专利名称：一种监测低温绝缘超导电缆的事件记录系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及低温绝缘超导电缆领域，尤其涉及一种监测低温绝缘超导电缆的 事件记录系统。
背景技术：
随着经济和社会的发展，人们对电能的需求量日益增长。根据预测，到2020年，我 国的发电装机容量达到800GW。在经济发达的大城市和城市密集居住地区，高层建筑林立， 用电量急剧增加，城市供电等级由原来的IlOkV及以下，上升到500kV城市环网、220kV直接 供电的超高压供电等级，对电能输送提出了新的要求。现有的输电线路由常规电力电缆和架空线路组成，常规电力电缆日趋老化或线路 超载而需要增容，线路损耗难以降低，输电通道地面积大，电网的可靠性受到影响，电网的 安全性存在隐患，已经形成大容量电能传输的“瓶颈”。因此，考虑使用超导电缆，它特别适用于特大型城市的电力传输及变电站大电流 母线等方面。超导电缆从经济和成本方面，与常规电缆相比，具有以下优势1)大容量，常规电缆的输电容量受到电缆电阻的影响，电流密度只有大约 300-400A/cm2，而超导电缆的电流密度可以达到1000A/cm2甚至更高，相同截面的传输容 量比常规电缆高5倍以上。当今大城市负荷日益增加，高压架空线路深入城市负荷中心受 诸多因素限制，开发利用大容量的超导电缆，可大大提高电力传输能力，满足大容量负荷中 心的要求。2)由于超导电缆的“零电阻”特性，其线路损耗极低。我国目前远程的输电一般采 用架空铝裸线，城市内部采用常规电缆，损耗主要由电阻引起的热损耗，电能在传输过程中 的损耗在8 %左右，超导电缆的损耗只占输送容量的1 %，如果包括制冷消耗，超导电缆也 可将损耗降至3%左右。3)对环境影响小，超导电缆的低温工作方式，对电缆安装地点的土壤及其它环境 因素的影响很小，超导电缆的磁场效应集中在密闭的低温系统内部，可减少电磁影响。4)节约通道，由于超导电缆的电流密度高，输送同等电力需要的送电通道将远小 于常规电缆。据估计，输送IGVA所需的电缆空间若采用275kV充油电缆，需要2回线宽 800mm的空间，而使用超导电缆，66kV外径130mm就能满足要求。超导电缆分为高温绝缘方式(WD)超导电缆和低温绝缘方式(CD)超导电缆，本实 用新型中是针对其中的低温绝缘方式超导电缆进行研究，是因为低温绝缘(CD)超导电缆的绝缘屏蔽采用和导体相同的超导带材铰制形成，电缆 绝缘和绝缘屏蔽均处于液氮温度下，处于超导状态运行时电缆外部不产生磁场，基本不存 在与超导电缆导体相垂直的外磁场造成临界电流退化的问题，CD超导电缆导体电流可以达 到10000A或以上；而高温绝缘(WD)超导电缆由于绝缘处于室温，其绝缘屏蔽为一般半导电屏蔽材料构成，一相WD超导电缆所产生的磁场对另外两相超导电缆导体将产生垂直的外磁场作 用，使其临界电流退化，WD超导电缆的传输电流一般为3000A及以下。相比而言，低温绝缘超导电缆的大电流和大容量特性更具有发展前景，这也正是 本申请的发明人选择研究该种电缆的原因。CD超导电缆作为一项新兴的技术，需要时刻对其进行监视，本申请的发明人致力 于研究一种监测该低温绝缘超导电缆的事件记录系统。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种监测低温绝缘超导电缆 的事件记录系统，它能够实时的监测并记录低温绝缘超导电缆的发生事件，为操作人员提 供预警信号，一旦低温绝缘超导电缆发生故障，可以立刻进行通知，提高电网的安全性。实现上述目的的技术方案是一种监测低温绝缘超导电缆的事件记录系统，对低 温绝缘超导电缆的监测点进行监测并进行事件记录，其中，所述的事件记录系统包括依次 相连的脉冲触发器、采样终端、A/D转换电路以及工控机，工控机包括输入端均与所述A/D 转换电路相连的一主工控机和一从工控机，当监测点发生异常时，监测点发出异常信号给 所述的脉冲触发器。上述的监测低温绝缘超导电缆的事件记录系统，其中，所述的低温绝缘超导电缆的 监测点包括有若干个电缆两端的接头监测点以及若干个位于电缆接头之间的电缆监测点。上述的监测低温绝缘超导电缆的事件记录系统，其中，所述的采样终端为一低温 温度传感器。上述的监测低温绝缘超导电缆的事件记录系统，其中，所述的脉冲触发器为边沿 触发器。本实用新型的有益效果是本实用新型通过脉冲触发器来实时得到低温绝缘超导 电缆的异常信号，并通过信号放大器将该信号放大并通过采集终端进行采集，经过A/D转 换后输出给工控机进行记录，具有如下优点1)实时性强，监测点一旦有异常，即可通过工控机通知操作者进行维修，增加电网 使用的可靠性；2)可靠性高，由于采用主从两台工控机，实现了系统的冗余特性，即使有一台发生 故障，也不会影响另一台的工作，可以通过连接远端监控主机对两台工控机进行监视，一旦 有故障，则立刻派工作人员过去维修；3)精度高，由于低温绝缘超导电缆处于非常低的温度下进行的，因此采用低温温 度传感器，更适合于低温下的监测；4)抗干扰能力强，由于采用了边沿触发器，这种触发器具有抗干扰能力强、稳定性 好的优点；5)人机界面友好，本实用新型采用了工控机，具有很好的人机界面，可以加载多种 相关软件，可生成多种图表供操作者浏览。
