1 系統(tǒng)概述

1.1 系統(tǒng)簡介

高壓電纜局部放電監(jiān)測系統(tǒng)是一款專為保障高壓電纜安全穩(wěn)定運(yùn)行而設(shè)計(jì)的智能監(jiān)測設(shè)備。通過先進(jìn)的傳感技術(shù)與數(shù)據(jù)分析算法，實(shí)時捕捉高壓電纜在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的局部放電信號，實(shí)現(xiàn)對電纜絕緣狀態(tài)的精準(zhǔn)評估與故障預(yù)警，有效降低電纜突發(fā)故障風(fēng)險，減少停電事故，提高電力供應(yīng)的可靠性與穩(wěn)定性 。

1.2 技術(shù)原理

電纜內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的電流脈沖還可以激發(fā)出電磁波，包括中低頻和UHF段電磁波，然后根據(jù)接收的信號來分析局部放電的嚴(yán)重程度及其位置。 該方法特別適合在電纜頭位置處檢測，電纜頭是局放發(fā)生概率最高的位置，且HF信號更容易傳出來被檢測到，可定制合適的頻帶實(shí)現(xiàn)抗感擾的目的，也能對故障實(shí)現(xiàn)定位。

系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，通過安裝在電纜接頭接地線上的脈沖電流傳感器，來耦合電纜本體里的局部放電脈沖電流信號，耦合到的脈沖信號通過同軸電纜傳送至智能無線數(shù)據(jù)采集終端，經(jīng)多次采集后， 對模擬信號經(jīng)過濾波、放大處理和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號，再經(jīng)過高階數(shù)字濾波處理后由處理器經(jīng)過無線信號發(fā)射單元傳送至服務(wù)器。

 檢測單元采用電流感應(yīng)同步方式或者交流電源獲取同步方式，用以標(biāo)定各種特征信號發(fā)生的時刻值，實(shí)現(xiàn)各終端之間的相位和時基同步，方便后續(xù)局放圖譜分析。

終端將系統(tǒng)所設(shè)置的每個測量周期內(nèi)的局放信號峰值，有效值計(jì)算，加入時戳，傳輸給服務(wù)器。

1.3 系統(tǒng)組成 

1.3.1 傳感器單元

高頻脈沖電流傳感器主要針對具有接地線的電纜接頭，例如終端接頭和帶接地線的三相分體式電纜的中間接頭。采用鉗式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，外殼采用鋁合金材料，外表采用氧化絕緣工藝處理，接口是防水接頭。實(shí)時感應(yīng)0.3M-200MHz頻帶的信號，實(shí)現(xiàn)對電纜局部放電信號的耦合。

 1.3.2 局放監(jiān)測裝置

接收傳感器傳輸?shù)男盘?，進(jìn)行放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換等預(yù)處理，確保采集到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，并通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理單元

局放監(jiān)測裝置采用嵌入式高性能處理器，在保證高速采樣的同時，大幅降低了裝置功耗。各臺局放監(jiān)測裝置通過485總線、網(wǎng)口，采用MODBUS-RTU協(xié)議組網(wǎng)遠(yuǎn)程通訊。各局放監(jiān)測裝置可采用供電通訊一體化的多芯電纜進(jìn)行串行連接，極大的簡化了現(xiàn)場布線。

1.4 主要組件技術(shù)參數(shù)

表 1 局放監(jiān)測裝置參數(shù)

表 2 HFCT高頻局放傳感器參數(shù)

1.5 系統(tǒng)功能

1. 實(shí)時監(jiān)測：24 小時不間斷監(jiān)測高壓電纜局部放電信號，實(shí)時更新數(shù)據(jù)，確保及時發(fā)現(xiàn)潛在故障隱患。

2. 故障預(yù)警：根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值與算法，對異常放電信號進(jìn)行智能分析，一旦檢測到可能影響電纜安全運(yùn)行的情況，立即發(fā)出預(yù)警。 

3. 數(shù)據(jù)分析：具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析功能，可生成各二維圖譜、三維圖譜，幫助用戶直觀了解電纜絕緣狀態(tài)的變化趨勢，為設(shè)備維護(hù)與檢修提供科學(xué)依據(jù)。 

4. 歷史數(shù)據(jù)存儲：自動存儲監(jiān)測數(shù)據(jù)與歷史記錄，存儲周期可根據(jù)用戶需求自定義，方便用戶回溯與分析電纜運(yùn)行情況。

5. 設(shè)備管理：添加、刪除和修改設(shè)備臺賬。 

1.6 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

系統(tǒng)包括HFCT高頻傳感器、相位同步傳感器、局放監(jiān)測裝置、通訊管理機(jī)及監(jiān)控后臺組成；HFCT高頻傳感器卡在變壓器或者電力電纜接地線上，當(dāng)產(chǎn)生局部放電時，此HFCT高頻傳感器就會感應(yīng)到流經(jīng)接地線上的高頻脈沖電流信號，傳感器通過射頻同軸線纜將感應(yīng)到的電流信號傳輸?shù)骄址疟O(jiān)測終端上，局放監(jiān)測終端通過濾波、放大、算法分析得到最終局放信息，通過RS485的標(biāo)準(zhǔn)Modbus協(xié)議將局放信息傳輸?shù)酵ㄓ嵐芾頇C(jī)，通訊管理機(jī)將數(shù)據(jù)通過光纖或者GPRS傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺；相位同步傳感器一般卡在電力電纜本體上，采集電網(wǎng)的一次電流信號，此電流信號通過線纜傳輸?shù)奖O(jiān)測終端，監(jiān)測終端通過比較電路獲取一次電壓的相位信息，用于局放數(shù)據(jù)分析。