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一種牽引變電所饋線電纜局部放電監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法
【專(zhuān)利摘要】一種牽引變電所饋線電纜局部放電監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法，其局部放電監(jiān)測(cè)裝置的組成是：牽引變電所內(nèi)安裝帶GSM信號(hào)接收模塊的終端計(jì)算機(jī)（2）；牽引變電所饋線電纜上分布多個(gè)電纜局部放電監(jiān)測(cè)器(1)；其中，每個(gè)電纜局部放電監(jiān)測(cè)器（1）均由聲音傳感器（11）、溫度傳感器（12）、單片機(jī)（13）和GSM信號(hào)發(fā)射模塊（14）依次相連構(gòu)成且四者共用一個(gè)電源（15）；所述的電源（15）由感應(yīng)線圈（15A）、整流電路（15B）、直直變換電路（15C）和蓄電池（15D）依次相連構(gòu)成。該裝置的成本低，能全面、快速、準(zhǔn)確的判定、定位出饋線電纜的局部放電故障點(diǎn)，以便及時(shí)維修，更好的保證饋線電纜安全、可靠和高效運(yùn)行。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種牽引變電所饋線電纜局部放電監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種牽弓I變電所饋線電纜局部放電監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國(guó)高速鐵路發(fā)展很快，高速鐵路通常采用架空裸導(dǎo)線方式傳輸電能。但為保障安全、提高供電的可靠性，在牽引所到接觸網(wǎng)之間多采用高壓?jiǎn)涡窘宦?lián)聚乙稀(XLPE)電纜來(lái)代替架空裸導(dǎo)線，稱(chēng)之為饋線電纜；如牽引所到接觸網(wǎng)之間有建筑或者城區(qū)更是必須采用饋線電纜供電。如果饋線電纜發(fā)生故障將導(dǎo)致整個(gè)牽引臂失去電能，所以饋線電纜在牽引供電系統(tǒng)中的地位十分重要。但是饋線電纜投入運(yùn)行后，由于自身及外界等因素，絕緣層會(huì)逐步發(fā)生老化現(xiàn)象而發(fā)生局部放電、最終導(dǎo)致短路故障。因此，在線監(jiān)測(cè)饋線電纜的局部放電，對(duì)饋線電纜的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行及故障查找與維修都有極其重要的意義。但目前尚無(wú)專(zhuān)門(mén)的饋線電纜局部放電在線監(jiān)測(cè)裝置，而是基于光纖光柵傳感技術(shù)對(duì)饋線電纜進(jìn)行在線溫度監(jiān)測(cè)，如測(cè)出的溫度異常，推測(cè)饋線電纜可能發(fā)生了局部放電故障，再進(jìn)行人工確認(rèn)。其存在問(wèn)題:1、光纖光柵監(jiān)測(cè)設(shè)備價(jià)格過(guò)高，傳感器與光纖解調(diào)設(shè)備間通過(guò)光纖有線連接，光纖線路多易損，監(jiān)測(cè)成本高，通常只在接頭及拐彎處安裝，易形成監(jiān)測(cè)盲點(diǎn)；2、只監(jiān)測(cè)電纜的溫度，監(jiān)測(cè)溫度異常的原因除了局部放電外，還可能是外界溫度變化或者光柵溫度設(shè)備本身發(fā)生故障等，從而無(wú)法可靠的判定饋線電纜是否發(fā)生局部放電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的第一目的就是提供一種牽引變電所饋線電纜局部放電監(jiān)測(cè)裝置，該裝置的成本低，并能全面、快速、準(zhǔn)確的判定、定位出饋線電纜的局部放電故障點(diǎn)，以便及時(shí)維修，從而更好的保證饋線電纜安全、可靠和高效運(yùn)行。
[0004]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)其第一發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是，一種牽引變電所饋線電纜局部放電監(jiān)測(cè)裝置，其組成是:
[0005]鐵路牽引變電所內(nèi)安裝帶GSM信號(hào)接收模塊的終端計(jì)算機(jī)；牽引變電所饋線電纜上分布多個(gè)電纜局部放電監(jiān)測(cè)器；其中，每個(gè)電纜局部放電監(jiān)測(cè)器均由聲音傳感器、溫度傳感器、單片機(jī)和GSM信號(hào)發(fā)射模塊依次相連構(gòu)成且四者共用一個(gè)電源；所述的電源由感應(yīng)線圈、整流電路、直直變換電路和蓄電池依次相連構(gòu)成。
[0006]本發(fā)明的第二目的就是提供使用上述的監(jiān)測(cè)裝置對(duì)牽引變電所饋線電纜進(jìn)行局部放電監(jiān)測(cè)的方法。
[0007]一種使用上述的局部放電監(jiān)測(cè)裝置對(duì)牽引變電所饋線電纜進(jìn)行局部放電監(jiān)測(cè)的方法，其步驟是:
