本實用新型涉及電力電纜監(jiān)測裝置領域，具體而言涉及一種電力電纜局部放電監(jiān)測裝置。

背景技術：

局部放電屬于絕緣氣體電氣擊穿，SF6氣體的擊穿導致導體中流過一個ns級的電流。電流流過GIS的特征阻抗，在導體上產(chǎn)生一個脈沖電壓，從局部放電源傳播開來。由于局部放電信號的上升時間<1ns、頻帶>1GHz，傳播過程中在GIS腔體內(nèi)引起電諧振，激發(fā)電磁波。發(fā)生局部放電后，離子氣體通道急速膨脹，產(chǎn)生聲音壓力波，伴隨產(chǎn)生的還有受激原子產(chǎn)生的光發(fā)射和化學擊穿產(chǎn)物。因而，局放的影響是多方面的，有物理的、化學的和電氣的。電力電纜的局部放電容易對電力電纜造成破壞，影響電力輸送，造成經(jīng)濟損失，因此電力電纜局部放電監(jiān)測裝置尤為重要。

申請?zhí)?01110193173.6，申請日期為2011年7月12日的專利公開了一種電力電容器局部放電在線監(jiān)測裝置，其采用復數(shù)監(jiān)測站點，每個監(jiān)測站點完成數(shù)據(jù)采集及調(diào)理，每個監(jiān)測站點控制處理和顯示單元有專業(yè)的軟件對分析數(shù)據(jù)進行處理及儲存，當超出預設的參數(shù)預支時，將會由報警單元發(fā)出聲光顯示。再通過GPRS通訊網(wǎng)絡將處理后的全部數(shù)據(jù)發(fā)送給遠程監(jiān)控計算機和技術人員做數(shù)據(jù)存儲。所述的在線監(jiān)測裝置需在每個監(jiān)測站點對數(shù)據(jù)進行專業(yè)軟件分析處理，需要每個監(jiān)測站點都需設置控制處理單元和顯示單元，這導致在線監(jiān)測裝置的成本過高，資源浪費。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型目的在于提供一種電力電纜局部放電監(jiān)測裝置，所述電力電纜局部放電監(jiān)測裝置的每個監(jiān)測點僅進行數(shù)據(jù)采集及調(diào)制，監(jiān)測數(shù)據(jù)的專業(yè)軟件分析處理統(tǒng)一由主站計算機系統(tǒng)進行，有效整合了各監(jiān)測點的專業(yè)軟件分析處理功能，提高監(jiān)測裝置的工作效率，降低成本。

為達成上述目的，本實用新型提出一種電力電纜局部放電監(jiān)測裝置，該電力電纜局部放電監(jiān)測裝置適于同時監(jiān)測多個監(jiān)測點，所述電力電纜局部放電監(jiān)測裝置包括用于采集監(jiān)測點局部放電信號的復數(shù)個數(shù)據(jù)采集裝置，以及用于控制復數(shù)個數(shù)據(jù)采集裝置運行的主站計算機系統(tǒng)；

所述復數(shù)個數(shù)據(jù)采集裝置分布安裝在所述多個監(jiān)測點上，每個監(jiān)測點放置一個數(shù)據(jù)采集裝置；

所述主站計算機系統(tǒng)包括網(wǎng)絡通信接口，該主站計算機系統(tǒng)通過網(wǎng)絡通信接口以接入網(wǎng)絡并通過網(wǎng)絡收發(fā)數(shù)據(jù)；

所述數(shù)據(jù)采集裝置包括數(shù)據(jù)采集模塊、信號調(diào)理電路、工頻觸發(fā)模塊和網(wǎng)絡收發(fā)接口，其中：

所述網(wǎng)絡收發(fā)接口用于將所述數(shù)據(jù)采集裝置接入網(wǎng)絡并通過網(wǎng)絡收發(fā)數(shù)據(jù)；

所述工頻觸發(fā)模塊的觸發(fā)方式為外部觸發(fā)，該工頻觸發(fā)模塊被設置成響應于所述主站計算機系統(tǒng)發(fā)送的采集指令，使外觸發(fā)端口的工頻信號相位過零；

所述數(shù)據(jù)采集模塊與所述工頻觸發(fā)模塊連接，具有第一輸出端，該數(shù)據(jù)采集模塊被設置成響應于外觸發(fā)端口的工頻信號相位過零，采集所處監(jiān)測點的局部放電信號，并將采集到的數(shù)據(jù)輸出至第一輸出端；

