一種井下電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設(shè)備絕緣監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種井下電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等新能源行業(yè)的迅速發(fā)展，電力電纜的數(shù)量和長度也在迅速的增加。電力電纜廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)，鐵路及城市供電等部門，其中煤礦是電纜使用大戶由于煤礦井下的特殊環(huán)境，電纜在運(yùn)行過程中，因機(jī)械損傷操作過電壓和水分的逐漸滲入，在電場的長期作用下，電纜內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)局部放電的現(xiàn)象，引起老化和絕緣電阻下降如不及時(shí)確定并切斷故障線路，會(huì)使供電系統(tǒng)存在重大的安全隱患，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)電弧造成瓦斯和煤塵爆炸，危及人和設(shè)備的安全；由于礦用電纜運(yùn)行環(huán)境惡劣，電纜引發(fā)的電氣故障幾率較大，約占供電事故總數(shù)的2/3左右，是引起瓦斯、煤塵爆炸等重特大事故的主要原因之一O
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，對電力電纜的絕緣檢測有定期巡檢方式，即定期搭建試驗(yàn)系統(tǒng)，對電力電纜的絕緣狀態(tài)進(jìn)行離線檢測。但這種方式存在如下缺點(diǎn):需要電力電纜退出運(yùn)行，不僅影響供電的連續(xù)性，而且由于試驗(yàn)條件與實(shí)際運(yùn)行條件的差異，不能如實(shí)檢測出電力電纜的絕緣隱患；巡檢周期長，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力電纜的絕緣隱患。還有的電纜絕緣傳統(tǒng)監(jiān)測方法多為離線檢測，這些方法均在停電狀態(tài)下進(jìn)行，難以及時(shí)判斷電纜運(yùn)行中的絕緣水平，無法連續(xù)反映電纜運(yùn)行狀態(tài)。另外，離線檢測盲目性很大，浪費(fèi)人力、物力，甚至有些離線檢測方法還會(huì)破壞電纜絕緣。
[0004]現(xiàn)有的多種在線監(jiān)測方法，比如直流分量法、工頻法等。這些方法仍然存在下列缺陷:直流分量法容易受現(xiàn)場雜散電流的影響，導(dǎo)致微弱電流信號(hào)提取困難，在工程實(shí)際中難以實(shí)施；工頻法是在電網(wǎng)中加入與電網(wǎng)電壓頻率一致的低壓交流電壓，這種方法不用附加電源即可檢測電纜的絕緣參數(shù)(絕緣電阻和分布電容)，該方法簡單，但靈敏度低誤差較大。
[0005]申請?zhí)枮?01410225812.6的礦用高壓電纜絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，雖然它克服了現(xiàn)有傳統(tǒng)監(jiān)測方法在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地供電系統(tǒng)中無法應(yīng)用的缺點(diǎn)，它可實(shí)時(shí)在線監(jiān)測電纜絕緣狀態(tài)，但靈敏度不高、誤差較大。
[0006]如何解決現(xiàn)有技術(shù)的不足是電力設(shè)備絕緣監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域亟需解決的重要問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種井下電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)，本系統(tǒng)可對電纜的絕緣狀態(tài)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，提高煤礦供電的連續(xù)性、可靠性和安全性。
[0008]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
根據(jù)本發(fā)明提出的一種井下電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括低頻電壓源、第一至第四電感、霍爾電流傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、處理模塊、顯示模塊、報(bào)警器和通信模塊，處理模塊包括處理單元和判斷單元；其中，
低頻電壓源用于輸出低頻交流電壓信號(hào)，低頻交流電壓信號(hào)經(jīng)第一電感、第二至四電感后注入電纜中，再與電纜對地絕緣電阻和大地構(gòu)成低頻電流回路；
霍爾電流傳感器，用于將采集到的電流信號(hào)輸出至信號(hào)調(diào)理電路；
信號(hào)調(diào)理電路，用于將電流信號(hào)陷波、濾波、放大、整流后輸出低頻電流信號(hào)至A/D轉(zhuǎn)換器；
A/D轉(zhuǎn)換器，用于將低頻電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出至處理單元；
處理單元，用于對接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析和處理，得到電纜的對地絕緣電阻并將其輸出至判斷單元、顯示模塊、通信模塊；
判斷單元，用于判斷當(dāng)電纜的對地絕緣電阻小于預(yù)設(shè)的報(bào)警絕緣電阻時(shí)，則輸出報(bào)警信號(hào)至報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警；
顯示模塊，用于顯示電纜的對地絕緣電阻；
通信模塊，用于將電纜的對地絕緣電阻輸出至外部的地面監(jiān)控中心。
[0009]作為本發(fā)明所述的一種井下電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述信號(hào)調(diào)理電路包括依次連接的陷波電路、濾波電路、放大電路和整流電路。
[0010]作為本發(fā)明所述的一種井下電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述中央處理器為AT89S52型單片機(jī)。
[0011]作為本發(fā)明所述的一種井下電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述霍爾電流傳感器為CE-1J03-52BS2霍爾電流傳感器。
[0012]作為本發(fā)明所述的一種井下電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述低頻交流電壓信號(hào)的頻率為1Hz。
[0013]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
(1)本系統(tǒng)可對電纜的絕緣狀態(tài)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，提高煤礦供電的連續(xù)性、可靠性和安全性；
(2)可通知井下及地面上的工作人員及時(shí)處理，從而保證運(yùn)行安全，避免經(jīng)濟(jì)損失；
(3)本系統(tǒng)靈敏度高且誤差小。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)示意圖。
[0015]圖中的附圖標(biāo)記解釋為:1_低頻電壓源，2-霍爾電流傳感器，3-電纜。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