[0008]A、聲音和溫度信號(hào)米集:
[0009]由聲音傳感器和溫度傳感器實(shí)時(shí)采集電纜局部放電監(jiān)測(cè)器處的聲音和溫度信號(hào)，并輸入單片機(jī)，單片機(jī)將接收到的聲音和溫度的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音和溫度數(shù)字信號(hào)；
[0010]B、實(shí)時(shí)信號(hào)的發(fā)送:[0011]單片機(jī)根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔，控制GSM信號(hào)發(fā)射模塊將A步所得的聲音和溫度數(shù)字信號(hào)及對(duì)應(yīng)的電纜局部放電監(jiān)測(cè)器的位置信息上傳至終端計(jì)算機(jī)；
[0012]C、信號(hào)的實(shí)時(shí)處理:
[0013]終端計(jì)算機(jī)對(duì)B步上傳的聲音和溫度數(shù)字信號(hào)及對(duì)應(yīng)的位置信息進(jìn)行處理，并根據(jù)處理結(jié)果在計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)顯示饋線電纜的溫度——位置曲線、聲音——位置曲線；
[0014]D、局部放電的判定及定位:
[0015]當(dāng)溫度一位置曲線出現(xiàn)了超出溫度閾值的溫度值，聲音一位置曲線也出現(xiàn)了超出聲音閾值的聲音值，且溫度——位置曲線、聲音——位置曲線的峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置為同一點(diǎn)時(shí)，終端計(jì)算機(jī)則判定饋線電纜上發(fā)生了局部放電，局部放電位置即溫度一位置曲線、或聲音——位置曲線的峰值點(diǎn)位置附近。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0017]一、通過(guò)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)電纜的溫度及局部放電聲音，當(dāng)同一位置同時(shí)出現(xiàn)溫度和聲音異常時(shí)，綜合判定該處既有“滋滋”的局部放電聲產(chǎn)生，同時(shí)也因局部放電導(dǎo)致了溫度的升高；因此認(rèn)定該處發(fā)生了局部放電故障。避免了只檢測(cè)溫度會(huì)因外界溫度變化或者溫度傳感器自身故障等原因帶來(lái)的誤判。其監(jiān)測(cè)、定位結(jié)果快速、準(zhǔn)確、可靠，便于及時(shí)維修，從而更好的保證饋線電纜安全、可靠和高效運(yùn)行。
[0018]二、聲音傳感器和溫度傳感器可選用各種現(xiàn)有的常規(guī)聲音傳感器和溫度傳感器，裝置的構(gòu)建成本低；各個(gè)監(jiān)測(cè)器與終端計(jì)算機(jī)通過(guò)無(wú)線方式通信，由感應(yīng)線圈、整流電路、直直變換電路和蓄電池構(gòu)成的監(jiān)測(cè)器電源也避免了電源線的布設(shè)。從而整個(gè)裝置無(wú)需布設(shè)光纖或連接線也降低了裝置的構(gòu)造、安裝、監(jiān)測(cè)成本，提高了其運(yùn)行的可靠性。監(jiān)測(cè)成本低，能在電纜沿線安裝監(jiān)測(cè)器，以去除監(jiān)測(cè)盲點(diǎn)，監(jiān)測(cè)更全面、定位精度更高。
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的監(jiān)測(cè)裝置的整體電路原理框圖。
[0021]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的監(jiān)測(cè)器中電源的電路原理框圖。其中圖號(hào)I為電纜。
【具體實(shí)施方式】實(shí)施例
[0022]圖1-2示出，本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】是，一種牽引變電所饋線電纜局部放電監(jiān)測(cè)裝置，其組成是:
[0023]鐵路牽引變電所內(nèi)安裝帶GSM信號(hào)接收模塊的終端計(jì)算機(jī)2;牽引變電所饋線電纜上分布多個(gè)電纜局部放電監(jiān)測(cè)器；其中，每個(gè)電纜局部放電監(jiān)測(cè)器I均由聲音傳感器11、溫度傳感器12、單片機(jī)13和GSM信號(hào)發(fā)射模塊14依次相連構(gòu)成且四者共用一個(gè)電源15 ；所述的電源15由感應(yīng)線圈15A、整流電路15B、直直變換電路15C和蓄電池I?依次相連構(gòu)成。
[0024]使用本例的局部放電監(jiān)測(cè)裝置對(duì)牽引變電所饋線電纜進(jìn)行局部放電監(jiān)測(cè)的方法，其步驟是:[0025]A、聲音和溫度信號(hào)采集:
[0026]由聲音傳感器11和溫度傳感器12實(shí)時(shí)采集電纜局部放電監(jiān)測(cè)器處的聲音和溫度信號(hào)，并輸入單片機(jī)13，單片機(jī)13將接收到的聲音和溫度的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音和溫度數(shù)