所述信號調(diào)理電路具有第一輸入端和第二輸出端，該第一輸入端與所述數(shù)據(jù)采集模塊的第一輸出端連接，接收所述數(shù)據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)，該信號調(diào)理電路被設置成用于將接收到的數(shù)據(jù)放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號數(shù)據(jù)后輸出至網(wǎng)絡。

進一步的實施例中，所述信號調(diào)理電路包括：

放大電路，其輸入端為第一輸入端；

A/D轉(zhuǎn)換電路，其輸入端與所述放大電路的輸出端連接，其輸出端為第二輸出端。

進一步的實施例中，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括磁芯、羅高夫斯基線圈、濾波取樣單元以及電磁屏蔽盒；

所述羅高夫斯基線圈環(huán)繞在所述磁芯上；

所述羅高夫斯基線圈、濾芯、濾波取樣單元均安裝在所述電磁屏蔽盒中。

進一步的實施例中，所述數(shù)據(jù)采集裝置還包括帶阻濾波器，具有第二輸入端與第三輸出端，第二輸入端與所述數(shù)據(jù)采集模塊的第一輸出端連接，第三輸出端與所述信號調(diào)理電路的第一輸入端連接；

所述帶阻濾波器被設置成用于去除特定波段噪聲信號。

進一步的實施例中，所述主站計算機系統(tǒng)還包括聲光報警模塊，該主站計算機系統(tǒng)被設置成所述數(shù)據(jù)采集裝置采集的局部放電信號異常，控制聲光報警模塊發(fā)出聲光警報。

由以上本實用新型的技術方案，與現(xiàn)有相比，其顯著的有益效果在于，本實用新型的電力電纜局部放電監(jiān)測裝置的每個監(jiān)測點僅進行數(shù)據(jù)采集及調(diào)制，監(jiān)測數(shù)據(jù)的專業(yè)軟件分析處理統(tǒng)一由主站計算機系統(tǒng)進行，有效整合了各監(jiān)測點的專業(yè)軟件分析處理功能，提高監(jiān)測裝置的工作效率，降低成本。

應當理解，前述構(gòu)思以及在下面更加詳細地描述的額外構(gòu)思的所有組合只要在這樣的構(gòu)思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的實用新型主題的一部分。另外，所要求保護的主題的所有組合都被視為本公開的實用新型主題的一部分。

結(jié)合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本實用新型教導的前述和其他方面、實施例和特征。本實用新型的其他附加方面例如示例性實施方式的特征和/或有益效果將在下面的描述中顯見，或通過根據(jù)本實用新型教導的具體實施方式的實踐中得知。

附圖說明

附圖不意在按比例繪制。在附圖中，在各個圖中示出的每個相同或近似相同的組成部分可以用相同的標號表示。為了清晰起見，在每個圖中，并非每個組成部分均被標記。現(xiàn)在，將通過例子并參考附圖來描述本實用新型的各個方面的實施例，其中：

圖1是本實用新型的電力電纜局部放電監(jiān)測裝置示意圖。

圖2是本實用新型的電力電纜局部放電監(jiān)測方法流程圖。

具體實施方式

為了更了解本實用新型的技術內(nèi)容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。

在本公開中參照附圖來描述本實用新型的各方面，附圖中示出了許多說明的實施例。本公開的實施例不必定意在包括本實用新型的所有方面。應當理解，上面介紹的多種構(gòu)思和實施例，以及下面更加詳細地描述的那些構(gòu)思和實施方式可以以很多方式中任意一種來實施，這是因為本實用新型所公開的構(gòu)思和實施例并不限于任何實施方式。另外，本實用新型公開的一些方面可以單獨使用，或者與本實用新型公開的其他方面的任何適當組合來使用。

結(jié)合圖1，本實用新型所提及的電力電纜局部放電監(jiān)測裝置100包括復數(shù)個數(shù)據(jù)采集裝置10、主站計算機系統(tǒng)20，在電力電纜的每個監(jiān)測點安裝一個數(shù)據(jù)采集裝置10，再將該復數(shù)個數(shù)據(jù)采集裝置10與主站計算機系統(tǒng)20通過網(wǎng)絡例如互聯(lián)網(wǎng)進行連接，該電力電纜局部放電監(jiān)測裝置100適于同時監(jiān)測多個監(jiān)測點。

