电缆绝缘层和电缆芯线，所述的电缆芯线分为两股，每一股的截面包括有头部和尾部，头部和尾部构成一个逗号形状；所述的两股电缆芯线平行排列，其中一个电缆芯线的截面头部顶住另一个电缆芯线的尾部，绕成一圈；所述的电缆芯线外包裹有电缆内护套层，电缆内护套层裹住整个电缆芯线外表面，并在两股电力电缆中间的缝隙中填入绝缘材料。

优选的，所述电缆芯线截面设计成截面积小而周边较长的薄矩形结构或空心开口形结构。

优选的，电缆芯线的空心开口型的截面有空心开口方形、空心开口矩形、空心开口三角形、空心开口园形等。

与现有技术相比，本发明有益效果：通过分压器监测护套感应电压，由感应电压与芯线电流的比值来判断电缆护套多点接地故障的新方法。可以通过计算机软件包的计算获知护套感应电压/芯线电流的理论值，当感应电压实测值/芯线电流实测值变小时，说明护套有多点接地故障发生；当芯线电流实测值正常时，说明电缆的主绝缘发生了受潮或老化故障；

电力电缆具有较高的机械强度，具有一定的反应力，能够防止电缆发生扭曲而产生损坏，最大限度提高电缆的使用寿命；

本发明的目的是设计一种截面为非实心圆形的电缆芯线，这种电缆芯线截面的特征是具有较少的面积而具有较大的周边长度，用这种电缆芯线制作的电缆，具有使用较少的导体材料而获得较大通电量的效果。从面达到节约材料、减轻自重的目的。

本发明的电缆芯线的截面设计为周边长而截面小，由于电的“集肤效应”的作用，在与现有实心芯线具有同样电流负载量的情况下，本发明的截面积大大减小，重量大大减轻。从而可大大节约电缆的生产成本，并降低安装电缆的劳动强度。

附图说明

图1是本发明提供的单点接地电缆、接地线电流法原理图；

图2是本发明的电力电缆的整体剖面图；

图3是本发明的薄矩形芯线截面图；

图4是本发明的空心开口矩形芯线截面图；

图5是本发明的空心开口三角形芯线截面图；

图6是本发明的空心开口圆形芯线截面图；

图7是本发明的空心开口三角形芯线制造的电缆结构截面图。

图中附图标记：1、电缆芯线；11、芯线；12、绝缘保护层；13、绝缘材料；2、电缆外护套层；3、电缆铠装层；4、电缆内护套层；5、填充层；6、保护管；7、电缆屏蔽层；8、电缆绝缘层。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1并结合图2-图7所示，一种高压电力电缆综合状态量监测技术方法，以解决上述所述的问题。

一种高压电力电缆综合状态量监测技术方法，包括gis端、电力电缆、架空线端、电流传感器、信号调理单元、信号滤波及a/d转换单元、单片机数据采集处理单元、显示器、rs485通信和后台微机处理诊断系统，所述电力电缆的两端分别与所述gis端以及所述架空线端电性连接，所述gis端通过所述电流传感器接地，所述电流传感器与所述信号调理单元电性连接，所述信号调理单元与所述信号滤波及a/d转换单元电性连接，所述信号滤波及a/d转换单元与所述单片机数据采集处理单元电性连接，所述单片机数据采集处理单元与所述显示器电性连接，所述单片机数据采集处理单元通过所述rs485通信与所述后台微机处理诊断系统双向电性连接。

通过分压器监测护套感应电压，由感应电压与芯线电流的比值来判断电缆护套多点接地故障的新方法。可以通过计算机软件包的计算获知护套感应电压/芯线电流的理论值，当感应电压实测值/芯线电流实测值变小时，说明护套有多点接地故障发生；当芯线电流实测值正常时，说明电缆的主绝缘发生了受潮或老化故障；

优选的，所述电力电缆包括有电缆外护套层2、电缆铠装层3、电缆内护套层4、填充层5、保护管6、电缆屏蔽层7、电缆绝缘层8和电缆芯线1，所述的电缆芯线1分为两股，每一股的截面包括有头部和尾部，头部和尾部构成一个逗号形状；所述的两股电缆芯线1平行排列，其中一个电缆芯线1的截面头部顶住另一个电缆芯线1的尾部，绕成一圈；所述的电缆芯线1外包裹有电缆内护套层2，电缆内护套层4裹住整个电缆芯线1外表面，并在两股电力电缆中间的缝隙中填入绝缘材料9。

电力电缆具有较高的机械强度，具有一定的反应力，能够防止电缆发生扭曲而产生损坏，最大限度提高电缆的使用寿命；

优选的，所述电缆芯线截面设计成截面积小而周边较长的薄矩形结构或空心开口形结构。

本发明的目的是设计一种截面为非实心圆形的电缆芯线，这种电缆芯线截面的特征是具有较少的面积而具有较大的周边长度，用这种电缆芯线制作的电缆，具有使用较少的导体材料而获得较大通电量的效果。从面达到节约材料、减轻自重的目的；

优选的，电缆芯线的空心开口型的截面有空心开口方形、空心开口矩形、空心开口三角形、空心开口园形等。

本发明的电缆芯线的截面设计为周边长而截面小，由于电的“集肤效应”的作用，在与现有实心芯线具有同样电流负载量的情况下，本发明的截面积大大减小，重量大大减轻。从而可大大节约电缆的生产成本，并降低安装电缆的劳动强度。

如图3-6的基本截面设计图案，是为了获得较长的周边长度页设计，如图3的薄矩形结构，这种结构还可以将薄板弯曲成各种形状。如图4-6则是将各种形状的截面改为空心开口形，开口的作用是将内表面改变为可载电的表面。

图7为本发明的应用实例，在芯线11的空心部分填充绝缘材料13，在外面包上绝缘保护层12组成电缆。