一种在线检测矿用高压电缆介质损耗的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种在线检测矿用高压电缆介质损耗的装置，其包括电压采样电路、电流采样电路、74LS86异或门、中央控制器和显示器，电压采样电路包括依次串联连接的电压互感器、电压信号滤波电路、电压信号过零比较电路，电流采样电路包括依次串联连接的电流互感器、电流信号滤波电路、90°移相电路、电流信号过零比较电路，电压信号过零比较电路和电流信号过零比较电路的信号输出端接74LS86异或门的输入端，74LS86异或门的输出端接中央控制器，中央控制器与显示器连接。本实用新型实现了矿用高压电缆介质损耗在线检测操作，具有性能稳定、测量精度高、抗干扰能力强的特点，有利于提高井下供电的可靠性，具有显著的实用价值。
【专利说明】一种在线检测矿用高压电缆介质损耗的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种在线检测矿用高压电缆介质损耗的装置，属于高压电缆检测【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在煤矿井下供电系统中，大多采用IOkV或6kV下井的供电方式。对于现代化矿井，IOkV或6kV电缆要深入到工作负荷中心，供电线路长。井下工作环境恶劣，电缆会经常处于过电压运行状态，并且会遭受到水侵入和机械损伤，其绝缘在电场的长期作用下会出现水树枝、电树枝和局部放电现象，从而引起电缆绝缘的老化和介质损耗升高。电缆老化容易导致单相接地故障而造成事故，对煤矿的安全生产构成很大威胁。因此，研究电缆在线检测技术对于保护煤矿安全生产、提高供电可靠性和安全性具有重要意义。
[0003]高压电缆介质损耗在线检测技术一直是国内外学者研究的重点，因其测量和计算的精度要求高而成为一个难点。测量电缆绝缘的介质损耗可以反映其绝缘的一系列缺陷，如电缆老化变质、绝缘受潮、绝缘内部气隙放电等。现有高压电缆介质损耗检测的主要方法为离线式，耗费人力和物力，并且测量精度容易受到环境影响。采用离线式检测方法进行定期预防性试验已经越来越不适应煤矿现场的实际情况，而对电缆绝缘介质损耗进行不停电在线检测是数字化矿山发展的必然趋势，该方式还可以实时检测电缆绝缘的隐患所在。
[0004]目前常用介质损耗在线检测方法有电桥法、电流平衡法和瓦特表法。这些方法均有很大的局限性:需要时刻观察仪表波动、不能存储数据，给在线检测操作和历史数据积累带来极大不便。
[0005]针对上述问题，本领域急需能实现高压电缆介质损耗的在线检测系统，以达到精确实时检测目的。
【发明内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的上述缺点，提供一种在线检测矿用高压电缆介质损耗的装置。
[0007]为了解决以上技术问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0008]一种在线检测矿用高压电缆介质损耗的装置，包括:电压采样电路、电流采样电路、74LS86异或门、中央控制器、显示器，所述电压采样电路包括依次串联连接的电压互感器、电压信号滤波电路、电压信号过零比较电路，所述电流采样电路包括依次串联连接的电流互感器、电流信号滤波电路、90°移相电路、电流信号过零比较电路，所述电压信号过零比较电路和电流信号过零比较电路的信号输出端与74LS86异或门的输入端相连接，所述74LS86异或门的输出端与中央控制器相连接，所述中央控制器的显示输出端与显示器连接。
[0009]本实用新型还具有如下进一步的改进:
[0010]1、所述的在线检测矿用高压电缆介质损耗的装置，还包括有与所述中央控制器连接的存储器。
[0011]2、所述显示器为液晶显示器。
[0012]3、所述中央控制器为DSP控制器。
[0013]与现有技术相比，本实用新型提供的矿用高压电缆介质损耗在线检测系统，实现了矿用高压电缆介质损耗在线检测操作，具有性能稳定、测量精度高、抗干扰能力强等特点，有利于提高井下供电的可靠性，具有显著性实用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型实施例提供的在线检测矿用高压电缆介质损耗的装置的电路框图。
