电缆绝缘状态在线自动监测与诊断系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种电缆供电技术领域，具体地，设及电缆绝缘状态在线自动监测与 诊断系统。
【背景技术】
[0002] 电缆供电W其安全、可靠、有利于美化城市与厂矿布局等优点，获得了越来越广泛 的应用。电缆能适应地下、水底等各种敷设环境，能满足长期、安全传输电能的需要…。电缆 供电对人身比较安全，自然气象因素（如风雨、雷电、污秽等）和周围环境对电缆的影响较 小。电缆多埋于地下，一旦发生故障寻找起来十分困难，不仅浪费大量的人力、物力，而且会 造成难W估量的停电损失。如何准确、迅速、经济地查寻电缆故障便成了供电部口日益关注 的问题。
[0003] 电缆绝缘的好坏是影响电缆安全可靠运行的关键因素。过去，我国广泛使用的预 防性试验是采用定期停电进行试验的方法，属于离线检测。然而，随着电力供应的发展，运 种停电试验的传统方法已愈来愈不能适应电力生产和供应的实际需要。因此研究电缆在线 监测技术，可及时对电缆进行合理的维护、检修及更换，对保证电缆可靠运行具有重要的意 义。预防性试验的缺点主要有：必须停电进行试验，容易造成供电中断：不能根据电缆的绝 缘状况，有选择地进行试验，而是对所有电缆都进行试验，运样会使绝缘完好的电缆由于多 次试验而导致电缆绝缘性能加速劣化;容易对电缆造成"累积效应"、"整流效应"等。因此， 电缆绝缘状态在线自动监测与诊断技术将成为电缆绝缘诊断的必然发展趋势。
[0004] 中国发明专利申请CN201410150637.9,提供了一种电缆绝缘在线监测系统，该发 明公开了一种电缆绝缘在线监测系统，通过监测待测电缆的地线上的电流变化作为判别电 缆绝缘老化的特征信号。该系统虽然仅给出了在线监测的硬件描述，无法实现自动诊断，也 没有设及实现在线自动监测与诊断的详细处理技术。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电缆绝缘状态在线自动监测与 诊断系统，对电缆绝缘监测及故障选线的准确性方面提供了有力和可靠保障。
[0006] 为实现上述目的，本发明所述的电缆绝缘状态在线自动监测与诊断系统，包括:实 时数据采集模块、数据自动分析与处理模块、变化曲线绘制模块、电缆绝缘故障预警模块和 数据库模块，其中：
[0007] 所述实时数据采集模块，从变电站现场采集电缆的放电数据，实时测量电缆护套 接地电流和相电压，并将结果存储到所述数据库模块，W供数据自动分析与处理模块调用； [000引所述数据自动分析与处理模块，对所述实时数据采集模块的数据进行处理和分 析，通过数字信号频谱分析方法分别计算出电缆的对地泄露容抗和阻抗，通过对地泄露容 抗和阻抗的变化趋势，表征电缆绝缘状态变化，并将计算结果输出到所述变化曲线绘制模 块，同时保存到数据库模块;该模块还W长期测量计算的平均值作为基准值，设定预警阀 值，将实时测量结果与基准值相比较，得出相对偏差，w该偏差与预警阀值比较，并将比较 结果输出到电缆绝缘故障预警模块；
[0009] 所述变化曲线绘制模块，根据所述数据自动分析与处理模块的处理结果，绘制实 时电缆绝缘变化曲线，对该曲线进行小波处理，得出电缆绝缘变化趋势曲线；同时周期性测 量并记录电缆对地阻抗，并绘制阻抗变化曲线;所述变化曲线绘制模块的结果存入所述数 据库模块，并供电缆绝缘故障预警模块调用；
[0010] 所述电缆绝缘故障预警模块，当所述数据自动分析与处理模块计算的偏差超过预 警阀值，则给出电缆绝缘老化的预警;根据所述变化曲线绘制模块的电缆绝缘变化趋势曲 线的当前斜率，如超过设定的预警阀值，给出预警;实时监测电缆瞬间漏电现象，统计分析 电缆瞬间漏电概率，给出预警;所有预警的结果信息都存入数据库模块；
[0011] 所述数据库模块，用于存储采集的数据W及上述各个模块的结果，所有数据记录 和长期监测的趋势图均可W通过数据库进行查询。
[0012] 进一步的，所述系统还包括专家系统模块，所述专家系统模块根据上述各个模块 的信息，通过网络远程协助确认故障情况，保证诊断结果的准确性。
[0013] 进一步的，所述系统还包括波形分析模块，所述波形分析模块根据采集的数据进 行波形分析处理，同时显示多个通道波形，具有波形缩放、通道选择、游标显示功能;并能通 过工具界面进行人工波形分析，W确定电缆自恢复故障点的位置。
[0014] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0015] 本发明提供的系统能自动进行监控和故障诊断，减少了人工巡查费用，加大管理 人员对设备运行和故障信息掌握的及时度，提高排除故障的效率，提高电力参数的准确性。
[0016] 本发明提供的系统，解决了管理人员对故障信息不能及时掌握的问题，当其中某 一条电缆发生故障时，需要派出大量人力到各个支路逐个查找故障点，故障点的判断、查找 非常慢。在该系统投入使用W后，可W节省巡查人员的各种费用。利用系统的电力监测功能 W及故障点的查找功能，替代W往的人工巡检，大大提高准确率，同时每个线路的电力参数 可及时掌握，保证了电路的正常维护。一旦出现问题，系统会发出报警，利于及时查找和处 理问题。本系统能进一步将电缆发生异常时间、数值参数记录下来，运一功能对于无人值守 变电室尤其重要。
