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CONELE8001高压电缆局部放电在线监测系统
    发布时间: 2018-12-18 15:31    

康电电气研制的CONELE8001高压电缆局部放电在线监测系统适用于变电站、变电所、开闭所、电厂、牵引变电站等电缆局部放电的实时监控。设备系统集局部放电监测、分析系统、数字式存储示波器、频谱分析仪于一身,可获得局部放电模式,显示和分析信号波形并获得脉冲频谱。

1.系统简介
      康电电气研制的CONELE8001高压电缆局部放电在线监测系统适用于变电站、变电所、开闭所、电厂、牵引变电站等电缆局部放电的实时监控。设备系统集局部放电监测、分析系统、数字式存储示波器、频谱分析仪于一身,可获得局部放电模式,显示和分析信号波形并获得脉冲频谱。

2.产品功能
      高压电缆局部放电在线监测系统适用于1kV及以上电压等级电缆局部放电在线及离线监测,实时显示电缆和接头的局部放电幅值及频次,当局部放电量达到300pC、500pC和800pC时发出不同程度的报警,从而及时发现电缆及接头的绝缘缺陷,为评估电缆绝缘水平和老化程度提供判据。高压电缆局部放电在线监测系统能够在电缆击穿、放炮、接地和短路前发出预警,为有目的地电缆检修工作提供依据,减少拆装电缆的劳动量,降低耐压试验对电缆的损伤,避免意外停电事故的发生。

2.工作原理概述
       COELE 8001高压电缆局部放电在线监测系统是一种基于局部放电电流脉冲波形的监测设备,利用高速硬件对放电的电流脉冲信号进行高速宽带采样,获取信号完整的时域波形,能针对不同放电及噪声间的差异而提取多种信号指纹特征,将不同的信号分离出来。在此基础上,运用人工智能识别技术,对数据进行分析判断,消除噪声干扰,从而识别局部放电类型,达到发现电缆绝缘缺陷的目的。

       由系统硬件和系统软件组成。采用模块化的设计方法,通过安装在电缆接头屏蔽层接地线上的高频电流传感器,来耦合电缆本体及接头处的局部放电脉冲电流信号,脉冲电流信号通过同轴电缆传输到信号采集装置,模数转换后通过USB或光纤传输给监测主机。如图1所示。监测主机中的软件分析专家对信号数据进行分析处理,提取波形指纹特征量,通过强大的数据库训练后的人工智能模式识别,提取局部放电与沿面放电信号并计算放电量,在监测系统的软件界中动态显示监测结果。
图1 电缆局部放电在线监测系统原理图
      软件分析专家拥有独特的一种基于虚拟数字示波器多项专利技术,对信号数字滤波与放大,最大程度地保证了原始波形与调理后的波形不失真
      软件分析专家拥有独特的一种基于人工智能识别多项专利技术与强大的局部放电与沿面放电数据库,最大程度地保证了报警的准确性。
      软件分析专家拥有一种基于高频信号在电力电缆中的衰减特性自动补偿专利技术,最大程度还原放电源的放电量。
      软件分析专家拥有基于行波时差,故障定位功能。

3.产品性能指标

电缆电压等级

6kV及以上

电缆类型

单芯、多芯

供电电压

220V

功耗

30W

通讯介质

同轴电缆或光纤

采样频率

500MS/s

监测通道

单通道间歇性循环

传感器工作频带

1KHz-30MHz

灵敏度

5pC

4. 产品特点
      ?采用开合活扣式钳形传感器,结构紧凑,拆卸安装方便,与电力运行设备没有直接接触,不影响正常电力设备正常运行。
      ?采用高性能处理器,实现200MS/s、12位分辨率的高速采样和存储,可以分析叠加采样90个工频周期以上的数据。
      ?可以区分沿面放电和局部放电,真实反映电缆本体或接头内部绝缘缺陷。
      ?设置三档报警阈值,对应三种不同绝缘缺陷危害的等级。
      ?可以显示监测周期放电图,分析放电趋势。
      ?存储数据盘,自动覆盖,但不会影响放电趋势历史包络曲线。
      ?软件系统具有自学习功能,收集了大量电力设备实际故障放电脉冲波形指纹特征,建立了强大的专家库系统和人工智能诊断方法,能够对分离出来的放电进行聚类识别。
      ?具有独立的分析与定位软件:可以时域与频域分析、可以基于行波原理故障定位。
      ?采用4G通信DTU模块,当达到最高危害等级报警,发送手机报警短信:“某某变电站某回路某相局放值报警”字样。

5.产品主要部件
(1)高频脉冲电流传感器High Frequency Current Tensor(HFCT)
      高频电流传感器(HFCT)是公司自主研发生产的高精度产品,拥有被SCI 收录的多篇研究文献。采用进口订制磁导率的铁氧体开口磁芯,下截至1KHz,上截至频率30MHz,最大带宽高达60M。外壳采用具有电磁屏蔽作用的铝合金材料,并在表面喷砂、喷涂透明绝缘漆,具有防水、绝缘功能。
                                      
图2 高频电流传感器

传感器主要参数

重量

450g

内径

50mm

外径

110mm

安装方式

外置卡扣式

输出接口

50Ω BNC接头

灵敏度

4.5mV/mA13dB

检测带宽

1kHz~30MHz

灵敏度

5pC



(2)信号采集装置Signal Acquisition Unit(SAU)
      单通道采样速率200MS/S,输入电压范围:0.2V到80V,分辨率12位到16位可选,通道都具有32M存储深度和完善的触发功能,实现信号放大、滤波和数模转换,并提供干扰保护。一台信号采集装置,可以监测35根电缆。

      高压电缆局部放电在线监测系统CONELE8001拥有一种基于高频模拟信号多路复用或矩阵开关专利技术,很好地屏蔽自用工作电源的干扰。

 采集装置分辨率

分辨率

信噪比

级别

最大采样频率

百分比

12

72dB

4096

50MHz

0.024%

14

84dB

16384

3.125MHz

0.0061%

16

96dB

65535

195.3125Hz

0.0015%


(3)软件系统主界面
图3系统主界面
      CONELE8001电缆局部放电在线监测系统人机交互,非常友好,不需要专业知识和技能培训,不需要复杂的参数、模式、功能等组合选择与设置,按照简单的使用说明书即可,开启程序后,系统会自动连续运行。
      左上侧为“操作”与“数据”菜单。“操作”菜单中有“开始采集”、“通道选择”和“退出系统”子菜单;“数据”菜单中具有“趋势分析”和“历史数据查询”。
      中间为原始和调理后时域波形,每个窗口均有对波形任意截取放大、缩小、还原等功能,方便您的人工分析与查看。
      右侧显示放电量数值,“油表盘”直观显示放电量的严重程度,右中侧为300pC、500 pC和800 pC预警灯,右下角是显示到的“局放均值”、“局放峰值”、“沿面放电均值”、“沿面放电峰值”(注:均值是在2ms内,对分类脉冲波形积分后的单位时间内的放电量)。 

6.现场安装实例




图4 现场安装实例

图5 现场操作培训

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