電纜局放監測系統

電纜局放監測系統

系統概述

   隨著(zhù)我國電力事業(yè)不斷發(fā)展，電力電纜在電網(wǎng)建設與電網(wǎng)改造中得到越來(lái)越廣泛的應用。但是，電纜及接頭因為材料問(wèn)題、施工工藝問(wèn)題、運行環(huán)境問(wèn)題、外力破壞問(wèn)題或達到一定年限以后，常常會(huì )發(fā)生絕緣被擊穿而造成事故，因為電壓高、容量大，每次事故都可能造成重大的經(jīng)濟損失。

   電纜的絕緣結構中往往會(huì )由于加工技術(shù)上的難度或原材料不純而存在氣隙和有害性雜 質(zhì)，或者由于工藝原因，在絕緣與半導電屏蔽層之間存在間隙或半導電體向絕緣層突出，在這些氣隙和雜質(zhì)處極易產(chǎn)生局部放電（PD）。同時(shí)，在電力電纜的運輸、安裝過(guò)程當中也可能會(huì )產(chǎn)生各種絕緣缺陷導致局部放電。電纜線(xiàn)路設備老化或受損后，會(huì )在絕緣結構中產(chǎn)生局部放電現象，并引起局部發(fā)熱。長(cháng)期放電容易導致電纜絕緣被擊穿，進(jìn)而引發(fā)線(xiàn)路故障跳閘。此前，由于沒(méi)有有效的檢測手段，電纜線(xiàn)路放電現象很難被發(fā)現，通常只能在發(fā)生故障后進(jìn)行緊急搶修。

   國內外運行經(jīng)驗和研究成果表明：電力電纜性能早期劣化或使用壽命縮短，很大程度上取決于其絕緣介質(zhì)的樹(shù)枝狀老化，而局部放電測量是定量分析樹(shù)枝狀劣化程度的有效方法之一。例如：在樹(shù)枝引發(fā)初期，電纜的局部放電量約 0.1pC；當樹(shù)枝發(fā)展到介質(zhì)擊穿的臨界狀態(tài)時(shí)，其局部放電量可達到 1000pC。

    針對上述問(wèn)題，我公司自主研發(fā)了JC-OM400L電纜局放監測系統采用模塊化設計方案，通過(guò)安裝在電纜接頭接地線(xiàn)上的高頻脈沖電流傳感器，來(lái)耦合電纜本體及接頭處的局部放電脈沖電流信號；耦合到的脈沖電流信號通過(guò)同軸電纜傳送至前端監測采集器，對模擬信號經(jīng)過(guò)放大、濾波、模數轉換后變成數字信號再通過(guò)光纖傳送至后臺服務(wù)器。后臺服務(wù)器對所有傳感器的信號分別進(jìn)行分類(lèi)識別分析、計算，并將這些通過(guò)計算獲得的放電信息數據寫(xiě)入到數據庫中，同時(shí)在監測系統的軟件上顯示監測結果。

    該系統包括高頻脈沖電流傳感器、在線(xiàn)監測儀（監測采集器）、現場(chǎng)監控柜、高性能工業(yè)計算機（服務(wù)器）以及專(zhuān)家分析系統軟件和控制單元等組成。

系統原理

該系統主要由高頻脈沖電流傳感器、在線(xiàn)監測儀（監測采集器）、高性能工業(yè)計算機（服務(wù)器）以及專(zhuān)家分析系統軟件和控制單元等組成。

系統主要功能及技術(shù)

   系統適用于 10KV 及以上電壓等級的電纜局部放電在線(xiàn)監測。能實(shí)時(shí)監測放電量，放電相位，放電次數等基本局部放電參數；計算出各個(gè)接頭及各段電纜局部放電幅值、頻次；經(jīng)多次采集（一般測量 50 個(gè)工頻周期）后，從數據庫提取數據進(jìn)行譜圖分析和數據報表以確定放電點(diǎn)相對位置，必要時(shí)給出報警。并可按照客戶(hù)要求，提供有關(guān)參數的統計量。能存儲測試譜圖、放電趨勢，從而及時(shí)發(fā)現電纜及接頭的絕緣缺陷，并為評估其絕緣水平及老化程度提供判據，為電纜的檢修工作提供依據。