[0017] 综上，本发明所述系统使得电力电缆运行可靠性大大提高，降低企业的管理成本， 提高管理决策效率，提升了企业的综合管理水平。
【附图说明】
[0018] 通过阅读参照W下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显：
[0019] 图1为本发明一实施例中的系统结构框图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。W下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不W任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干变形和改进。运些都属于本发明 的保护范围。
[0021] 如图1所示，一种电缆绝缘状态在线自动监测与诊断系统，包括:实时数据采集模 块、数据自动分析与处理模块、变化曲线绘制模块、电缆绝缘故障预警模块和数据库模块， 其中：
[0022] 所述实时数据采集模块，从变电站现场采集电缆的放电数据，实时测量电缆护套 接地电流和相电压，并将结果存储到所述数据库模块，W供数据自动分析与处理模块调用；
[0023] 所述数据自动分析与处理模块，对所述实时数据采集模块的数据进行处理和分 析，通过数字信号频谱分析方法分别计算出电缆的对地泄露容抗和阻抗，通过对地泄露容 抗和阻抗的变化趋势，表征电缆绝缘状态变化，并将计算结果输出到所述变化曲线绘制模 块，同时保存到数据库模块;该模块还W长期测量计算的平均值作为基准值，设定预警阀 值，将实时测量结果与基准值相比较，得出相对偏差，W该偏差与预警阀值比较，并将比较 结果输出到电缆绝缘故障预警模块；
[0024] 所述变化曲线绘制模块，根据所述数据自动分析与处理模块的处理结果，绘制实 时电缆绝缘变化曲线，对该曲线进行小波处理，得出电缆绝缘变化趋势曲线；同时周期性测 量并记录电缆对地阻抗，并绘制阻抗变化曲线;所述变化曲线绘制模块的结果存入所述数 据库模块，并供电缆绝缘故障预警模块调用；
[0025] 所述电缆绝缘故障预警模块，当所述数据自动分析与处理模块计算的偏差超过预 警阀值，则给出电缆绝缘老化的预警;根据所述变化曲线绘制模块的电缆绝缘变化趋势曲 线的当前斜率，如超过设定的预警阀值，给出预警;实时监测电缆瞬间漏电现象，统计分析 电缆瞬间漏电概率，给出预警;所有预警的结果信息都存入数据库模块；
[0026] 所述数据库模块，用于存储采集的数据W及上述各个模块的结果，所有数据记录 和长期监测的趋势图均可W通过数据库进行查询。
[0027] W下对上述一些重要模块做进一步说明：
[0028] 1、实时数据采集模块
[0029] 实时数据采集模块可W通过在变电站现场安装的多个传感器和采集设备采集电 缆的线路信号，并进行一般的信号调理。
[0030] 进一步的，在实时数据采集模块中，设置站点模拟图和实时采样图，站点模拟图能 够提供直观的观察显示，可W方便的观察各电缆每次采样得到的指定参数值W及电缆目前 的状态，而实时采样图则详细显示各电缆采样得到的数据。
[0031] 为了满足系统实时性要求，实时数据采集模块提供参数和采集控制输入，并采用 多线程进行设计，在数据采集过程中，能及时响应用户的输入，并实时交互，显示实时数据 采集模块当前的信息和状态，包括采集的数据和采样的状态等。
[0032] 实时数据采集模块采集的信号输入到所述数据自动分析与处理模块，并保存在数 据库模块中，W便进一步分析和调用。
[0033] 2、数据自动分析与处理模块
[0034] 实时数据采集模块采集得到实时数据后，数据自动分析与处理模块对数据进行相 关处理，得到有效的特征信息，为局部放电判断提供依据。
[0035] 数据自动分析与处理模块对采集的数据进行分析和处理形成的各种图谱、特征参 数。
[0036] 比如，在现场检测中，影响局部放电的干扰大致可W分为窄带干扰、白噪声干扰和 脉冲型干扰。针对运Ξ种类型的干扰，数据自动分析与处理模块分别采用基于FFT的窄带干 扰抑制算法、基于小波的消噪算法和基于神经网络(NN)的滤波算法进行处理。
[0037] 同时，数据自动分析与处理模块提供了各种分析处理手段对信号进行处理。在大 量模型实验和实际数据测试的基础上，系统地提取出局部放电各种类型的特征参数，构建 各种缺陷对应的局部放电指纹特征库。
[0038] 进一步的，数据自动分析与处理模块由局部放电的宽频时域数据提取出若干表征 放电强度的统计特征参数，如表1所示，通过运些特征参数可W对局部放电进行趋势分析。
[0039] 表1局放特征参数表
[0040] '[0041]数据自动分析与处理模块由局部放
电的相位分布图谱可W提取出一系列