一种单芯电力电缆在线状态监测装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力设备的测试技术领域，具体涉及一种单芯电力电缆在线状态监测装置及方法。
【背景技术】
[0002]国内外关于电力设备监测方面的论文及专利比较多，局部放电监测，护套接地电流监测，温度监测及震动监测，每个参量都有各自的作用，代表着一种电缆运行状况，电缆局部放电是反映电缆主绝缘的绝缘状态，如果有局部放电测可能是主绝缘发生裂化，导致局部放电的发生和发展，利用局部放电监测系统，则可以及时发现故障预兆；电缆护套接地电流监测，则是反应出电缆外护套(外绝缘)的状态，检测由于外绝缘的损害或者护层保护器的损害造成多点接地，导致接地电流变大；电缆接头温度监测，是监测电缆接头部分的发热情况；电缆接头震动监测，则是测试由于电缆夹件或者固定件的松动造成电缆自身震动增加。
[0003]每个监测参量都有较多的专利和文章，也有两种或者三种方式结合的方式，每一种监测量代表电缆运行状态的一部分，或者某一方面，但是总体看起来，都是片面的，如果能达到综合监测电力电缆的运行状态，还需把所有监测量集中起来，加入一定的数据分析方法进行整体评估。
[0004]检索发现，《电力电缆接头局部放电在线监测方法》专利号:200910023925文中只提出采用局部放电监测来判断电缆绝缘状态。又检索发现，《一种电缆绝缘在线监测系统》申请号:201410150637.9申请日:2014-04_15，也只是监测局部放电在线监测系统。《一种电缆头温度在线监测装置》申请号:201110104855.5申请日:2011-04-20内容也只是监测电缆接头的温度；《一种高压电缆综合监测系统及监测方法》申请号:201410422693.3申请日:2014-08-25内容也只是监测电缆温度和接地电流；综上所述，每个专利只有一种或者两种监测量来说明电缆运行状态，并不能全面评估电缆运行状态。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种单芯电力电缆在线状态监测装置及方法，将电缆局部放电量、电缆护套接地电流量、电缆接头温度量和电缆接头震动量四个参量综合统一在一个平台上显示，根据四个参量的情况，综合判定电缆的运行状态，预防电缆事故的发生。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术方案如下:
[0007]一种单芯电力电缆在线状态监测装置，包括:
[0008]一电缆接头，所述电缆接头包括一电缆纤芯，一环绕于电缆纤芯设置的主绝缘层，一紧贴于主绝缘层上顺次排列的金属护套层和外护套层；
[0009]一设置于电缆接头上的测量组件，所述测量组件包括一钳接在交叉互连线上的高频电流传感器和工频电流传感器，所述交叉互连线连接所述电缆接头，还包括一安装在外护套层上的温度传感器和震动传感器；
[0010]所述高频电流传感器、工频电流传感器、温度传感器及震动传感器通过信号传输线接入综合监测单元中，经过数字化处理后，通过光纤线传到数据服务器中。
[0011]在本发明的一个优选实施例中，所述高频电流传感器用于将局部放电信号耦合出来，工频电流传感器用于将接地电流的信号耦合出来，温度传感器用于将接头表面的温度测量出来，震动传感器用于将接头的自身的震动幅度测试出来。
[0012]一种单芯电力电缆在线状态监测方法，包括以下步骤:
[0013]步骤一、通过温度传感器实时监测接头表面的温度，若温度正常，则依次启动震动幅度，护套接地电流以及局部放电的数据测量，如果都正常，则进入循环采集分析状态；若温度异常，则依次跳转至步骤二、步骤三以及步骤四；
[0014]步骤二、通过震动传感器测量接头自身的震动幅度；
[0015]步骤三、通过工频电流传感器测量护套接地电流的信号；
[0016]步骤四、通过高频电流传感器测量局部放电信号；
[0017]步骤五、根据上述震动幅度，护套接地电流以及局部放电数据进行分析以定位到哪个接头的故障。
[0018]在本发明的一个优选实施例中，若震动正常，则依次判断护套接地电流和局部放电是否正常，如果都是正常，则说明是外界温度的变化导致电缆表面温度上升。
[0019]在本发明的一个优选实施例中，若震动异常，则根据步骤三和步骤四测量护套接地电流和局部放电数据，若护套接地电流和局部放电参量正常，则判断为电缆自身的夹件和固定件松动造成温度上升。
[0020]在本发明的一个优选实施例中，若电缆护套接地电流变大，震动和局部放电参量正常，则判断为电缆外护套破损、电缆严重过载或者护层保护器接地故障造成的温度升尚;
[0021]在本发明的一个优选实施例中，若局部放电过大，震动和护套接地电流正常，则是由于电缆主绝缘的存在绝缘裂化导致温度上升；
[0022]在本发明的一个优选实施例中，若接地电流和局部放电都变大，则是综合双重原因造成的温度上升。
[0023]在本发明的一个优选实施例中，所述温度的参量为小数据量，数据刷新率为0.5秒。
[0024]在本发明的一个优选实施例中，所述震动异常判断方法为，在正常IlOkV电缆运行时震动的摆幅一般小于100 μ m，额定负载下运行时震动摆幅大于10ym存在异常；
[0025]护套接地电流值要求不大于负载的10%，超过10%则视为异常；电缆额定负责下纤芯的温度不超过90°，如果超过90°则视为异常。
[0026]通过上述技术方案，本发明的有益效果是:
[0027]本发明是把各种参量集成于一个平台，综合显示、评估电缆状态；本系统所集成的参量不是简单的机械的独立显示，而是进行综合的数据分析，即把各个监测量相互作用，相互验证，相互关系进行深入分析，共同支撑起电缆的综合分析评估平台。
【附图说明】
[0028]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本发明的结构示意图。
[0030]图2为本发明的工作原理图。
[0031]图中数字和字母所表示的相应部件名称:
[0032]I一数据服务器；2—光纤线；3—综合监测单元；4信号传输线；5—高频电流传感器；6—工频电流传感器；7—交叉互连线；8—电缆纤芯；9一主绝缘层；10—金属护套层；11 一外护套层；12—温度传感器；13—震动传感器。
【具体实施方式】
[0033]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0034]参照图1，一种单芯电力电缆在线状态监测装置，包括:一电缆接头，所述电缆接头包括一电缆纤芯8，一环绕于电缆纤芯8设置的主绝缘层9，一紧贴于主绝缘层上顺次排列的金属护套层10和外护套层11 ；
[0035]一设置于电缆接头上的测量组件，所述测量组件包括一钳接在交叉互连线7上的高频电流传感器和工频电流传感器，所述交叉互连线连接所述电缆接头，还包括一安装在外护套层上的温度传感器和震动传感器；其中交叉互连线还可以为电缆接地线。
[0036]进一步地，高频电流传感器5、工频电流传感器6、温度传感器12及震动传感器13通过信号传输线4接入综合监测单元3中，经过数字化处理后，通过光纤线2传到数据服务器I中。数据服务器上进一步量化分析(本发明所有检测只是对电缆的接头进行监测，因为电缆中有若干个接头，有的有十几个接头，本次所说的故障定位是指定位到哪个接头的故障。)总结出被测电缆接