【具体实施方式】
[0015]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0016]实施例
[0017]如图1所示，本实施例提供的一种在线检测矿用高压电缆介质损耗的装置，包括:电压采样电路、电流采样电路、74LS86异或门9、DSP控制器10、显示器11，电压采样电路包括依次串联连接的电压互感器2、电压信号滤波电路3、电压信号过零比较电路4，电流采样电路包括依次串联连接的电流互感器5、电流信号滤波电路6、90°移相电路7、电流信号过零比较电路8，电压信号过零比较电路4和电流信号过零比较电路8的信号输出端与74LS86异或门9的输入端相连接，74LS86异或门9的输出端与DSP控制器10相连接，DSP控制器10的显示输出端与显示器11连接。如图1所示的本实施例中，还包括有与DSP控制器10连接的存储器12，用于存储高压电缆介质损耗的大小，为判断电缆的绝缘状况提高历史数据。作为一种优选方案，所述显示器11为液晶显示器。
[0018]本实施例中所涉电压信号滤波电路3、电压信号过零比较电路4、电流信号滤波电路6、90°移相电路7、电流信号过零比较电路8都为现有成熟电路，本领域技术人员可以根据设计要求进行设计，也可从市面上购买；74LS86异或门9、DSP控制器10、显示器11也都可以购买到。其中，DSP控制器在出厂时已烧制有软件，并开放接口，对DSP控制器的参数进行简单调节即可实现本装置所需功能。对参数的调节属于本领域技术人员能够掌握的基本技能，芯片厂商也提供相应的技术支持。本实用新型保护整个电路的组成及连接关系，不涉及DSP控制器内的软件。
[0019]本装置的工作原理如下:
[0020]电压互感器2并联接入高压电缆I的两端，实时采集高压电缆I两端的电压信号，将高电压信号转换为幅值为3V的弱电信号；电压信号滤波电路3滤除弱电信号中的一些直流分量和高次谐波，只让50Hz的高频信号通过，从而增加电路的抗干扰能力；电压信号过零比较器4将50Hz的工频信号转变为同相位的方波信号；电流互感器5串联接入高压电缆I的线路中，实时采集通过高压电缆I的电流信号；电流信号滤波电路6滤除电流信号中的高次谐波，提高信号的抗干扰能力；90°移相电路7是使电流信号移相90° ;74LS86异或门9用来计算电压信号和电流信号的相位差；DSP控制器10用来采集电压信号和电流信号的相位差，从而计算出高压电缆介质损耗的大小；显示器11用来实时显示高压电缆介质损耗的大小，提高良好的人机界面；存储器12用来存储高压电缆介质损耗的大小，为判断电缆的绝缘状况提高历史数据。
[0021]最后有必要在此说明的是:上述内容只用于对本实用新型的技术方案作进一步详细说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员根据本实用新型的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种在线检测矿用高压电缆介质损耗的装置，其特征在于:包括电压采样电路、电流采样电路、74LS86异或门、中央控制器和显示器，所述电压采样电路包括依次串联连接的电压互感器、电压信号滤波电路、电压信号过零比较电路，所述电流采样电路包括依次串联连接的电流互感器、电流信号滤波电路、90°移相电路、电流信号过零比较电路，所述电压信号过零比较电路和电流信号过零比较电路的信号输出端与74LS86异或门的输入端相连接，所述74LS86异或门的输出端与中央控制器相连接，所述中央控制器的显示输出端与显示器连接。
2.根据权利要求1所述的在线检测矿用高压电缆介质损耗的装置，其特征在于:还包括有与所述中央控制器连接的存储器。
3.根据权利要求1所述的在线检测矿用高压电缆介质损耗的装置，其特征在于:所述显示器为液晶显示器。
4.根据权利要求1所述的在线检测矿用高压电缆介质损耗的装置，其特征在于:所述中央控制器为DSP控制器。
【文档编号】G01R27/26GK203595758SQ201320818002
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】郑为进, 陈宇晨, 宋萌, 潘宇婷, 王承宇, 侯婷 申请人:上海工程技术大学