新型的电缆局部放电在线监测系统研究

城市电网中因电缆沟电缆故障起火的事件时有发生,电缆绝缘劣化是电缆发生故障的重要原因,局部放电(简称局放)是电缆绝缘缺陷的表征,也是导致其绝缘劣化的主要原因之一。一直以来手持局放仪巡检电缆线路是诊断电缆绝缘状态的重要方法,为降低工作人员手持局放仪巡线的繁琐程度,研究了一种新型的电缆局放在线监测系统,该系统中使用高频电流传感器耦合流过电缆接头接地引下线的高频脉冲电流信号,并通过新型局部放电采集器将局放综合信息上传至局放监测主机,完成局放信号的实时在线监测。与传统的局放采集器相比新型局放采集器搭载了电力人工智能芯片,实现了局放信号处理的边缘计算,极大地缓解了庞大安装数量级下局放监测主机的压力,最后在现场测试中应用了该系统,并验证了该系统的可行性。     

110kV高压电缆的局部放电在线监测

为了及时、准确地掌握电缆绝缘故障情况,有必要对电缆线路进行在线监测.介绍了超高频局部放电在线监测系统的信号采集装置、测量原理及数据传输原理.通过运用该系统对110 kV五凌七线电缆进行局部放电在线监测,准确地找出了电缆绝缘缺陷,检测效果较好.     

开关柜红外可视化及超声波局部放电在线监测系统研究与应用

针对开关柜绝缘故障及热故障较多问题,介绍了基于红外可视化及超声波局部放电的开关柜在线监测系统。系统主要由监测模块、交换机、综合监测单元、平台层及应用层构成,监测模块实时采集开关柜电缆室内红外温度场及超声波局部放电状态信息,向平台层及应用层传送标准化数据、分析结果、预警信息,实现了开关柜局部过热、绝缘劣化等缺陷的诊断及故障前预警。     

关于正馈线电缆绝缘状态检测方法探讨

AT供电方式在电化区段应用较普遍,许多隧道采用正馈线电缆供电.现缺乏有效的检测手段,一旦电缆发生故障,恢复时间长,对运输影响大.对正馈线电缆结构、铠装层屏蔽层接地方式、电缆试验方法等进行论述,通过现场实际测试数据进行验证.结合实际,指导性给出接地电流与电缆绝缘状态定量关系,提出现场测试电缆接地电流方法.     

基于NET平台电缆局部放电在线监测软件系统

设计一套基于NET平台的牵引变电站1500V馈出电缆的直流局部放电信号的在线监测系统.系统由数据采集、数据处理、专家系统三大主模块组成,对电缆的绝缘性能进行实时有效的在线监测.     

基于差值电流分析的高压电缆在线监测研究

针对当前高压电缆故障单一参数监测判断准确度低,多参数监测存在数据融合分析不足等问题,提出一种基于差值电流分析的高压电缆故障在线监测方法。该方法通过测量直接接地箱和交叉互联接地箱处接地线电流,对故障及正常情况下接地线三相电流进行比值分析和不平衡度分析来识别故障,根据模糊控制原理建立了故障判别依据和相关数据库,以此进行故障诊断。分析了故障情况下接地箱电流变化情况并仿真模拟了不同位置的接地箱进水、同轴电缆破损、接头开路、接头短路等故障。最后以此设计出一套高压电缆线路故障在线监测系统。通过实例分析验证了该方法的可行性,能及时预警高压电缆线路故障,防止高压电缆线路发生安全事故。     

配网分支箱电缆接头故障在线监测系统设计

针对配网分支箱内电缆附件工作时由于接头的压接质量等工艺问题而导致接头温度过高、绝缘老化等问题,为提高电缆线路供电的可靠性,减少故障的发生,设计了配网分支箱电缆接头故障在线监测系统,给出了系统的总体结构以及各个模块的设计与实现方式。下位机采用MSP430F149对配网分支箱内电缆终端信息进行采集、运算与处理,多个配网分支箱内的数据采用GSM无线传输方式汇总到一基于Lab VIEW平台开发的上位机实时显示与存储,构成组网式配网分支箱在线监测系统。实验表明,系统可以实现接头温度、环境温度、线路的故障及带电状态信息的远程在线监测与报警。     

基于FPGA+ARM电缆局部放电在线监测装置设计

高频局部放电在线监测技术是预防电缆绝缘故障最有效的方法之一,目前国内电缆存有量大,导致传统的巡检方式工作量巨大。设计了一种基于FPGA+ARM核心架构的电缆局部放电在线监测装置,采用与电缆本体非接触的安装方式,不会影响电缆的正常运行。该装置对电缆高频信号进行预处理后采集,有效降低了信号的噪声干扰。通过模块化设计,FPGA核心板负责数据的高速处理,ARM核心板负责系统的协调调度及数据收发,模块之间互不影响,具备良好的移植性,有助于后续的推广应用。     