如圖1所示是本發(fā)明系統(tǒng)示意圖，一種井下電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括低頻電壓源
1、第一至第四電感、霍爾電流傳感器2、信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、處理模塊、顯示模塊、報(bào)警器和通信模塊，處理模塊包括處理單元和判斷單元；其中，
低頻電壓源與第一電感的一端連接，第一電感的另一端與第二至四電感的一端分別連接，第二至四電感的另一端分別與電纜3中的三根電線分別連接，霍爾電流傳感器套在電纜上，霍爾電流傳感器與信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、處理單元、顯示模塊依次連接，通信模塊與處理單元連接，處理單元與判斷單元、報(bào)警器依次連接；
低頻電壓源用于輸出低頻交流電壓信號(hào)，低頻交流電壓信號(hào)經(jīng)第一電感、第二至四電感后注入電纜中，再與電纜對地絕緣電阻和大地構(gòu)成低頻電流回路；
霍爾電流傳感器，用于將采集到的電流信號(hào)輸出至信號(hào)調(diào)理電路；
信號(hào)調(diào)理電路，用于將電流信號(hào)陷波、濾波、放大、整流后輸出低頻電流信號(hào)至A/D轉(zhuǎn)換器；
A/D轉(zhuǎn)換器，用于將低頻電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出至處理單元；
處理單元，用于對接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析和處理，得到電纜的對地絕緣電阻并將其輸出至判斷單元、顯示模塊、通信模塊；
判斷單元，用于判斷當(dāng)電纜的對地絕緣電阻小于預(yù)設(shè)的報(bào)警絕緣電阻時(shí)，則輸出報(bào)警信號(hào)至報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警；
顯示模塊，用于顯示電纜的對地絕緣電阻；
通信模塊，用于將電纜的對地絕緣電阻輸出至外部的地面監(jiān)控中心。
[0017]所述信號(hào)調(diào)理電路包括依次連接的陷波電路、濾波電路、放大電路和整流電路。
[0018]所述中央處理器為AT89S52型單片機(jī)。
[0019]所述霍爾電流傳感器為CE-1J03-52BS2霍爾電流傳感器。
[0020]所述低頻交流電壓信號(hào)的頻率為1Hz。
[0021]本發(fā)明采用低頻信號(hào)注入法，經(jīng)三相電感器的中性點(diǎn)給被測電纜注入一個(gè)低頻交流信號(hào)電壓，通過檢測交流信號(hào)電流實(shí)現(xiàn)對電纜絕緣的在線監(jiān)測；該方法能夠檢測到電纜電網(wǎng)的交流阻抗，比附加直流電源法檢測的直流絕緣電阻更接近實(shí)際的電纜絕緣情況；另夕卜，與工頻法相比具有靈敏度高誤差小的優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)采用的低頻信號(hào)注入法克服了附加直流電源法不能檢測電纜對地分布電容的不足；誤差大的問題該方法具有檢測誤差小，準(zhǔn)確性高的特點(diǎn)。
[0022]以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能為此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種井下電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括低頻電壓源、第一至第四電感、霍爾電流傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、處理模塊、顯示模塊、報(bào)警器和通信模塊，處理模塊包括處理單元和判斷單元；其中， 低頻電壓源用于輸出低頻交流電壓信號(hào)，低頻交流電壓信號(hào)經(jīng)第一電感、第二至四電感后注入電纜中，再與電纜對地絕緣電阻和大地構(gòu)成低頻電流回路； 霍爾電流傳感器，用于將采集到的電流信號(hào)輸出至信號(hào)調(diào)理電路； 信號(hào)調(diào)理電路，用于將電流信號(hào)陷波、濾波、放大、整流后輸出低頻電流信號(hào)至A/D轉(zhuǎn)換器； A/D轉(zhuǎn)換器，用于將低頻電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出至處理單元； 處理單元，用于對接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析和處理，得到電纜的對地絕緣電阻并將其輸出至判斷單元、顯示模塊、通信模塊； 判斷單元，用于判斷當(dāng)電纜的對地絕緣電阻小于預(yù)設(shè)的報(bào)警絕緣電阻時(shí)，則輸出報(bào)警信號(hào)至報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警； 顯示模塊，用于顯示電纜的對地絕緣電阻； 通信模塊，用于將電纜的對地絕緣電阻輸出至外部的地面監(jiān)控中心。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井下電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)調(diào)理電路包括依次連接的陷波電路、濾波電路、放大電路和整流電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井下電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述中央處理器為AT89S52型單片機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井下電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述霍爾電流傳感器為CE-1J03-52BS2霍爾電流傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井下電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述低頻交流電壓信號(hào)的頻率為1Hz。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種井下電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括低頻電壓源、第一至第四電感、霍爾電流傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、處理模塊、顯示模塊、報(bào)警器和通信模塊，處理模塊包括處理單元和判斷單元；其中，低頻電壓源與第一電感的一端連接，第一電感的另一端與第二至四電感的一端分別連接，第二至四電感的另一端分別與電纜中的三根電線分別連接，霍爾電流傳感器套在電纜上，霍爾電流傳感器與信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、處理單元、顯示模塊依次連接，通信模塊與處理單元連接，處理單元與判斷單元、報(bào)警器依次連接。本系統(tǒng)可對電纜的絕緣狀態(tài)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，可通知到井下及地面上的工作人員,從而保證運(yùn)行安全,避免經(jīng)濟(jì)損失，靈敏度高且誤差小。
【IPC分類】G01R31/12
【公開號(hào)】CN105116300
【申請?zhí)枴緾N201510507642
【發(fā)明人】宋劍
【申請人】蘇州市新瑞奇節(jié)電科技有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月19日