（6)的设定驱动所述接地开关（31)的继电器，以实现监测状态、非监测 状态的模式选择； 所述参数整定模块（5)连接所述数据处理模块（6)，实现高压电缆不同分段电流值的 设定以及相同分段不同相电流值的设定，并根据数据处理模块（6)的控制实现过流保护、过 压保护、绝缘状态判据等参数的整定，并将整定后的数据传给所述数据处理模块（6 ); 所述数据处理模块（6)连接所述自检测与指示模块（7)和所述数据显示与诊断模块 (8)，包括数据处理单元、模/数转换单元和数/模转换单元；所述数据处理单元为微控制单 元，驱动电流检测模块（2)对接地环流进行在线测量，根据操作模式判定接地开关（31)的 动作，并根据参数整定模块（5 )整定后的数据对高压电缆外护套状态进行判定，将判定结果 通过数据显示与诊断模块（8)进行显示；所述模/数转换单元和数/模转换单元实现数字 信号和模拟信号的转换； 所述自检测与指示模块（7)包括系统自检测单元和指示单元；所述系统自检测单元接 收数据处理模块（6)发送的脉冲信号，实时监控所述数据处理单元的工作状态，实现对数据 处理单元的电压监控和程序自检测；所述指示单元与系统自检测单元相连，对系统自检测 单元的检测结果进行指示，当数据处理单元正常工作时，不进行指示，当系统自检测单元发 现数据处理单元出现故障时，指示单元进行故障指示； 所述数据显示与诊断模块（8)与所述数据处理单元相连，对所述数据处理模块（6)给 出的绝缘情况和故障定位结果进行显示。2. 根据权利要求1所述的高压电缆外护套绝缘状态在线监测系统，其特征在于所述各 中间接头（9)至少为两个。3. 根据权利要求1所述的高压电缆外护套绝缘状态在线监测系统，其特征在于所述数 据处理单元为单片机MCP89E52。4. 根据权利要求2或3所述的高压电缆外护套绝缘状态在线监测系统，其特征在于还 包括RS-485通信线路和一台作为上位机的工控机（10);所述RS-485通信线路实现各监测 装置（20)的数据处理单元与工控机（10)之间的数据通信；所述工控机（10)由一台计算机 和基于windows系统的操作软件构成，实现与数据处理单元的信号传输。5. 根据权利要求4所述的高压电缆外护套绝缘状态在线监测系统，其特征在于所述 RS-485通信线路为光纤通信线路。6. 根据权利要求5所述的高压电缆外护套绝缘状态在线监测系统，其特征在于还包括 RS-485中继器（40 )和光电转换器（50 );所述光电转换器（50 )设置在各监测装置（20 )收发 信号的两端，实现光电信号的转换；所述RS-485中继器（40)设置在相邻两个监测装置（20) 之间的通信线路中部、前一个监测装置（20)信号发送端的光电转换器（50)之后。7. -种高压电缆外护套绝缘状态在线监测系统的控制方法，其特征在于控制程序如 下： 1) 设备上电后，由直流电源模块（1)将220V交流电整流滤波后形成不同电压等级的直 流电，供电给其他各模块，并完成程序变量定义； 2) 数据处理模块（6)初始化系统； 3) 启动自检测与指示模块（7)，系统自检测单元判断自检测是否出错，如果自检测出 错，启动指示单元进行故障指示； 4) 如果自检测没有出错，数据处理模块（6)判断系统是否处于参数整定模式，若是则启 动参数整定模块（5)完成参数整定后，再判断系统是否处于监测模式；否则，直接判断系统 是否处于监测模式； 5) 如果系统处于监测模式，则再判断系统是处于接地环流实时监测状态或处于外护套 缺陷监测状态；否则，判定系统处于非监测状态，返回步骤3); 6) 如果系统处于接地环流实时监测状态，启动电网隔离保护模块（3)和电流检测模块 (2)，对接地环流进行在线实时监测，并根据绝缘判据判断高压电缆外护套的绝缘情况，所 述绝缘判据为：式中，4为电缆中间接头（9 )的接地电流值，/6为电缆额定电流值，' 4、Jir分别为 电缆中间接头（9)三相接地线的接地电流值；当绝缘判据中的所有公式均满足时，电缆外 护套的绝缘情况良好；当绝缘判据中的任意一个公式不满足时，被检测电缆段的电缆外护 套的绝缘情况存在缺陷； 7) 如果系统处于电缆外护套缺陷监测状态，启动电网隔离保护模块（3)、电流检测模块 (2)，并驱动直流电源模块（1)，对电缆（30)的各中间接头通过主从方式(主从方式是指在 一个电缆的中间接头（9 )处施加直流电流，在其他中间接头（9 )处检测直流电流的方式）注 入5A直流电流，并根据故障定位判据进行故障定位，所述故障定位判据为：按照电缆外护套上中间接头（9)的自主编号顺序逆序或正序依次注入5A直流电流称 为逆序注入或正序注入；式中，/,.#为注入第i个中间接头（9)处的测试电流值，/^为其他 第J个中间接头（9)处的检测电流值；式（a)表示考虑误差的前提下，注入第i个中间接头 (9)处的电流值与其他各中间接头（9)处的检测值的和值不相等，表示外护套存在接地点； 式（b)表示采用所述逆序注入时，第奸1个中间接头（9)处的接地电流大于阀值电流5，第 々个中间接头（9)处的接地电流小于阀值电流，判断在第^个中间接头（9)与第左+1个 中间接头（9)之间存在外护套破损接地；式（c)表示采用所述正序注入时，第/个中间接头 (9)处的接地电流大于阀值电流5，第升1个中间接头（9)处的接地电流小于阀值电流5， 判断在第/个中间接头（9)与第升1个中间接头（9)之间存在外护套破损接地； 8)判断状态完成后，由数据处理单元驱动数据显示与诊断模块（8)，对高压电缆运行状 态进行判定显示，并返回步骤3)。8.根据权利要求7所述的高压电缆外护套绝缘状态在线监测系统的控制方法，其特 征在于所述控制程序的步骤8)中由数据处理单元驱动数据显示与诊断模块（8)，对高压电 缆运行状态进行判定后，再通过RS-485通信方式、借助光电转换器（50)和RS-485中继器 (40)完成与工控机（10)之间的数据传输，并返回步骤3)。
【专利摘要】本发明公开了一种高压电缆外护套绝缘状态在线监测系统及其控制方法，涉及电力电缆技术领域。该系统包括安装于被测电缆段上各中间接头处的监测装置、RS-485通信线、RS-485中继器、光电转换器和一台上位机；监测装置包括直流电源模块、电流检测模块、电网隔离保护模块、模式选择模块、参数整定模块、数据处理模块、自检测与指示模块和数据显示与诊断模块。控制程序首先对系统上电、初始化，再进行自诊断、参数整定、状态模式判断，根据不同模式进行相应的中断指令。本发明将直流叠加法和接地环流检测法相结合，对电缆外护套绝缘情况进行在线监测，并对疑似缺陷进行故障定位，有效实现高压电缆外护套绝缘状态的实时在线监测和故障定位。
【IPC分类】G01R31/08, G01R31/12
【公开号】CN104977513
【申请号】CN201510373013
【发明人】郭刚, 李雪松, 郝春生, 赵文涛, 韩卫星, 李枭雄, 任陟
【申请人】国家电网公司, 国网河北省电力公司邯郸供电分公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月30日