专利名称：电缆护层绝缘在线监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种监测装置，特别是一种电缆护层绝缘在线监测装置。
背景技术：
110-220KV高压交联电缆的金属护层通常是采取一端直接接地，另一端通 过保护器保护接地，如附图1所示，保护器是一种带有氧化锌阀片的避雷器， 阀片在高压时呈低阻，低压时呈高阻，保护器只在电缆受到高压击打时，阀片 呈低阻，才实现接地。电缆构成交流传输电路后，电缆导体-芯线和金属护层之 间会产生感应电势，即当电缆芯线通过电流时会产生漏磁通，该漏磁通与金属 护层交链，金属护层上会产生感应电势，正常情况下，电缆的金属护层只有单 点接地-直接接地端，因此金属护层上尽管有感应电势，由于没有形成闭合回路， 也就不会形成环流以影响电缆的正常运行。然而，在电缆运行时，由于运行距 离长，其上的任意一点绝缘护层因各种影响导致受损后，该相应点的金属护层 便会棵露并形成接地点，这就导致金属护层上出现二个以上甚至多个接地点， 两个甚至多个接地点之间将形成闭合回路，参照附图2，由于金属护层存在有感 应电势，而金属护层的电阻又很小，所以闭合回路上将产生较大的环流。 一方 面，这个环流会在电缆中产生热量，导致电缆实际载流量降低，并消耗大量能 量；另一方面，接地点周围有电流流过，导致土i裏变性，增加了电腐蚀，这样 金属护层将会慢慢穿孔，水分由此进入电缆，并导致电缆线路故障，降低了电 缆的使用寿命。由于超高压电缆生产周期长，电缆敷设及附件安装也比较复杂， 发生故障后恢复周期长，严重影响供电可靠性。
发明内容
本实用新型的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种防止电缆线路 故障、提高电缆供电的可靠性的电缆护层绝缘在线监测装置。本实用新型是通过以下途径来实现的
电缆护层绝缘在线监测装置，其结构要点在于，包括有信号检测装置、中 央处理器、数据显示装置，信号检测装置的信号采集端与电缆直接接地箱接地 端连接，信号检测装置的信号输出端与中央处理器的输入端连接，数据显示装 置于中央处理器的显示输出端连接。
电缆在正常运行时，直接接地端有一定电容电流流过，若有金属护层接地 故障导致产生环流后，直接接地端的电流必然产生异常变化，对直接接地端的 电流进行;险测，便能实现对护层绝缘情况的监测。本实用新型采用上述原理， 将信号检测装置连接到电缆的直接接地端，采集电缆直接接地端的电流数据， 然后通过中央处理器对该采集数据进行处理，最后通过数据显示装置将采集的 电流大小显示出来，当电流出现异常后，即可判断绝缘护层出现接地故障，或 者有其他接地故障的产生，从而及时对电缆进行维修，以防止电缆故障以及故 障的进一步扩大，提高了供电可靠性，对于电缆的维护具有重大意义。
本实用新型可以进一步具体为
中央处理器包括有变换器和处理器，变换器的信号输入端连接信号检测装 置，变换器的输出端连接数据显示装置，变换器的另一输出端连接处理器。
由于信号检测装置采集到的信号是一种模拟信号，需要通过变换器将其转 换为数字信号，然后通过数据显示装置进行显示，这样方便于直观监测电缆直 接4妄地端的电流变化。
还包括有一种鉴相器，其插接在信号^r测装置和中央处理器中间，即鉴相 器的输入端连接信号检测装置，输出端连接中央处理器。
鉴相器是一种电流相位识别器，由于在发生绝缘护层故障时，产生的护层 环流与正常运行时电缆直接接地端的电容电流相位不同，采用鉴相器可以方便 检测电缆直接接地端的电流相位情况，以提供电缆直接接地端详细的电流变化 情况，包括大小和相位数据。
数据显示装置包括有电容电流显示装置和护层环流显示装置，二者分别与 中央处理器的显示输出端连接。
当发生电缆接地故障时，直接接地端会出现两种电流，即正常运行就有的电容电流和故障的护层环流。将二者分别显示出来，可以提供更为详尽的电流 变化情况。
还包括有一报警装置，其与中央处理器连接。
