一種牽引變電所饋線電纜局部放電監測裝置及其監測方法
【專利摘要】一種牽引變電所饋線電纜局部放電監測裝置及其監測方法，其局部放電監測裝置的組成是：牽引變電所內安裝帶GSM信號接收模塊的終端計算機（2）；牽引變電所饋線電纜上分布多個電纜局部放電監測器(1)；其中，每個電纜局部放電監測器（1）均由聲音傳感器（11）、溫度傳感器（12）、單片機（13）和GSM信號發射模塊（14）依次相連構成且四者共用一個電源（15）；所述的電源（15）由感應線圈（15A）、整流電路（15B）、直直變換電路（15C）和蓄電池（15D）依次相連構成。該裝置的成本低，能全面、快速、準確的判定、定位出饋線電纜的局部放電故障點，以便及時維修，更好的保證饋線電纜安全、可靠和高效運行。
【專利說明】—種牽引變電所饋線電纜局部放電監測裝置及其監測方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種牽弓I變電所饋線電纜局部放電監測裝置及其監測方法。
【背景技術】
[0002]目前我國高速鐵路發展很快，高速鐵路通常采用架空裸導線方式傳輸電能。但為保障安全、提高供電的可靠性，在牽引所到接觸網之間多采用高壓單芯交聯聚乙稀(XLPE)電纜來代替架空裸導線，稱之為饋線電纜；如牽引所到接觸網之間有建筑或者城區更是必須采用饋線電纜供電。如果饋線電纜發生故障將導致整個牽引臂失去電能，所以饋線電纜在牽引供電系統中的地位十分重要。但是饋線電纜投入運行后，由于自身及外界等因素，絕緣層會逐步發生老化現象而發生局部放電、最終導致短路故障。因此，在線監測饋線電纜的局部放電，對饋線電纜的長期穩定運行及故障查找與維修都有極其重要的意義。但目前尚無專門的饋線電纜局部放電在線監測裝置，而是基于光纖光柵傳感技術對饋線電纜進行在線溫度監測，如測出的溫度異常，推測饋線電纜可能發生了局部放電故障，再進行人工確認。其存在問題:1、光纖光柵監測設備價格過高，傳感器與光纖解調設備間通過光纖有線連接，光纖線路多易損，監測成本高，通常只在接頭及拐彎處安裝，易形成監測盲點；2、只監測電纜的溫度，監測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備本身發生故障等，從而無法可靠的判定饋線電纜是否發生局部放電。
【發明內容】
[0003]本發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測裝置，該裝置的成本低，并能全面、快速、準確的判定、定位出饋線電纜的局部放電故障點，以便及時維修，從而更好的保證饋線電纜安全、可靠和高效運行。
[0004]本發明為實現其第一發明目的所采用的技術方案是，一種牽引變電所饋線電纜局部放電監測裝置，其組成是:
[0005]鐵路牽引變電所內安裝帶GSM信號接收模塊的終端計算機；牽引變電所饋線電纜上分布多個電纜局部放電監測器；其中，每個電纜局部放電監測器均由聲音傳感器、溫度傳感器、單片機和GSM信號發射模塊依次相連構成且四者共用一個電源；所述的電源由感應線圈、整流電路、直直變換電路和蓄電池依次相連構成。
[0006]本發明的第二目的就是提供使用上述的監測裝置對牽引變電所饋線電纜進行局部放電監測的方法。
[0007]一種使用上述的局部放電監測裝置對牽引變電所饋線電纜進行局部放電監測的方法，其步驟是:
[0008]A、聲音和溫度信號米集:
[0009]由聲音傳感器和溫度傳感器實時采集電纜局部放電監測器處的聲音和溫度信號，并輸入單片機，單片機將接收到的聲音和溫度的模擬信號轉換為聲音和溫度數字信號；
[0010]B、實時信號的發送:[0011]單片機根據設定的時間間隔，控制GSM信號發射模塊將A步所得的聲音和溫度數字信號及對應的電纜局部放電監測器的位置信息上傳至終端計算機；
[0012]C、信號的實時處理:
[0013]終端計算機對B步上傳的聲音和溫度數字信號及對應的位置信息進行處理，并根據處理結果在計算機上實時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]當溫度一位置曲線出現了超出溫度閾值的溫度值，聲音一位置曲線也出現了超出聲音閾值的聲音值，且溫度——位置曲線、聲音——位置曲線的峰值點對應的位置為同一點時，終端計算機則判定饋線電纜上發生了局部放電，局部放電位置即溫度一位置曲線、或聲音——位置曲線的峰值點位置附近。
[0016]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0017]一、通過實時在線監測電纜的溫度及局部放電聲音，當同一位置同時出現溫度和聲音異常時，綜合判定該處既有“滋滋”的局部放電聲產生，同時也因局部放電導致了溫度的升高；因此認定該處發生了局部放電故障。避免了只檢測溫度會因外界溫度變化或者溫度傳感器自身故障等原因帶來的誤判。其監測、定位結果快速、準確、可靠，便于及時維修，從而更好的保證饋線電纜安全、可靠和高效運行。