电力电缆状态在线监测系统的设计及应用

高压电缆节约用地、可靠性高,在我国大城市中采用电缆线路取代传统的架空线路是必然趋势。为此基于城市电缆建设的发展需要,着重研究了电力电缆状态在线监测系统。各子系统在设计时,充分结合具体工况环境和经济性指标,选取配套的传感器设备和数据采集系统等监测单元,其工作供电利用低压远程供电和载波通讯信号同芯线对共缆传输技术,可实现不间断地将采集到的各状态参量通过TCP/IP有线网络+数字编址式载波通信网络+现场总线网络一体化网络通讯系统上传到监测主机,最终实现电缆护层接地电流在线监测;电缆接头红外矩阵测温在线监测;以及电缆局部放电在线监测和故障定位。结合在北京500 kV电缆工程实际应用情况,分析了在线监测系统可实现的核心功能,为相关单位开展类似项目的建设提供工程借鉴。     

用接地线电流法进行电力电缆绝缘在线监测的仿真计算

为单相电力电缆接地电容电流、三相电力电缆接地不平衡电流建立了电缆的分布参数仿真模型,计算了电力电缆在运行条件下其接地电容电流、接地不平衡电流对电缆绝缘缺陷状况反映的有效性与灵敏性。仿真结果表明,在线监测得到的接地电容电流或接地不平衡电流与绝缘缺陷有很高的正相关性,并且灵敏性较高,其灵敏性与电缆负载、缺陷位置等有关,三相电力电缆接地不平衡电流反映缺陷的灵敏度要明显高于接地电容电流。开发的基于ATP的仿真模型及相应的Matlab分析软件可以作为一种良好的学习型软件,用以指导现场在线监测测量结果的分析及故障部位的确定。     

基于ARM的配电变压器监测终端的设计

介绍了以ARM微控制器为核心的配电变压器监测终端的设计方案。该配变终端以LPC2138芯片为核心处理器,结合电能专用计量芯片ATT7022B,可对配电变压器的参数进行采集,通过PLC模块可与主站保持通信,还可以通过RS-485接口与低压载波系统集抄器相连,对低压用户电表进行统计监测。文章介绍了终端系统的硬件与软件设计,对主要芯片LPC2138,ATT7022B等的特点和功能进行了详细介绍,分析了系统的主要工作流程,详细介绍了专用芯片ATT7022B的全数字校表功能。利用此终端对配电变压器进行监测,可以实时准确地采集配电变压器的数据,即时进行故障检测与报警显示,提高了配电变压器的工作效率,减少了排除故障的时间。     

基于ATP的高压电缆金属护套多点接地故障仿真

高压电缆金属护套多点接地故障将导致护套环流值显著增大,从而加速电缆绝缘的老化,缩短电缆的使用寿命和输送能力,威胁电力系统的安全稳定运行。笔者对电缆护套环流进行了理论分析,建立电缆的Bergeron模型,利用电磁暂态程序对电缆护套多点接地时故障进行仿真,通过对接地线电流的分析,找出影响环流值大小的因素,以及环流与多点接地故障的相关性规律,为高压电缆护套绝缘的在线监测和故障诊断的判定提供参考。     

基于阻性电流和护层电流的交叉互联电缆绝缘监测及诊断

长距离高压电缆采用三相金属护层交叉互联的接地方式减小金属护层中的感应电压，这种交叉互联方式给电缆绝缘在线监测及诊断带来了困惑。因此，提出一种基于阻性电流和护层电流分析的电缆绝缘在线监测及诊断方法，给出泄漏电流与护层电流分离的公式推导，并得到从泄漏电流中分离出阻性电流的计算公式。运用MATLAB/Simulink平台建立三相电缆的等效模型，对方法进行了仿真验证，同时搭建三相电缆实验模型，分别对交叉互联电缆绝缘劣化、护层回路开路、中间接头护层击穿这3类典型故障进行实验研究。结果表明：实现了对交叉互联后每一段电缆绝缘状况的在线监测及诊断；配合安装在同轴电缆上的电流传感器的测量电流，能够实现对金属护层开路、中间接头击穿故障的诊断；实现了对不同类型电缆故障的诊断及故障位置的确定，同时也验证了方法的正确性和可行性。     

