专利名称：紫外法电力电缆在线状态监测评估仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力电缆在线状态监测装置，特别涉及一种紫外法电力电缆在线状态 监测评估仪。
背景技术：
电力电缆的状态监测关系到电力系统的运行安全。与架空线路相比，地下电力电 缆有无法比拟的优越性，但也有维修不便的显著问题。因此，对于地下电力电缆的故障检测 已成为国内外专家、学者关注和研究的重点问题。目前已有地下电缆故障定位仪、超声探伤 仪等产品，测定埋地电缆的走向和深度、断路、短路、故障点的位置。但这些方法单一，不能 综合检测电缆温度、电缆载流量、局部放电、介质老化及周边环境等电缆运行参数，也不能 进行电力电缆在线状态监测评估，已经无法适应现代电网发展和科学的预防管理的需要， 无法满足建立地下电力电缆安全预警信息系统的要求。因此，研究一种理想的在线监测电 力电缆状态的装置就显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种紫外法电力电缆在线状态监测评估仪，该装置适合于对 地下电力电缆进行在线定量状态监测，以得到地下电力电缆工作中的温度、电缆载流量、局 部放电、介质老化等运行参数，再通过电力电缆运行状态评估系统进行分析计算，及时发现 问题，提高电力线路的运行安全。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种紫外法电力电缆在线状态监测 评估仪，由局部放电紫外检测单元、绝缘介质参数测量单元、温度检测单元、中央控制处理 单元、GSM数据通信单元和电源管理电路构成；a)、局部放电紫外检测单元用于现场采集电缆发生局部放电时产生的紫外辐射 信号，由紫外球形探头及其紫外脉冲形成电路组成，紫外球形探头布置在电力电缆上，其输 出端与中央控制处理单元的MCUl输入端连接；b)、绝缘介质参数测量单元用于对电力电缆绝缘介质的参数进行采集，由电极以 及电场传感器芯片构成，电场传感器芯片采用Freescale公司的电场成像器件MC33794，支 持9个电场传感器电极，MC33794的输出端与中央控制处理单元的MCU2输入端连接；C)、温度检测单元用于对电力电缆表面温度及环境温度进行多点采集，采用AD 公司的高精度数字式温度传感器AD1820以及相关辅助电路实现，其输出端与中央控制处 理单元的MCU3输入端连接；d)、中央控制处理单元用于数据预处理、数据传输，实现总体控制，使各个单元协 调工作，由三个独立的MCU以及相关辅助电路构成，MCU采用TI公司出产的TMS320LF2407， 其输出端与GSM数据通信单元的输入端连接；e)、GSM数据通信单元将数据上传到GPRS通信网络，并接收数据处理中心发送来 的信息，采用西门子公司生产的TC35i ；
f)、电源管理电路将电源电压转换成3. 3V的供电电压，采用电源转换芯片 LT1764A-3. 3V，其输出端分别与局部放电紫外检测单元、绝缘介质参数测量单元、温度检测 单元、中央控制处理单元和GSM数据通信单元的电源端连接。与现有技术相比，本发明的有益效果是本发明提供的紫外法电力电缆在线状态监测评估仪可应用到地下电力电缆的状 态检测中，实现了实时在线、综合多参数监测。本装置集温度检测、局部放电紫外检测和绝 缘介质检测于一体，在线巡检管埋地下电缆温度、局部放电、介质特性变化及环境状况等参 数，并通过可靠的传输通道传至后台数据库服务器。并且通过开发电力电缆运行状态参数 综合评估系统，对电力电缆的连续运行参数进行分析与评估，能够全面掌控电力电缆的运 行状态，早期发现潜伏故障，诊断电缆的亚健康状态，真正实现状态检修。同时创新地引入 了利用紫外进行电力电缆的局部放电检测，比传统上的脉冲电流法和电磁场法在检测上更 加直观和灵敏，几乎没有干扰，具有明显的优势。该检测方法成本较低，检测效果灵敏。
图1是本发明的硬件结构框图；图2是本发明的操作流程具体实施例方式下面结合附图对发明作进一步说明参见图1(图1中的各模块即为对应的单元)，本发明由局部放电紫外检测单元1、 绝缘介质参数测量单元2、温度检测单元3、中央控制处理单元4、GSM数据通信单元5和电 源管理电路6构成；a)、局部放电紫外检测单元1 用于现场采集电缆发生局部放电时产生的紫外辐 射信号，由紫外球形探头及其紫外脉冲形成电路组成，紫外球形探头布置在电力电缆上，其 输出端与中央控制处理单元4的MCUl输入端连接；b)、绝缘介质参数测量单元2:用于对电力电缆绝缘介质的参数进行采集，由电极 以及电场传感器芯片构成，电场传感器芯片采用Freescale公司的电场成像器件MC33794， 