高压电缆监测系统及方法与流程

本技术涉及电力监测，具体涉及一种高压电缆监测系统及方法。

背景技术：

1、随着电力事业的不断发展，电力电缆在电网建设与电网改造中得到越来越广泛的应用。但是，电缆及接头因为材料问题、施工工艺问题、运行环境问题、外力破坏问题或达到一定年限以后，常常会发生绝缘被击穿而造成事故，因为电压高、容量大，每次事故都可能造成重大的经济损失。电缆的绝缘结构中往往会由于加工技术上的难度或原材料不纯而存在气隙和有害性杂质，或者由于工艺原因，在绝缘与半导电屏蔽层之间存在间隙或半导电体向绝缘层突出，在这些气隙和杂质尖端处极易产生局部放电（partial discharge，简称pd）。同时，在电力电缆的运输、安装过程当中也可能会产生各种绝缘缺陷导致局部放电。电缆线路设备老化或受损后，会在绝缘结构中产生局部放电现象，并引起局部发热。长期放电容易导致电缆绝缘被击穿，进而引发线路故障跳闸。在相关技术中，主要依靠人工巡检，由于没有有效的检测手段，电缆线路放电现象很难被发现，通常只能在发生故障后进行现场测寻及紧急抢修。可见，相关技术中对于高压电缆的故障检测存在着效率较低的问题。

2、针对相关技术中存在的高压电缆故障的检测效率较低的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本技术提供了一种高压电缆监测系统及方法，以至少解决相关技术中存在的高压电缆故障的检测效率较低的技术问题。

2、第一方面，本技术提供了一种高压电缆监测系统，包括：第一行波采样互感器，第二行波采样互感器，高频电流传感器，第一采集模块，第二采集模块，第三采集模块，服务器，其中，第一行波采样互感器套设于高压电缆的第一端的外周，第二行波采样互感器套设于高压电缆的第二端的外周，第一端和第二端分别为高压电缆的两端；第一行波采样互感器与第一采集模块连接，第一行波采样互感器用于采集局部放电点至第一端之间的第一故障行波信号，并将第一故障行波信号传输给第一采集模块，第二行波采样互感器与第二采集模块连接，第二行波采样互感器用于采集局部放电点至第二端之间的第二故障行波信号，并将第二故障行波信号传输给第二采集模块，局部放电点用于表示高压电缆发生局部放电的位置；高频电流传感器与第三采集模块电性连接，高频电流传感器套设于高压电缆接头的交叉互联接地线上，高频电流传感器用于采集局部放电点的局部放电信号，并将局部放电信号传输给第三采集模块；第一采集模块、第二采集模块及第三采集模块分别与服务器通信连接，第一采集模块用于将第一目标数据上传至服务器，第二采集模块用于将第二目标数据上传至服务器，第三采集模块用于将第三目标数据上传至服务器，其中，第一目标数据是第一采集模块对第一故障行波信号进行处理得到的数据，第二目标数据是第二采集模块对第二故障行波信号进行处理得到的数据，第三目标数据是第三采集模块对局部放电信号进行处理得到的数据；服务器用于对目标数据集进行分析，以判断高压电缆是否发生局部放电故障，并在高压电缆发生局部放电故障时确定局部放电点的位置，其中，目标数据集包括第一目标数据、第二目标数据和第三目标数据。

3、通过采用上述技术方案，通过设置的高频电流传感器，可用于检测高压电缆的局部放电信号，并将局部放电信号传输给第三采集模块，第三采集模块对局部放电信号进行处理后得到第三目标数据，并将第三目标数据上传给服务器；以及，通过在高压电缆的两端分别设置第一行波采样互感器和第二行波采样互感器，当高压电缆存在局部放电故障时，可以通过第一行波采样互感器和第二行波采样互感器分别采集到第一故障行波信号和第二故障行波信号，并分别传输给第一采集模块和第二采集模块，第一采集模块对第一故障行波信号进行处理得到第一目标数据并上传给服务器，第二采集模块对第二故障行波信号进行处理得到第二目标数据并上传给服务器，服务器获得的目标数据集中包括第一目标数据、第二目标数据和第三目标数据，这样服务器可以根据目标数据集分析判断高压电缆是否存在局部放电故障，当确定存在局部放电故障时也可确定基于第二目标数据和第二目标数据确定出局部放电点的位置。因此，可以实现及时判断出局部放电点的位置的目的，达到了提高高压电缆的故障检测的效率的效果。