主站計算機系統(tǒng)20包括網(wǎng)絡通信接口、數(shù)據(jù)服務器和內(nèi)置在數(shù)據(jù)服務器中的局部放電監(jiān)測軟件，該局部放電監(jiān)測軟件與申請?zhí)?01110193173.6的實用新型中提及的遠程監(jiān)控計算機中的專用在線監(jiān)測數(shù)據(jù)分析軟件相同，網(wǎng)絡通信接口用于將該主站計算機系統(tǒng)接入網(wǎng)絡并通過網(wǎng)絡收發(fā)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)服務器用于接收所述數(shù)據(jù)采集裝置采集的數(shù)據(jù)，并采用內(nèi)置在數(shù)據(jù)服務器中的局部放電監(jiān)測軟件對該數(shù)據(jù)進行處理分析。

數(shù)據(jù)采集裝置10包括數(shù)據(jù)采集模塊101、工頻觸發(fā)模塊105、信號調(diào)理電路102、網(wǎng)絡收發(fā)接口103，其中：

網(wǎng)絡收發(fā)接口103用于將數(shù)據(jù)采集裝置10接入網(wǎng)絡并通過網(wǎng)絡收發(fā)數(shù)據(jù)。

工頻觸發(fā)模塊105的觸發(fā)方式為外部觸發(fā)，該工頻觸發(fā)模塊105被設置成響應于主站計算機系統(tǒng)20發(fā)送的采集指令，使外觸發(fā)端口的工頻信號相位過零。

數(shù)據(jù)采集模塊101與工頻觸發(fā)模塊105連接，具有第一輸出端，該數(shù)據(jù)采集模塊101被設置成響應于外觸發(fā)端口的工頻信號相位過零，采集所處監(jiān)測點的局部放電信號，并將采集到的數(shù)據(jù)輸出至第一輸出端。

信號調(diào)理電路102具有第一輸入端和第二輸出端，該第一輸入端與數(shù)據(jù)采集模塊101的第一輸出端連接，接收數(shù)據(jù)采集模塊101采集到的數(shù)據(jù)，該信號調(diào)理電路102被設置成用于將接收到的數(shù)據(jù)放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號數(shù)據(jù)后輸出至網(wǎng)絡。

信號調(diào)理電路102包括放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，其中：

放大電路，其輸入端為第一輸入端。

A/D轉(zhuǎn)換電路，其輸入端與所述放大電路的輸出端連接，其輸出端為第二輸出端。

主站計算機系統(tǒng)20發(fā)送的采集指令經(jīng)由網(wǎng)絡通信接口傳輸?shù)骄W(wǎng)絡中，并經(jīng)由網(wǎng)絡收發(fā)接口103被數(shù)據(jù)采集裝置10接收。

數(shù)據(jù)采集模塊101根據(jù)主站計算機系統(tǒng)20發(fā)送的采集指令采集其所處監(jiān)測點的局部放電信號，并將采集到的局部放電信號反饋給信號調(diào)理電路102。

信號調(diào)理電路102接收數(shù)據(jù)采集模塊101反饋的局部放電信號，并將該局部放電信號調(diào)理成數(shù)字信號數(shù)據(jù)。

網(wǎng)絡收發(fā)接口103將信號調(diào)理電路102處理后的數(shù)字信號數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡中，并經(jīng)由主站計算機系統(tǒng)20的網(wǎng)絡通信接口傳輸?shù)街髡居嬎銠C系統(tǒng)20的數(shù)據(jù)服務器中。

數(shù)據(jù)服務器接收該復數(shù)個數(shù)據(jù)采集裝置10傳輸?shù)臄?shù)字信號數(shù)據(jù)，采用內(nèi)置在數(shù)據(jù)服務器中的局部放電監(jiān)測軟件對接收到的數(shù)字信號數(shù)據(jù)統(tǒng)一進行計算、分析處理。

結(jié)合圖2，該電力電纜局部放電監(jiān)測裝置100的工作方法如下：

所述復數(shù)個數(shù)據(jù)采集裝置10根據(jù)主站計算機系統(tǒng)發(fā)送的采集指令采集各自所處監(jiān)測點的局部放電信號，并將采集到的局部放電信號反饋給各自的信號調(diào)理電路102，信號調(diào)理電路102將接收到的局部放電信號調(diào)理成數(shù)字信號數(shù)據(jù)后通過網(wǎng)絡收發(fā)接口傳送到網(wǎng)絡中，再經(jīng)由主站計算機系統(tǒng)20的網(wǎng)絡通信接口傳輸?shù)綌?shù)據(jù)服務器，數(shù)據(jù)服務器再統(tǒng)一對數(shù)字信號數(shù)據(jù)進行計算、分析處理。

理論上，該電力電纜局部放電監(jiān)測裝置100能夠?qū)崿F(xiàn)通過一條數(shù)據(jù)通訊總線將多臺監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集裝置10(最多256臺)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街髡居嬎銠C系統(tǒng)20的局部放電監(jiān)測軟件上統(tǒng)一管理分析。