主要功能參數：

系統特點(diǎn)

（1）監測系統采用開(kāi)合式傳感器，結構緊湊，拆卸安裝方便，不需要停電，可以很方便的對重點(diǎn)站、重點(diǎn)設備、異常設備進(jìn)行長(cháng)期監測。

（2）監測系統采用雙端定位測量法，可實(shí)現對電纜本體產(chǎn)生的局部放電進(jìn)行實(shí)時(shí)定位， 理想條件下定位精度可達+/-3 米。

（3）采用高性能 FPGA 處理器，實(shí)現 100Msps、12Bit 分辨率的高速采樣、存儲，每次分析可連續采樣 50 個(gè)工頻周期以上的數據。

（4）帶通濾波技術(shù)與噪聲識別及剔除算法聯(lián)合運用，可有效識別局放信號。

（5）基于脈沖電流法（IEC60270 標準）的局部放電監測技術(shù)，可檢測 10pC 以上局放信號。

（6）在無(wú)法鋪設光纖的情況下，可以采用 4G 網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據傳輸，可降低光纖布線(xiàn)困難，降低成本。

系統硬件組成

   1、開(kāi)口式高頻傳感器:

   2、電纜局放在線(xiàn)監測裝置（現場(chǎng)采集器）:

監測主機（可定制壁掛式）

   3、現場(chǎng)監控柜:

戶(hù)內監控柜可采用并柜形式，戶(hù)外監控柜可以定制戶(hù)外柜。

系統軟件介紹

  主要功能及特點(diǎn)：

（1）具備實(shí)時(shí)數據顯示功能，直接顯示傳感器測到的局放數據。

（2）具有局放幅值累積圖、局放數據顯示、單周期圖數據顯示、短期趨勢顯示圖以及各種譜圖等，并能完成數據橫向對比、不同圖表之間的疊加對比等功能。

（3）在線(xiàn)監測系統有智能診斷軟件對各種缺陷進(jìn)行自動(dòng)辨認，系統自動(dòng)將采集到的信號進(jìn)行模式識別，能判斷出不同類(lèi)型局放信號，包括內部電暈、內部空穴、母線(xiàn)毛刺、殼體毛刺等， 以及不同類(lèi)型的干擾信號。診斷系統能準確有效地找到故障現象的直接原因，其診斷方式， 在數據信息不*的情況下也應能夠工作，最大限度地避免誤報警和漏報警。

（4）提供以‘小時(shí)、天、星期、月、年’等不同更新周期的趨勢分析，并且數據趨勢的顯示時(shí)間段是可選擇。

（5）具有將局放數據庫數據自動(dòng)輸出到Word或Excel等軟件的功能。

（6）實(shí)現遠程測試、診斷、查詢(xún)、訪(fǎng)問(wèn)等功能，通過(guò)站端數據綜合處理單元將數據實(shí)時(shí)傳送到遠程監測診斷中心進(jìn)行統一管理及診斷。局域網(wǎng)中遠程客戶(hù)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )方式在任何時(shí)間接入系統，查看監測診斷結果。

（7）采用閾值報警、關(guān)聯(lián)報警和趨勢報警等多種報警模式；可設置多個(gè)報警級別。能自動(dòng)捕捉并記錄啟動(dòng)報警的局放信號，同時(shí)進(jìn)行報警，報警包括聲、光等多種報警形式，并提供可接入主控制室的信號接口。

（8）在軟件菜單中可以進(jìn)行參數設置，包括局放信號閾值、硬件可控參數設置等。

（9）可查閱數據和文件夾的創(chuàng )建日期及訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間等歷史數據。

（10）根據保存的數據可以自動(dòng)繪制每一測點(diǎn)的信號圖譜。自動(dòng)對每天，每周，每月的數據進(jìn)行繪圖，方便相關(guān)人員進(jìn)行分析判斷。同時(shí)要求具有手動(dòng)選擇時(shí)間功能。所繪圖表能導出到word文檔方便制作各類(lèi)報表使用。

（11）具備訪(fǎng)問(wèn)該系統的權限管理功能；由密碼等方法控制。

 （12）通信規約：可以采用485或者DL/T 860（IEC61850）

工程圖片