[0018]二、聲音傳感器和溫度傳感器可選用各種現有的常規聲音傳感器和溫度傳感器，裝置的構建成本低；各個監測器與終端計算機通過無線方式通信，由感應線圈、整流電路、直直變換電路和蓄電池構成的監測器電源也避免了電源線的布設。從而整個裝置無需布設光纖或連接線也降低了裝置的構造、安裝、監測成本，提高了其運行的可靠性。監測成本低，能在電纜沿線安裝監測器，以去除監測盲點，監測更全面、定位精度更高。
[0019]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本發明作進一步說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明實施例的監測裝置的整體電路原理框圖。
[0021]圖2是本發明實施例的監測器中電源的電路原理框圖。其中圖號I為電纜。
【具體實施方式】實施例
[0022]圖1-2示出，本發明的一種【具體實施方式】是，一種牽引變電所饋線電纜局部放電監測裝置，其組成是:
[0023]鐵路牽引變電所內安裝帶GSM信號接收模塊的終端計算機2;牽引變電所饋線電纜上分布多個電纜局部放電監測器；其中，每個電纜局部放電監測器I均由聲音傳感器11、溫度傳感器12、單片機13和GSM信號發射模塊14依次相連構成且四者共用一個電源15 ；所述的電源15由感應線圈15A、整流電路15B、直直變換電路15C和蓄電池I?依次相連構成。
[0024]使用本例的局部放電監測裝置對牽引變電所饋線電纜進行局部放電監測的方法，其步驟是:[0025]A、聲音和溫度信號采集:
[0026]由聲音傳感器11和溫度傳感器12實時采集電纜局部放電監測器處的聲音和溫度信號，并輸入單片機13，單片機13將接收到的聲音和溫度的模擬信號轉換為聲音和溫度數
字信號;
[0027]B、實時信號的發送:
[0028]單片機13根據設定的時間間隔，控制GSM信號發射模塊14將A步所得的聲音和溫度數字信號及對應的電纜局部放電監測器的位置信息上傳至終端計算機2 ；
[0029]C、信號的實時處理:
[0030]終端計算機對B步上傳的聲音和溫度數字信號及對應的位置信息進行處理，并根據處理結果在計算機上實時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]當溫度一位置曲線出現了超出溫度閾值的溫度值，聲音一位置曲線也出現了超出聲音閾值的聲音值，且溫度——位置曲線、聲音——位置曲線的峰值點對應的位置為同一點時，終端計算機則判定饋線電纜上發生了局部放電，局部放電位置即溫度一位置曲線、或聲音——位置曲線的峰值點位置附近。
[0033]本發明的多個電纜局部放電監測器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；分布越密集其監測定位精度越高同時成本也相應會提高，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。
【權利要求】
1.一種牽引變電所饋線電纜局部放電監測裝置，其組成是: 鐵路牽引變電所內安裝帶GSM信號接收模塊的終端計算機(2);牽引變電所饋線電纜上分布多個電纜局部放電監測器；其中，每個電纜局部放電監測器均由聲音傳感器(11)、溫度傳感器(12)、單片機(13)和GSM信號發射模塊(14)依次相連構成且四者共用一個電源(15);所述的電源(15)由感應線圈(15A)、整流電路(15B)、直直變換電路(15C)和蓄電池(15D)依次相連構成。
2.一種使用權利要求1所述的局部放電監測裝置對牽引變電所饋線電纜進行局部放電監測的方法，其步驟是: A、聲音和溫度信號米集: 由聲音傳感器(11)和溫度傳感器(12)實時采集電纜局部放電監測器處的聲音和溫度信號，并輸入單片機(13),單片機(13)將接收到的聲音和溫度的模擬信號轉換為聲音和溫度數字信號； B、實時信號的發送: 單片機(13)根據設定的時間間隔，控制GSM信號發射模塊(14)將A步所得的聲音和溫度數字信號及對應的電纜局部放電監測器的位置信息上傳至終端計算機(2); C、信號的實時處理: 終端計算機對B步上傳的聲音和溫度數字信號及對應的位置信息進行處理，并根據處理結果在計算機上實時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: 當溫度——位置曲線出現了超出溫度閾值的溫度值，聲音——位置曲線也出現了超出聲音閾值的聲音值，且溫度——位置曲線、聲音——位置曲線的峰值點對應的位置為同一點時，終端計算機則判定饋線電纜上發生了局部放電，局部放電位置即溫度一位置曲線、或聲音——位置曲線的峰值點位置附近。
【文檔編號】G01R31/12GK103616620SQ201310591045
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月20日 優先權日:2013年11月20日
【發明者】林圣 , 程杰, 何正友 申請人:西南交通大學
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