4、可选的，上述系统还包括：接地电流互感器，其中，接地电流互感器与第三采集模块电性连接，且接地电流互感器套设于高压电缆护层接地线上，接地电流互感器用于采集高压电缆的接地线的电流信号，并将接地线的电流信号传输给第三采集模块；目标数据集中还包括对接地线的电流信号进行处理得到的数据；服务器用于对目标数据集进行分析，以判断高压电缆是否存在接地故障。

5、通过采用上述技术方案，利用接地电流互感器采集高压电缆护层接地线的电流信号，并将所述接地线的电流信号传输给第三采集模块，第三采集模块对接地线的电流信号进行处理并将处理得到的数据上传给服务器，这样服务器可以根据目标数据集分析判断出高压电缆是否存在接地故障。实现了对多种不同类型故障进行监测的目的，提高了高压电缆监测系统的实用性，扩大了高压电缆监测系统的应用范围。

6、可选的，上述系统还包括：取电模块，其中，取电模块与目标采集模块电性连接，取电模块用于将从高压电缆获取的磁场能量转化为电压信号，并为目标采集模块供电，其中，目标采集模块包括第一采集模块、第二采集模块及第三采集模块中的至少一个采集模块。

7、通过采用上述技术方案，利用取电模块从高压电缆上取电，进而给目标采集模块供电，因此，当现场环境不方便直接给目标采集模块供电时，或者当给系统配备的交直流电源出现故障时，可以通过采集高压电缆上的能量，进而实现为目标采集模块继续提供所需的电源的目的，即实现了灵活取电的目的。

8、可选的，取电模块包括感应取电电流互感器、整流滤波电路子模块、调节保护电路子模块及隔离稳压电路子模块，其中，感应取电电流互感器套设于高压电缆的外周，感应取电电流互感器的输出端依次通过整流滤波电路子模块、调节保护电路子模块与隔离稳压电路子模块连接，隔离稳压电路子模块的输出端作为取电模块的输出端并输出稳定的电压信号。

9、通过采用上述技术方案，利用取电电流互感器获取高压电缆上的能量，并通过整流滤波电路、调节保护电路及隔离稳压电路，从而获得稳定的电压信号，以给目标采集模块提供稳定的电源。

10、可选的，上述系统中还包括蓄电模块，其中，蓄电模块的输入端与隔离稳压子模块的输出端连接，蓄电模块的输出端与目标采集模块的输入端连接，蓄电模块被设置为当隔离稳压子模块的输出电压低于预设电压阈值时为采集模块供电。

11、通过采用上述技术方案，系统中还设置了蓄电模块，该蓄电模块的输入端连接至隔离稳压电路子模块的输出端，这样取电某块在感应取电电流互感器感应到高压电缆的能量并获得电信号后，经过整流滤波及稳压后可为蓄电模块进行充电，实现了为高压电缆监测系统提供了后备电源的目的；而当感应取电电流互感器无法感应电流或者感应电流无法满足目标采集模块的工作要求时，蓄电模块可实现为目标采集模块继续提供电能的目的，进而使得监测系统可以长时间不间断对高压电缆进行监控。

12、可选的，上述系统还包括：显示模块，其中，显示模块与服务器连接，显示模块用于显示目标数据集中包括的数据，以及显示服务器对目标数据集的分析结果。

13、通过采用上述技术方案，通过显示模块可实时显示各个采集模块所上传的各个互感器的监测数据，还可显示对目标数据集的分析结果，例如可显示高压电缆是否存在故障以及故障的位置的结果。可方便监控人员及时掌握高压电缆的实时监控数据。