报警装置可以是声音报警，还可以是光信号报警，当中央处理器接收到的 检测的电流数据，将该数据与设定的基准数据进行比较， 一旦检测的电流数据 偏离设定的基准数据一定范围外，将通过报警装置进行报警。报警装置可以远 程实现，以通报监测人员数据的异常，这样可以避免人员二十四小时监测，导 致浪费人力资源。
本实用新型还可以进一 步具体为
还包括有一电压检测装置，其与电缆的保护器接地箱电连接，电压检测装 置的信号输出端连接到一处理装置，处理装置的输出端与一"R警装置连接。
电缆在正常运行中，保护接地端有电压产生，此电压与线芯电流成正比， 若有护层接地故障，产生护层环流，必然使保护器接地端的电压产生异常变化， 因此对这个电压进行检测，就可以实现对护层绝缘情况的监测。
电压检测装置采集到的信号经过处理装置进行处理，同时，在处理装置中 包括有判断比较装置，将检测到的电压信号与处理装置中的基准值进行比较， 当检测的信号偏离基准值一定范围时，处理装置将通过报警装置进行报警，提 示出现电缆护层绝缘发生接地故障。
这是一种电压监测装置(包括电压检测装置、处理装置和报警器)，该电压 监测装置可以单独作为一种电缆护层绝缘在线监测装置使用。但是与之前的环 流监测装置(信号检测装置、中央处理器和数据显示装置)原理和结构不同， 由于电缆的接地导致产生的环流数值较大，监测的敏感度也高。相对而言，因 接地故障导致的保护器电压变化相对较小，监测敏感度相对低，因此电压监测 装置 一船:作为环流监测装置的辅助监测装置。
综上所述，本实用新型的优点在于，提供了一种电缆护层绝缘在线监测装 置，利用金属护层接地故障导致产生环流后，直接接地端的电流必然产生异常 变化的原理，对直接接地端的电流进行^^测。监测时发现电流出现异常后，能 有效判断和发现绝缘护层出现接地故障，或者有其他接地故障的产生，从而尽早发现系统缺陷，并采取必要措施，及时对电缆进行维修，以防止电缆故障以 及故障的进一步扩大，提高了供电可靠性，对于电缆的维护具有重大意义。
图1所示为本实用新型背景技术中所述现有技术中电缆金属护层的接地示
意图2所示为本实用新型背景技术中所述，当发生故障接地时，金属护层中 产生闭合回路的原理示意图。
图3所示为本实用新型实施例所述电缆护层绝缘在线监测装置中，利用故 障产生环流而进行监测的电路原理图4所示为本实用新型所述电缆护层绝缘在线监测装置中，利用故障产生 电压异常而进行监测的电路原理图。
下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。
具体实施例
最佳实施例
参照附图3,图中标记说明如下
A:接地箱保护器；B:信号检测装置；C:电缆线芯对护层电容；D:保护 器接地点；E:金属护层直接接地点；F:故障点；G:故障接地点；K:鉴相器； L:中央处理器；M:护层环流显示装置；N:电容电流显示装置；P: ^=艮警装置； Rl, R2:金属护层电阻；r:故障点接地电阻。
电缆护层绝缘在线监测装置，其为一种环流监测装置，包括有信号^r测装置 B、中央处理器L、数据显示装置、鉴相器K和报警装置P，信号检测装置B的 信号采集端与电缆直接接地箱接地端连接，信号检测装置B的信号输出端通过 鉴相器K与中央处理器L的输入端连接，数据显示装置于中央处理器的显示输 出端连接。数据显示装置包括有电容电流显示装置N和护层环流显示装置M， 二者分别与中央处理器L的显示输出端连接；报警装置P是一种声光报警器， 其与中央处理器L的信号输出端电连接。电缆在正常运行时，直接接地点E有一定电容电流流过，当金属护层发生
接地故障导致产生环流后，直接接地点E的电流必然产生异常变化，将信号检 测装置B连接到电缆的直接接地点，采集电缆直接接地点的电流数据，然后通 过鉴相器K和中央处理器L对该采集lt据进行处理，最后通过数据显示装置将 采集的不同电流大小显示出来，包括护层环流和电容电流，当出现护层环流， 即可判断绝缘护层出现接地故障，或者有其他接地故障的产生，及时对电缆进 行维修，以防止电缆故障以及故障的进一步扩大。 参照附图4，图中各标记说明如下