字信號(hào);
[0027]B、實(shí)時(shí)信號(hào)的發(fā)送:
[0028]單片機(jī)13根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔，控制GSM信號(hào)發(fā)射模塊14將A步所得的聲音和溫度數(shù)字信號(hào)及對(duì)應(yīng)的電纜局部放電監(jiān)測(cè)器的位置信息上傳至終端計(jì)算機(jī)2 ；
[0029]C、信號(hào)的實(shí)時(shí)處理:
[0030]終端計(jì)算機(jī)對(duì)B步上傳的聲音和溫度數(shù)字信號(hào)及對(duì)應(yīng)的位置信息進(jìn)行處理，并根據(jù)處理結(jié)果在計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)顯示饋線電纜的溫度——位置曲線、聲音——位置曲線；
[0031]D、局部放電的判定及定位:
[0032]當(dāng)溫度一位置曲線出現(xiàn)了超出溫度閾值的溫度值，聲音一位置曲線也出現(xiàn)了超出聲音閾值的聲音值，且溫度——位置曲線、聲音——位置曲線的峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置為同一點(diǎn)時(shí)，終端計(jì)算機(jī)則判定饋線電纜上發(fā)生了局部放電，局部放電位置即溫度一位置曲線、或聲音——位置曲線的峰值點(diǎn)位置附近。
[0033]本發(fā)明的多個(gè)電纜局部放電監(jiān)測(cè)器I在電纜上的分布，既可以沿線均勻分布，也可以在接頭及拐彎處分布更密；分布越密集其監(jiān)測(cè)定位精度越高同時(shí)成本也相應(yīng)會(huì)提高，通常其分布間距為1-3米。而溫度和聲音閾值可以由試驗(yàn)得出，一般溫度閾值為90°C，聲音閾值可以為正常背景噪音值的三倍。
【權(quán)利要求】
1.一種牽引變電所饋線電纜局部放電監(jiān)測(cè)裝置，其組成是: 鐵路牽引變電所內(nèi)安裝帶GSM信號(hào)接收模塊的終端計(jì)算機(jī)(2);牽引變電所饋線電纜上分布多個(gè)電纜局部放電監(jiān)測(cè)器；其中，每個(gè)電纜局部放電監(jiān)測(cè)器均由聲音傳感器(11)、溫度傳感器(12)、單片機(jī)(13)和GSM信號(hào)發(fā)射模塊(14)依次相連構(gòu)成且四者共用一個(gè)電源(15);所述的電源(15)由感應(yīng)線圈(15A)、整流電路(15B)、直直變換電路(15C)和蓄電池(15D)依次相連構(gòu)成。
2.一種使用權(quán)利要求1所述的局部放電監(jiān)測(cè)裝置對(duì)牽引變電所饋線電纜進(jìn)行局部放電監(jiān)測(cè)的方法，其步驟是: A、聲音和溫度信號(hào)米集: 由聲音傳感器(11)和溫度傳感器(12)實(shí)時(shí)采集電纜局部放電監(jiān)測(cè)器處的聲音和溫度信號(hào)，并輸入單片機(jī)(13),單片機(jī)(13)將接收到的聲音和溫度的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音和溫度數(shù)字信號(hào)； B、實(shí)時(shí)信號(hào)的發(fā)送: 單片機(jī)(13)根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔，控制GSM信號(hào)發(fā)射模塊(14)將A步所得的聲音和溫度數(shù)字信號(hào)及對(duì)應(yīng)的電纜局部放電監(jiān)測(cè)器的位置信息上傳至終端計(jì)算機(jī)(2); C、信號(hào)的實(shí)時(shí)處理: 終端計(jì)算機(jī)對(duì)B步上傳的聲音和溫度數(shù)字信號(hào)及對(duì)應(yīng)的位置信息進(jìn)行處理，并根據(jù)處理結(jié)果在計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)顯示饋線電纜的溫度——位置曲線、聲音——位置曲線； D、局部放電的判定及定位: 當(dāng)溫度——位置曲線出現(xiàn)了超出溫度閾值的溫度值，聲音——位置曲線也出現(xiàn)了超出聲音閾值的聲音值，且溫度——位置曲線、聲音——位置曲線的峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置為同一點(diǎn)時(shí)，終端計(jì)算機(jī)則判定饋線電纜上發(fā)生了局部放電，局部放電位置即溫度一位置曲線、或聲音——位置曲線的峰值點(diǎn)位置附近。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK103616620SQ201310591045
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】林圣 , 程杰, 何正友 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)