一種電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]—種電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)，屬于電纜故障檢測技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電纜是電力行業(yè)中必不可少的傳輸器件，電纜絕緣的好壞是影響電纜安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵因素，在電纜的實(shí)際運(yùn)行過程中，大部分電纜故障是由于電纜絕緣發(fā)生劣化引起的。電纜在結(jié)構(gòu)上普遍包括外部的絕緣層以及屏蔽層，當(dāng)絕緣層發(fā)生破損時，電纜的絕緣性能會下降。電纜與接地端時間可等效有接地電阻和接地電容，當(dāng)電纜性能下降時，接地電阻和接地電容的豎直均會發(fā)生變化。
[0003]現(xiàn)有的電纜絕緣測試方法，是在屏蔽層與接地端斷路之后，向屏蔽層中注入大電壓對電纜的絕緣性能進(jìn)行測試，由于電纜在運(yùn)行過程中，要求屏蔽層必須接地，且相屏蔽層注入電壓的電壓值不能超過50V，因此在現(xiàn)有技術(shù)中無法對電纜的絕緣性能進(jìn)行在線測試，必須要將電纜停電之后進(jìn)行，而一旦將電纜停電，會對大量的用戶的用電造成影響，甚至?xí)斐刹豢晒懒康慕?jīng)濟(jì)損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以在線對電纜的絕緣狀態(tài)進(jìn)行檢測，避免了現(xiàn)有技術(shù)中需要停電進(jìn)行電纜絕緣檢測的弊端的電纜絕緣數(shù)據(jù)在線米集處理系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)，其特征在于:控制電路至少包括:
數(shù)據(jù)采集端，包括零序信號采集模塊和絕緣信號采集模塊，分別用于采集電纜的零序信號和絕緣信號；
數(shù)據(jù)處理端，包括幅值采集處理模塊，其輸入端連接零序信號采集模塊和絕緣信號采集模塊，用于采集、提取和切換電纜的零序信號以及絕緣信號的幅值數(shù)據(jù)；
和相位采集處理模塊，其輸入端連接零序信號采集模塊和絕緣信號采集模塊，用于采集、提取和切換電纜的零序信號以及絕緣信號的相位數(shù)據(jù)；
以及中央處理單元，其輸入端分別與幅值采集處理模塊和相位采集處理模塊的輸出端相連。
[0006]優(yōu)選的，所述的零序信號采集模塊，包括:
零序電流采集模塊，其輸入端與電纜中零序電流互感器的二次側(cè)相連，用于采集得到零序電流幅值數(shù)據(jù)和零序電流相位數(shù)據(jù)并分別送至幅值采集處理模塊和相位采集處理模塊；
零序電壓采集模塊，其輸入端與電纜中零序電壓互感器的二次側(cè)相連，用于采集得到零序電壓幅值數(shù)據(jù)并送至幅值采集處理模塊。
[0007]優(yōu)選的，所述的絕緣信號采集模塊， 絕緣電流采集模塊，其輸入端與絕緣信號互感器的二次側(cè)相連，用于采集得到絕緣電流幅值數(shù)據(jù)和絕緣電流相位數(shù)據(jù)并分別送至幅值采集處理模塊和相位采集處理模塊；
絕緣電壓采集模塊，其輸入端與絕緣信號互感器的二次側(cè)相連，用于采集得到絕緣電壓幅值數(shù)據(jù)和絕緣電壓相位數(shù)據(jù)并分別送至幅值采集處理模塊和相位采集處理模塊。
[0008]優(yōu)選的，所述的零序電流采集模塊包括依次相連的零序電流帶通濾波器、零序電流跟隨電路、零序電流信號比較電路以及零序電流波形整形電路；
零序電流帶通濾波器輸入端連接所述的零序電流互感器，零序電流波形整形電路輸出端引出零序電流相位數(shù)據(jù)與相位采集處理模塊相連，零序電流跟隨電路輸出端同時引出零序電流幅值數(shù)據(jù)與幅值采集處理模塊相連。
[0009]優(yōu)選的，所述的絕緣電壓采集模塊包括依次相連的絕緣電壓帶通濾波電路、絕緣電壓跟隨電路、絕緣電壓比較電路、絕緣電壓整形電路、絕緣電壓降幅電路以及絕緣電壓高速比較電路；
絕緣電壓帶通濾波電路與絕緣信號互感器相連，絕緣電壓高速比較電路的輸出端引出絕緣電壓相位數(shù)據(jù)與相位采集處理模塊相連，自絕緣電壓跟隨電路的輸出端同時引出絕緣電壓幅值數(shù)據(jù)與幅值采集處理模塊相連。
[0010]優(yōu)選的，所述的絕緣電流采集模塊包括依次相連的絕緣電流比較電路、絕緣電流帶通濾波電路、絕緣電流跟隨電路、絕緣電流二次比較電路、絕緣電流整形電路以及絕緣電流高速比較電路；
絕緣電流比較電路與絕緣信號互感器相連，絕緣電流高速比較電路的輸出端引出絕緣電流相位數(shù)據(jù)與相位采集處理模塊相連，自絕緣電流跟隨電路的輸出端同時引出絕緣電流幅值數(shù)據(jù)與幅值采集處理模塊相連。
[0011]優(yōu)選的，所述的零序電流采集模塊包括零序電壓帶通濾波電路和零序電壓跟隨電路，零序電壓帶通濾波電路與零序電壓互感器相連，零序電壓跟隨電路輸出端引出零序電壓幅值數(shù)據(jù)與幅值采集處理模塊相連。
[0012]優(yōu)選的，所述的幅值采集處理模塊包括:
幅值采集切換模塊，用于接收和切換輸出電纜的零序電流幅值數(shù)據(jù)、零序電壓幅值數(shù)據(jù)、絕緣電流幅值數(shù)據(jù)、絕緣電壓幅值數(shù)據(jù)；
真有效值轉(zhuǎn)換模塊，其輸入端與幅值采集切換模塊輸出端相連，用于轉(zhuǎn)換幅值采集切換模塊輸出的數(shù)據(jù)；
模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，其輸入端連接真有效值轉(zhuǎn)換模塊輸出端，其輸出端連接中央處理單元。
[0013]優(yōu)選的，所述的相位采集處理模塊包括:
兩組異或門電路:兩組輸入端分別接收絕緣電流相位數(shù)據(jù)以及絕緣電壓相位數(shù)據(jù)、零序電流相位數(shù)據(jù)以及一路標(biāo)準(zhǔn)方波數(shù)據(jù)；
相位采集切換模塊，其輸入端分別接入兩組異或門電路的輸出端，其輸出端連接中央處理單元。