A:接地箱保护器；C:电缆线芯对护层电容；D:保护器接地点；E:金 属护层直接接地点；F:故障点；G:故障接地点；Q:电压测量装置；Y:处理 装置；U:电压显示装置；P:报警装置；Rl ， R2:金属护层电阻；r:故障点 接地电阻。
上述电缆护层在线监测装置，还可以是一种电压监测装置，包括有一电压检 测装置Q，其与电缆的保护器接地箱电连接，电压检测装置Q的信号输出端连 接到一处理装置Y，处理装置Y的输出端与一报警装置P连接，处理装置Y的 一显示输出端与一电压显示装置U电连接。
电缆在正常运行中，保护接地端有电压产生，此电压与线芯电流成正比，若 有护层接地故障，产生护层环流，必然使保护器接地端的电压产生异常变化， 因此对这个电压进行检测，也可以实现对护层绝缘情况的监测。由于电缆的接 地导致产生的环流数值较大，监测的敏感度也高。相对而言，因接地故障导致 的保护器电压变化相对较小，监测敏感度相对低，因此电压监测装置一般作为 前面所述环流监测装置的辅助监测装置。
以上所述的各个装置B， K, L, M， N, P， Q， U， Y均可采用市售产品， 只需要对中央处理器进行针对性修改即可。例如中央处理器L可以采用NXP 80C51系列单片机，或者是INTEL的中央处理器；M, N可以采用现有的带数 据线的数字显示屏可以采用西域生产的产品等等；鉴相器K可以采用美国 SYNERGY生产的、芯片型号为PDP-201的鉴相器。
本实用新型未述部分与现有技术相同。
权利要求1、电缆护层绝缘在线监测装置，其特征在于，包括有信号检测装置、中央处理器、数据显示装置，信号检测装置的信号采集端与电缆直接接地箱接地端连接，信号检测装置的信号输出端与中央处理器的输入端连接，数据显示装置于中央处理器的显示输出端连接。
2、 根据权利要求l所述的用于电缆护层绝缘在线监测装置，其特征在于，中 央处理器包括有变换器和处理器，变换器的信号输入端连接信号检测装 置，变换器的输出端连接数据显示装置，变换器的另一输出端连接处理器。
3、 根据权利要求1所述的电缆护层绝缘在线监测装置，其特征在于，还包括 有一种鉴相器，其插接在信号检测装置和中央处理器中间，即鉴相器的输 入端连接信号检测装置，输出端连接中央处理器。
4、 根据权利要求l所述的电缆护层绝缘在线监测装置，其特征在于，数据显 示装置包括有电容电流显示装置和护层环流显示装置，二者分别与中央处 理器的显示输出端连接。
5、 根据权利要求1所述的电缆护层绝缘在线监测装置，其特征在于，还包括 有一报警装置，其与中央处理器的信号输出端连接。
6、 根据权利要求1所述的电缆护层绝缘在线监测装置，其特征在于，还包括 有一电压检测装置，其与电缆的保护器接地箱电连接，电压检测装置的信 号输出端连接到一处理装置，处理装置的输出端与一报警装置连接。
专利摘要本实用新型涉及一种监测装置，特别是一种电缆护层绝缘在线监测装置，其结构要点在于，包括有信号检测装置、中央处理器、数据显示装置，信号检测装置的信号采集端与电缆直接接地箱接地端连接，信号检测装置的信号输出端与中央处理器的输入端连接，数据显示装置于中央处理器的显示输出端连接。本实用新型的优点在于，利用金属护层接地故障导致产生环流后，直接接地端的电流必然产生异常变化的原理，对直接接地端的电流进行检测。能有效判断和发现绝缘护层出现接地故障，或者有其他接地故障的产生，从而尽早发现系统缺陷，并采取必要措施及时对电缆进行维修，以防止电缆故障以及故障的进一步扩大，提高了供电可靠性，对于电缆的维护具有重大意义。
文档编号G01R31/08GK201229389SQ200820103130
公开日2009年4月29日 申请日期2008年7月24日 优先权日2008年7月24日
发明者张立林, 杨伟财, 苏云生, 陈旭东, 龚书良 申请人:福建省泉州电业局