數(shù)據(jù)采集模塊101包括磁芯、羅高夫斯基線圈、濾波取樣單元以及電磁屏蔽盒，此處選用在高頻下具有較高導磁率的磁芯，將羅高夫斯基線圈環(huán)繞在該磁芯上，從而該數(shù)據(jù)采集模塊101能夠采用超高頻檢測方法，從電纜接頭處耦合到局部放電信號，并將耦合到的局部放電信號傳輸給信號調(diào)理電路102，而濾波取樣單元的選用，需要兼顧測量靈敏度和信號響應頻帶的要求，該羅高夫斯基線圈、濾芯、濾波采樣單元均安裝在電磁屏蔽盒中。

如前所述，信號調(diào)理電路102包括放大電路及A/D轉(zhuǎn)換電路，放大電路用于將數(shù)據(jù)采集模塊101傳輸過來的信號放大，A/D轉(zhuǎn)換電路用于將信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換。優(yōu)選的，在數(shù)據(jù)采集裝置與信號放大電路之間還設置有一帶阻濾波器104，該帶阻濾波器104能夠阻擋特定波段的雜音信號。

數(shù)據(jù)采集模塊101將采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡收發(fā)接口傳輸?shù)街髡居嬎銠C系統(tǒng)20中的數(shù)據(jù)服務器，完成一次數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集裝置10的工頻觸發(fā)模塊的觸發(fā)方式為外部觸發(fā)，觸發(fā)信號為工頻過零信號，主站計算機系統(tǒng)20發(fā)送采集命令給工頻觸發(fā)模塊105，工頻觸發(fā)模塊105使外觸發(fā)端口的工頻信號過零，數(shù)據(jù)采集模塊101檢測到外觸發(fā)端口的工頻信號過零時，開始數(shù)據(jù)采集。主站計算機系統(tǒng)20采用逐次方式向復數(shù)個數(shù)據(jù)采集裝置10發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令。

電力電纜局部放電監(jiān)測裝置100包括1～256臺信號采集模塊10，監(jiān)測點通常位于電力電纜的接頭處，每個監(jiān)測點放置一臺數(shù)據(jù)采集裝置10，采集該監(jiān)測點處的電力電纜局部放電信號，并將采集后的數(shù)據(jù)發(fā)送到主站計算機系統(tǒng)20統(tǒng)一進行計算、分析及處理，其中，將數(shù)據(jù)的計算、分析處理統(tǒng)一在主站計算機系統(tǒng)20進行，能夠有效整合各個數(shù)據(jù)采集裝置10的數(shù)據(jù)計算、分析處理功能，提高了工作效率，降低了成本。

如前所述，所述的主站計算機系統(tǒng)20包括網(wǎng)絡通信接口、數(shù)據(jù)服務器和內(nèi)置的局部放電監(jiān)測軟件，數(shù)據(jù)服務器通過網(wǎng)絡通訊接口與復數(shù)個數(shù)據(jù)采集裝置10通訊，數(shù)據(jù)服務器接收來自復數(shù)個數(shù)據(jù)采集裝置10傳輸過來的數(shù)字信號數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)服務器內(nèi)置的局部放電監(jiān)測軟件對該數(shù)字信號數(shù)據(jù)進行提取與頻譜分析，得到局部放電信號的持續(xù)時間、幅值、發(fā)生時刻、頻譜、放電強度等特征參數(shù)，并與數(shù)據(jù)服務器內(nèi)部自帶的標準數(shù)據(jù)模型對比分析，生成分析譜圖，本實用新型采用的標準數(shù)據(jù)模型與申請?zhí)?01110193173.6的實用新型中提及的規(guī)范頻譜分析數(shù)據(jù)相同。當分析結(jié)果為異常時，主站計算機系統(tǒng)20發(fā)出聲光警報，以便工作人員及時處理，并為設備的故障分析、性能評估、合理使用和安全工作提供信息和準備基礎數(shù)據(jù)。

電力電纜局部放電監(jiān)測裝置100具有獨特的多重抗干擾設計，確保檢測的結(jié)果準確，避免誤判。硬件上設計噪音過濾通道，對特定波段的雜音信號增加了帶阻濾波器104，用來過濾現(xiàn)場噪音，凈化信號采集環(huán)境；軟件上通過軟件設置動作級別和標準密度設定，分離噪音干擾信號。