14、可选的，上述系统还包括：告警模块，其中，告警模块与服务器连接，告警模块被设置为当服务器确定高压电缆存在故障时发出告警信息。

15、通过采用上述技术方案，当确定高压电缆存在故障时，服务器可通过告警模块发出告警信息，这样可对已发生的故障或者可能会发生的故障进行告警通知的目的。

16、在本技术的第二方面，还提供了一种高压电缆监测方法，应用于上述任一项的高压电缆监测系统中，包括：服务器获取目标数据集，其中，目标数据集包括第一目标数据、第二目标数据和第三目标数据，第一目标数据是第一采集模块对第一故障行波信号进行处理得到的数据，第二目标数据是第二采集模块对第二故障行波信号进行处理得到的数据，第三目标数据是第三采集模块对局部放电信号进行处理得到的数据；服务器对目标数据集进行分析，以判断高压电缆是否发生局部放电故障，并在高压电缆发生局部放电故障时确定局部放电点的位置。

17、通过采用上述技术方案，通过设置的高频电流传感器，可用于检测高压电缆的局部放电信号，并将局部放电信号传输给第三采集模块，第三采集模块对局部放电信号进行处理后得到第三目标数据，并将第三目标数据上传给服务器；以及，通过在高压电缆的两端分别设置第一行波采样互感器和第二行波采样互感器，当高压电缆存在局部放电故障时，可以通过第一行波采样互感器和第二行波采样互感器分别采集到第一故障行波信号和第二故障行波信号，并分别传输给第一采集模块和第二采集模块，第一采集模块对第一故障行波信号进行处理得到第一目标数据并上传给服务器，第二采集模块对第二故障行波信号进行处理得到第二目标数据并上传给服务器，服务器获得的目标数据集中包括第一目标数据、第二目标数据和第三目标数据，这样服务器可以根据目标数据集分析判断高压电缆是否存在局部放电故障，当确定存在局部放电故障时也可确定基于第二目标数据和第二目标数据确定出局部放电点的位置。因此，可以实现及时判断出局部放电点的位置的目的，达到了提高高压电缆的故障检测的效率的效果。

18、可选的，上述方法还包括：服务器对目标数据集进行分析，以判断高压电缆是否存在接地故障，其中，目标数据集中还包括对接地线的电流信号进行处理得到的数据，接地线的电流信号是由接地电流互感器采集并传输给第三采集模块的，接地电流互感器与第三采集模块电性连接，且接地电流互感器套设于高压电缆护层接地线上，系统中还包括接地电流互感器。

19、通过采用上述技术方案，利用接地电流互感器采集高压电缆护层接地线的电流信号，并将接地线的电流信号传输给第三采集模块，第三采集模块对接地线的电流信号进行处理并将处理得到的数据上传给服务器，以判断高压电缆是否存在接地故障。实现了对多种不同类型故障进行监测的目的，提高了高压电缆监测系统的实用性，扩大了高压电缆监测系统的应用范围。

20、可选的，上述方法还包括：服务器在确定高压电缆存在故障的情况下，执行以下操作至少之一：控制显示模块显示目标数据集中包括的数据，以及显示服务器对目标数据集的分析结果，其中，系统中还包括显示模块，显示模块与服务器连接；控制告警模块发出告警信息，其中，系统中还包括告警模块，告警模块与服务器连接。

21、通过采用上述技术方案，当通过对目标数据集的分析确定高压电缆存在故障时，服务器可控制显示模块显示目标数据集中的数据，或者可控制告警模块发出告警信息。

22、在本技术的第三方面，还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上存储有计算机程序，处理器执行程序时实现上述任一项的方法步骤。

23、在本技术的第四方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有指令，当指令被执行时，执行上述任一项的方法步骤。

24、综上所述，本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

25、1、通过在高压电缆上设置高频电流传感器可以检测局部放电信号，以及在高压电缆的两端分别设置第一行波采样互感器和第二行波采样互感器，当高压电缆存在局部放电故障时，可以实现及时判断出局部放电点的位置的目的，达到了提高高压电缆的故障检测的效率的效果。

26、2、通过利用接地电流互感器采集高压电缆护层接地线的电流信号，从而可以判断高压电缆是否存在接地故障的目的，实现了对多种不同类型故障进行监测的目的，提高了高压电缆监测系统的实用性。

27、3、通过利用取电电流互感器可以获取高压电缆上的能量，并通过取电模块可获得稳定的电压信号，从而为采集模块提供稳定的电源，实现了灵活取电的目的。