图1是本实用新型的监测低温绝缘超导电缆的事件记录系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。请参阅图1，图中示出了本实用新型的一种监测低温绝缘超导电缆的事件记录系 统，对低温绝缘超导电缆的监测点进行监测并进行事件记录，该系统包括依次相连的脉冲 触发器1、采样终端2、A/D转换电路3以及工控机4，工控机4包括输入端均与A/D转换电 路3相连的一主工控机41和一从工控机42，当监测点发生异常时，监测点发出异常信号给 脉冲触发器1。脉冲触发器1采用边沿触发器，该种触发器的抗干扰能力强，稳定性好。本实施例 中采用双J-K负边沿触发触发器。低温绝缘超导电缆的监测点包括有若干个电缆两端的接头监测点以及若干个位 于电缆接头之间的电缆监测点。本实施例中，采样终端3为一低温温度传感器，采用的型号为HNllO型线性超低温 温度传感器。它是一种负温度系数(简称NTC)的温度-电压线性转换元件。该产品具有测温范围宽(-200 +50°C )，温度系数高、线性度好、互换精度高、高 稳定性等优点，同时还有0°c基准电压规范(690 710mV)的特点.另外，对于仪器仪表的 设计而言，在整个温度范围内无需进行线性化处理，从而简化了仪表电路的设计与调试；由 于上述显著特点，很好的解决了超低温领域的测温控温的检测问题，这也正是本实用新型 采用该产品的原因。本实用新型中采用工控机4，是因为工控机采用全钢化工业机箱，抗电磁干扰能力 强；采用总线结构和模块化设计技术，各功能模块皆使用插板式结构，并带有压杆软锁定， 提高了抗冲击、抗振动能力；机箱内装有双风扇，正压对流排风，并装有滤尘网用以防尘； 配有高度可靠的工业电源，并有过压、过流保护；电源及键盘均带有电子锁开关，可防止非 法开、关和非法键盘输入；设有“看门狗”定时器，在因故障死机时，无需人的干预而自动复 位；开放性好，兼容性好，吸收了 PC机的全部功能，可直接运行PC机的各种应用软件；可配 置实时操作系统，便于多任务的调度和运行。本实用新型中，工控机4当发生故障时，进行报警，通知操作人员，可以通过一操 作界面自动弹出窗口提示操作人员，除非人工干预，否则操作人员的界面上则一直显示该 弹出窗口，用来提醒操作人员发生的事件，该工控机4还具有故障判据功能，当冷却异常 时，也会自动报警。另外，工控机4还具有实时监测、稳态记录和故障录波的功能，但是，一旦监测到 有事件发生时，则将事件发生优先显示，其优先级为最高。由于采用主从两台工控机，实现了系统的冗余备份的特性，即使有一台发生故障， 也不会影响另一台的工作。本实施例中，将主工控机41和从工控机42的输出端都与一远端监控主机5相连， 该远端监控主机5采用问答机制对两台工控机进行监视，一旦有任何一台工控机发生故 障，则立刻派工作人员过去维修，另一方面，远端监控主机5还可以读取主工控机41和从工 控机42的数据，有利于维护工作。本实施例中，主工控机41和从工控机42可以采用研华工控机，型号为IPC-610L， 远端监控主机5可以采用惠普的型号为HP385的计算机或者安全性能好的高配置计算机。[0039] 以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根 据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用 新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种监测低温绝缘超导电缆的事件记录系统，对低温绝缘超导电缆的监测点进行监 测并进行事件记录，其特征在于，所述的事件记录系统包括依次相连的脉冲触发器、采样终 端、A/D转换电路以及工控机，工控机包括输入端均与所述A/D转换电路相连的一主工控机 和一从工控机，当监测点发生异常时，监测点发出异常信号给所述的脉冲触发器。
2.根据权利要求1所述的监测低温绝缘超导电缆的事件记录系统，其特征在于，所述 的低温绝缘超导电缆的监测点包括有若干个电缆两端的接头监测点以及若干个位于电缆 接头之间的电缆监测点。
3.根据权利要求1所述的监测低温绝缘超导电缆的事件记录系统，其特征在于，所述 的采样终端为一低温温度传感器。
4.根据权利要求1所述的监测低温绝缘超导电缆的事件记录系统，其特征在于，所述 的脉冲触发器为边沿触发器。
专利摘要本实用新型公开了一种监测低温绝缘超导电缆的事件记录系统，对低温绝缘超导电缆的监测点进行监测并进行事件记录，所述的事件记录系统包括依次相连的脉冲触发器、采样终端、A/D转换电路以及工控机，工控机包括输入端均与所述A/D转换电路相连的一主工控机和一从工控机，当监测点发生异常时，监测点发出异常信号给所述的脉冲触发器。本实用新型能够实时的监测并记录低温绝缘超导电缆的发生事件，为操作人员提供预警信号，一旦低温绝缘超导电缆发生故障，可以立刻进行通知，提高电网的安全性。
文档编号G01K7/00GK201926726SQ20102069483
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者孟毓, 庞爱莉, 林一, 龚尊 申请人:上海市电力公司, 上海电力设计院有限公司