電力電纜局部放電監(jiān)測裝置100的局部放電監(jiān)測軟件智能分析信號，通過對信號的波形、相位特征的判別，自動區(qū)分干擾信號實現(xiàn)聲光報警，同時主站計算機系統(tǒng)20自帶大量標準數(shù)據(jù)模型，主站計算機系統(tǒng)20對現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集裝置采集的信號與其內(nèi)置的標準數(shù)據(jù)模型對比分析，大大提高檢測結(jié)果的可靠性。

數(shù)據(jù)采集裝置10采用集成模塊化設計，將數(shù)據(jù)采集模塊101、數(shù)據(jù)調(diào)理電路102、網(wǎng)絡收發(fā)接口103、帶阻濾波器104和工頻觸發(fā)模塊105集成在電力電纜監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集裝置10中，每個數(shù)據(jù)采集裝置10可獨立運行，數(shù)據(jù)分別記錄，并通過一條數(shù)據(jù)通訊總線將多臺數(shù)據(jù)采集裝置10(最多256臺)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街髡居嬎銠C系統(tǒng)20的局部放電檢測軟件上統(tǒng)一計算、分析處理。能通過互聯(lián)網(wǎng)進行遠程傳輸和實時監(jiān)控，對局部放電信號的強度、密度進行實時在線分析，對局部放電傾向性的推移進行實時監(jiān)控和分析，對放電程度進行評估，避免重大事故發(fā)生。

本實用新型的電力電纜局部放電監(jiān)測裝置對應的電力電纜局部放電監(jiān)測方法包括如下：

主站計算機系統(tǒng)20初始化數(shù)據(jù)采集裝置10，主要是完成對數(shù)據(jù)采集裝置10的設置，譬如采樣速率、采樣長度、觸發(fā)選擇以及數(shù)據(jù)采集模塊量程等。對于本實用新型的電力電纜局部放電監(jiān)測裝置，采樣速率和采樣長度固定為100MS/s和2M個點，觸發(fā)選擇為外部觸發(fā)，觸發(fā)信號為工頻過零信號，數(shù)據(jù)采集裝置10的量程根據(jù)信號的大小在100mV-10V之間可調(diào)。采集軟件根據(jù)設定的數(shù)據(jù)采集裝置10參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集，并將采集到的數(shù)據(jù)自動送到抗干擾軟件進行處理。本實用新型的局部放電監(jiān)測軟件采用虛擬儀器技術的LabView軟件作為軟件的開發(fā)平臺，保證抗干擾技術的良好實現(xiàn)。

主站計算機系統(tǒng)20向電力電纜監(jiān)測點1的數(shù)據(jù)采集裝置10發(fā)送采集命令，該數(shù)據(jù)采集裝置10檢測外觸發(fā)端口，當檢測到外觸發(fā)端口的工頻相位過零信號時，開始采集信號，在采集數(shù)據(jù)20ms后結(jié)束信號采集，并將采集后的數(shù)據(jù)發(fā)送主站計算機系統(tǒng)20的數(shù)據(jù)服務器，數(shù)據(jù)服務器對數(shù)據(jù)進行抗干擾處理，并儲存抗干擾處理后的數(shù)據(jù)；主站計算機系統(tǒng)20逐個向監(jiān)測點2至監(jiān)測點n的數(shù)據(jù)采集裝置10發(fā)送采集命令，重復監(jiān)測點1的數(shù)據(jù)采集及處理步驟。待電力電纜局部放電監(jiān)測裝置100完成所有電力電纜監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集及處理后，生成分析譜圖、分析趨勢及報表。抗干擾一直是局部放電現(xiàn)場測量存在的關鍵問題，有效地削弱和抑制干擾是提高局部放電監(jiān)測裝置監(jiān)測100效果的重要保證，而建立在有效地抗干擾方法基礎上的譜圖分析有助于我們判斷缺陷位置和放電類型。

本實用新型的主要目的是實現(xiàn)對每個監(jiān)測點僅進行數(shù)據(jù)采集及調(diào)制，監(jiān)測數(shù)據(jù)的專業(yè)軟件分析處理統(tǒng)一由主站計算機系統(tǒng)進行，有效整合了各監(jiān)測點的專業(yè)軟件分析處理功能，提高監(jiān)測裝置的工作效率，降低成本。

從而，本實用新型實現(xiàn)了對每個監(jiān)測點僅進行數(shù)據(jù)采集及調(diào)制，監(jiān)測數(shù)據(jù)的專業(yè)軟件分析處理統(tǒng)一由主站計算機系統(tǒng)進行，有效整合了各監(jiān)測點的專業(yè)軟件分析處理功能，提高監(jiān)測裝置的工作效率，降低成本。

雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本實用新型。本實用新型所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾。因此，本實用新型的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。