[0014]優(yōu)選的，所述的絕緣信號互感器包括一個采用泡沫和金材質(zhì)制成的芯體，以及纏繞在該芯體上的兩組線圈，其中一組線圈連接在電纜屏蔽線以及接地端之間，另一組線圈連接絕緣電流采集模塊和絕緣電壓采集模塊以及用于向屏蔽層注入22Hz電壓信號的電壓注入裝置。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是:
1、通過本電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在線對電纜的絕緣狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，可以在線對電纜的絕緣狀態(tài)進(jìn)行檢測，避免了現(xiàn)有技術(shù)中需要停電進(jìn)行電纜絕緣檢測的弊端，有助于及時發(fā)現(xiàn)電纜絕緣故障，保證了電纜的安全、可靠運(yùn)行。
[0016]2、通過電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)中的零序電流采集模塊、零序電壓采集模塊、絕緣電流采集模塊和絕緣電壓采集模塊，可以分別對電纜中的各個參數(shù)的幅值和相位數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，電纜絕緣的判據(jù)更加充足，判定結(jié)果更為準(zhǔn)確。
[0017]3、通過在復(fù)制采集模塊中設(shè)置幅值采集切換模塊，可以根據(jù)設(shè)定間隔將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)輸出，同時設(shè)置真有效值轉(zhuǎn)換模塊，實(shí)現(xiàn)了同時對22Hz和50Hz的信號進(jìn)行有效值轉(zhuǎn)換。
[0018]4、通過設(shè)置泡沫合金材質(zhì)的絕緣信號互感器，在實(shí)際測量時，可以實(shí)現(xiàn)22Hz電壓信號的注入和接收，通過對接收到的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了電纜絕緣在線判斷。通過將注入電壓的頻率設(shè)為22Hz，可以有效避免與電纜內(nèi)本身的信號進(jìn)行混雜，保證了信號接收和提取的有效性。
【附圖說明】
[0019]圖1為電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)原理方框圖。
[0020]圖2為電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)幅值采集處理單元原理方框圖。
[0021]圖3為電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)相位采集處理單元原理方框圖。
[0022]圖4為電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)零序電流采集模塊原理方框圖。
[0023]圖5為零序電壓采集模塊原理方框圖。
[0024]圖6為電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)絕緣電流采集模塊原理方框圖。
[0025]圖7為電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)絕緣電壓采集模塊原理方框圖。
[0026]圖8~10為電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)供電單元電路原理圖。
[0027]圖11為電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)通訊單元電路原理圖。
[0028]圖12為電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)存儲單元電路原理圖。
[0029]圖13為電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元電路原理圖。
[0030]圖14~17為電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)供電單元電路原理圖。
[0031]圖18為電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)絕緣電流采集模塊電路原理圖。
[0032]圖19為電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)絕緣電壓采集模塊電路原理圖。
[0033]圖20為電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)零序電流采集模塊電路原理圖。
[0034]圖21為電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)零序電壓采集模塊電路原理圖。
[0035]圖22為電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)幅值采集處理模塊電路原理圖。
[0036]圖23為電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)相位采集處理模塊電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]圖1~23是本發(fā)明的最佳實(shí)施例，下面結(jié)合附圖1~23對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0038]電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)，設(shè)置有一外殼，在外殼內(nèi)設(shè)置有本電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)的控制電路，如圖1所示，電纜絕緣數(shù)據(jù)在線采集處理系統(tǒng)的控制電路包括:中央處理單元以及與中央處理單元相連的數(shù)據(jù)處理端，與數(shù)據(jù)處理端連接的數(shù)據(jù)采集端，數(shù)據(jù)采集端采集電纜的絕緣數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理段處理之后送