支持9个电场传感器电极，MC33794的输出端与中央控制处理单元4的MCU2输入端连接；C)、温度检测单元3:用于对电力电缆表面温度及环境温度进行多点采集，采用A D公司的高精度数字式温度传感器AD1820以及相关辅助电路实现，其输出端与中央控制处 理单元4的MCU3输入端连接；d)、中央控制处理单元4:用于数据预处理、数据传输，实现总体控制，使各个 单元协调工作，由三个独立的MCU以及相关辅助电路构成，MCU采用TI公司出产的 TMS320LF2407，其输出端与GSM数据通信单元5的输入端连接；e)、GSM数据通信单元5 将数据上传到GPRS通信网络，并接收数据处理中心发送 来的信息，采用西门子公司生产的TC35i ；f)、电源管理电路6 将电源电压转换成3. 3V的供电电压，采用电源转换芯片 LT1764A-3. 3V，其输出端分别与局部放电紫外检测单元1、绝缘介质参数测量单元2、温度 检测单元3、中央控制处理单元4和GSM数据通信单元5的电源端连接。
其中，局部放电紫外检测单元1由紫外球形探头及其一体化的紫外脉冲形成电 路组成(型号FU1035-0 5，北京世礼科技有限公司生产。紫外球形探头可根据现场情况， 如，易于泄漏点或用户要求等设置)。绝缘介质参数测量单元2由电极和电场传感器芯片 (含微处理器)构成，电场传感器芯片采用MC33794，其支持9个电场传感器电极，通过发射 120kHz的超声波，测量布置在物体周围的9个电极上的空间分布电容的微小变化来得到电 缆周围的电场信息；温度检测单元3主要由高精度数字式温度传感器AD1820和相关辅助电 路实现；中央控制处理单元4由三个分别连接局部放电紫外检测单元1、绝缘介质参数测量 单元2和温度检测单元3的MCU组成，采用TI公司出产的TMS320LF2407 ；GSM数据通信单 元5采用西门子公司生产的TC35i ；电源管理电路6采用电源转换芯片LT1764A-3. 3V。
权利要求
一种紫外法电力电缆在线状态监测评估仪，其特征在于由局部放电紫外检测单元(1)、绝缘介质参数测量单元(2)、温度检测单元(3)、中央控制处理单元(4)、GSM数据通信单元(5)和电源管理电路(6)构成；a)、局部放电紫外检测单元(1)用于现场采集电缆发生局部放电时产生的紫外辐射信号，由紫外球形探头及紫外脉冲形成电路组成，紫外球形探头布置在电力电缆上，其输出端与中央控制处理单元(4)的MCU1输入端连接；b)、绝缘介质参数测量单元(2)用于对电力电缆绝缘介质的参数进行采集，由电极以及电场传感器芯片构成，电场传感器芯片采用Freescale公司的电场成像器件MC33794，支持9个电场传感器电极，MC33794的输出端与中央控制处理单元(4)的MCU2输入端连接；c)、温度检测单元(3)用于对电力电缆表面温度及环境温度进行多点采集，采用AD公司的高精度数字式温度传感器AD1820以及相关辅助电路实现，其输出端与中央控制处理单元(4)的MCU3输入端连接；d)、中央控制处理单元(4)用于数据预处理、数据传输，实现总体控制，使各个单元协调工作，由三个独立的MCU以及相关辅助电路构成，MCU采用TI公司出产的TMS320LF2407，其输出端与GSM数据通信单元(5)的输入端连接；e)、GSM数据通信单元(5)将数据上传到GPRS通信网络，并接收数据处理中心发送来的信息，采用西门子公司生产的TC35i；f)、电源管理电路(6)将电源电压转换成3.3V的供电电压，采用电源转换芯片LT1764A 3.3V，其输出端分别与局部放电紫外检测单元(1)、绝缘介质参数测量单元(2)、温度检测单元(3)、中央控制处理单元(4)和GSM数据通信单元(5)的电源端连接。
全文摘要
一种紫外法电力电缆在线状态监测评估仪，由局部放电紫外检测单元、绝缘介质参数测量单元、温度检测单元、中央控制处理单元、GSM数据通信单元和电源管理电路构成；局部放电紫外检测单元的输出端和绝缘介质参数测量单元的输出端以及温度检测单元的输出端分别与中央控制处理单元的输入端连接；中央控制处理单元的输出端通过CAN总线与GSM数据通信单元的输入端连接；电源管理电路的输出端分别与局部放电紫外检测单元、绝缘介质参数测量单元、温度检测单元、中央控制处理单元以及GSM数据通信单元的电源端连接。本评估以在线检测埋地下电缆温度、局部放电、介质特性变化及环境状况等参数，具有检测效果可靠灵敏、检测成本较低的优点。
文档编号G01R31/12GK101937049SQ201010244378
公开日2011年1月5日 申请日期2010年8月4日 优先权日2010年8月4日
发明者周军, 范康林, 范炯 申请人:自贡电业局