基于ART2A-E的交叉互联XLPE电缆绝缘在线诊断技术研究

研究110 kV及以上电压等级的XLPE电缆绝缘的在线监测与诊断技术,确保电缆的安全可靠运行具有重要意义。笔者根据屏蔽层交叉互联接地XLPE电缆在线监测的特点,提出了基于ART2A-E(Adaptive Resonance Theory)神经网络的交叉互联电缆绝缘在线诊断方法。首先,通过分析电缆绝缘老化的特点以及电缆加速老化的实验结果,建立交叉互联XLPE电缆的仿真模型。然后,计算首末端A、B、C三相接地线电流与电缆初始安装时的接地线电流幅值和相位的相对劣化度得到12个特征量,并以此特征量作为ART2A-E的输入样本进行模式识别。仿真实验结果表明,ART2A-E神经网络可以识别发生在交叉互联中的任意一段电缆的绝缘故障,为交叉互联电缆的绝缘在线诊断开辟了新的途径。     

电容型设备绝缘在线监测系统的开发与应用

为了实现电容型设备绝缘的在线监测,保证变电站的安全运行,开发了一套先进的分层分布式电容型设备绝缘在线监测系统。在硬件开发方面,设计了基于电容分压原理的信号采集单元来提取末屏接地电流信号,并实现了基于RS485总线方式的分布式数据采集;在软件开发方面,采用模块化的思想,各个模块在功能上相互独立,便于软件维护与升级。现场应用表明,系统采集数据准确,运行可靠稳定,扩展灵活方便。     

三相XLPE电力电缆多传感器联合监测方法的研究

针对三相XLPE电缆接地磁感应电流极小的特点,提出了一种基于接地线电流法的多传感器联合监测方法,阐述了该方法的实现原理,给出了电缆在线监测装置的具体实现途径。仿真结果表明该方法可有效反映电缆的局部绝缘故障,且通过分析各监测点接地电容电流还可确定局部故障所处位置,对于三相XLPE电力电缆的绝缘监测具有一定的参考价值。     

变压器铁芯接地电流在线监测装置

1 接地电流在线监测装置具有的特性 变压器铁芯接地电流的在线监测,首先应保证所测电流信号真实可靠,以及新加的提取信号设备最小限度地改变变压器的运行接线状态;其次在变压器旁恶劣的电磁环境中,监测设备应能可靠稳定地工作,作为便携式设备应保证报警信号及所测得的数据可方便地上传给上位机和值班控制人员,通讯方式宜采用无线形式,还应尽可能实现多点接地故障的自动处理。     

基于模拟试验的高压电缆接地电流在线监测装置功能校验分析

因接地系统缺陷引发的高压电缆故障时有发生,接地电流在线监测技术是进行接地系统缺陷检测的一种有效手段,但该技术在工程应用中仍面临许多问题,其有效性及精度尚需通过仿真模型进行试验校验。文中利用高压电缆状态仿真试验平台,构建了110 kV电缆模拟试验回路,通过升压和升流系统模拟实际运行工况,对高压电缆接地电流在线监测装置进行了功能校验分析。在不同电缆运行工况下,对在线监测装置传感器的发热、振动和噪声状态进行了实测和分析。当电缆本体和接地缆流经异常电流时,校验了在线监测装置的运行情况。实验结果表明,在线监测装置中采用的不同结构的接地电流传感器的发热、振动和噪声状态存在差别,对电缆系统的影响程度也不一致,针对发现的问题提出了防范措施,确保在线监测装置的安全有效应用。     

高压电缆线路避雷器在线监测系统的研究

设计了一套基于无线测量网络的高压电缆线路氧化锌避雷器（ ZOA）在线监测系统,用于评估ZOA绝缘变化状况。系统使用零磁通传感器测量泄漏电流,利用RF通信与GPS同步技术同步采集电压电流信号,采用基于FFT的均值算法提取基波阻性电流;采用无线测温模块测量避雷器阀片局部温度;通过RF网络和GSM网络将现场数据上传到监测终端与上位机系统,实现了远程数据采集与实时数据显示、分析和数据管理。从现场带电运行情况来看,系统较好地满足了电缆线路ZOA在线监测要求。     

XLPE电缆绝缘仿真判据探讨

为获得交联聚乙烯绝缘电缆(简称XLPE电缆)绝缘击穿的判据,对10kV XLPE电缆单相和三相接地不平衡电流建立绝缘仿真模型,用Matlab软件对单相、三相的整体、局部绝缘故障进行仿真计算,得出接地不平衡电流i与绝缘层电阻、电容、介质损耗因数之间的关系。仿真结果:绝缘层电容、介质损耗因数的变化对i的影响较明显;三相整体老化时i的变化极小,三相局部绝缘故障时i的变化较明显;单相局部绝缘故障的i值随故障严重程度变化,三相局部绝缘故障时电缆首尾两端接地不平衡电流之比随故障点位置变化。对仿真结果进行分析并得出结论:通过监测接地不平衡电流可以判断电缆绝缘状况和确定故障点位置,绝缘判据与电缆长度、电压、负载和电缆劣化前参数有关。