【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電纜監測，具體涉及一種電纜工況監測系統及監測方法。
技術介紹
1、電力電纜是承載電能傳輸的重要一次設備，電纜的工況檢測是維護電纜安全運行的必要環節。電纜在生產、安裝、運行過程中均可能產生局部絕緣缺陷等微小缺陷，微小缺陷不斷擴展可能會延展至絕緣層兩端，在電應力等作用下形成放電通道，由于此時絕緣尚未完全破壞，放電通道間歇性導通，形成一種間歇性電弧故障，也稱電纜初期故障。這種電纜初期故障隨著絕緣內部電弧的熄滅可自主消除，電纜仍可以持續運行。電纜的微小缺陷不斷發展最終會導致電纜永久性故障，但微小缺陷在起始階段不明顯，目前常采用局部放電法、時頻域反射法等離線檢測方法。
2、電纜離線狀態檢測技術因為需要電纜停運檢修且不能頻繁檢測等問題無法滿足對電纜工作狀態長期監測的需求。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種電纜工況監測系統及監測方法。
2、為解決上述技術問題，本專利技術所采用的技術方案是：
3、一種電纜工況監測系統，包括信號發生機構、信號采集機構和控制機構；
4、所述信號發生機構與待監測電纜一端的金屬屏蔽層連接，用于向金屬屏蔽層中注入交變方波的測試信號；
5、所述信號采集機構包括第一采集裝置和第二采集裝置；所述第一采集裝置與待監測電纜的接地點連接，用于獲取電纜接地點的電流信號；所述第二采集裝置與待監測電纜另一端的導體連接，用于獲取電纜導體的電流信號；
6、所述信號發
7、進一步的，所述信號發生機構包括調壓單元、整流單元和逆變單元；
8、所述調壓單元用于將220v?50hz的輸入電源轉換為指定的電壓；
9、所述整流單元用于將所述調壓單元轉換后的電壓變為直流信號；
10、所述逆變單元用于將所述整流單元輸出的直流信號轉換為交變方波信號。
11、進一步的，所述第一采集裝置和所述第二采集裝置均包括電流互感器、降噪濾波單元和運放單元；
12、所述電流互感器用于感應出電流信號；
13、所述降噪濾波單元用于利用降噪、濾波等手段過濾電流信號中的干擾頻率；
14、所述運放單元用于放大電流信號。
15、進一步的，所述控制機構還用于控制所述信號發生機構所輸出測試信號的大小和頻率。
16、一種電纜工況監測方法，包括：
17、獲取電纜工況數據集；
18、構建電纜工況識別模型；
19、利用電纜工況數據集對電纜工況識別模型進行訓練；
20、向電纜的金屬屏蔽層中注入交變方波的測試信號，并采集注入前后電纜導體的電流信號和電纜接地點的電流信號；
21、將采集的電流信號輸入電纜工況識別模型中獲取電纜的工作狀態。
22、進一步的，獲取電纜工況數據集的方法包括：
23、在仿真軟件中構建電纜的電性仿真模型；
24、在仿真模型的金屬屏蔽層中模擬交變方波測試信號的注入；
25、在仿真模型中采集測試信號注入前后電纜導體和電纜接地點的電流信號；
26、在仿真模型中疊加不同的電纜故障，并采集故障狀態下測試信號注入前后電纜導體和電纜接地點的電流信號；
27、以測試信號的電壓值、測試信號的頻率、電纜規格、電纜導體電流信號、電纜接地點電流信號和故障類型構建電纜工況數據集。
28、進一步的，采集注入前后電纜導體的電流信號和電纜接地點的電流信號的方法包括：采集～時刻內，電纜導體的電流信號和電纜接地點的電流信號；其中為測試信號到達第i個采集點的時刻，為預設的采集時長，；為測試信號的注入時長，；f為測試信號的頻率，f為非工頻。
29、進一步的，向電纜的金屬屏蔽層中注入測試信號的方法包括：按照的時間間隔向電纜的金屬屏蔽層中注入測試信號。
30、進一步的，為注入測試信號后第i個采集點采集到的方波信號的首個過零點的時刻。
31、進一步的，為測試信號的注入時刻，以及測試信號傳輸到第i個采集點用時的累加值。
32、與現有技術相比，本專利技術有益效果如下：
33、本專利技術通過向電纜金屬屏蔽層中注入測試信號，根據電纜初期故障所引起電流擾動的特征，通過獲取電纜接地點的電流信號和電纜導體的電流信號來對電纜的工況進行監測，能夠識別出電纜常見的故障。本專利技術所注入的測試信號為非工頻的交變方波信號，因此能夠根據方波信號特殊的波形來突出電纜故障波形的特征，通過機器學習手段進行的故障識別將更加準確高效。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種電纜工況監測系統，其特征在于，包括信號發生機構、信號采集機構和控制機構；
2.根據權利要求1所述的電纜工況監測系統及監測方法，其特征在于，所述信號發生機構包括調壓單元、整流單元和逆變單元；
3.根據權利要求1所述的電纜工況監測系統及監測方法，其特征在于，所述第一采集裝置和所述第二采集裝置均包括電流互感器、降噪濾波單元和運放單元；
4.根據權利要求1所述的電纜工況監測系統及監測方法，其特征在于，所述控制機構還用于控制所述信號發生機構所輸出測試信號的大小和頻率。
5.一種電纜工況監測方法，其特征在于，包括：
6.根據權利要求1所述的電纜工況監測方法，其特征在于，獲取電纜工況數據集的方法包括：
7.根據權利要求1或6所述的電纜工況監測方法，其特征在于，采集注入前后電纜導體的電流信號和電纜接地點的電流信號的方法包括：采集～時刻內，電纜導體的電流信號和電纜接地點的電流信號；其中為測試信號到達第i個采集點的時刻，為預設的采集時長，；為測試信號的注入時長，；f為測試信號的頻率，f為非工頻。
8.根據權利
9.根據權利要求7所述的電纜工況監測方法，其特征在于，為注入測試信號后第i個采集點采集到的方波信號的首個過零點的時刻。
10.根據權利要求7所述的電纜工況監測方法，其特征在于，為測試信號的注入時刻，以及測試信號傳輸到第i個采集點用時的累加值。
...【技術特征摘要】
1.一種電纜工況監測系統，其特征在于，包括信號發生機構、信號采集機構和控制機構；
2.根據權利要求1所述的電纜工況監測系統及監測方法，其特征在于，所述信號發生機構包括調壓單元、整流單元和逆變單元；
3.根據權利要求1所述的電纜工況監測系統及監測方法，其特征在于，所述第一采集裝置和所述第二采集裝置均包括電流互感器、降噪濾波單元和運放單元；
4.根據權利要求1所述的電纜工況監測系統及監測方法，其特征在于，所述控制機構還用于控制所述信號發生機構所輸出測試信號的大小和頻率。
5.一種電纜工況監測方法，其特征在于，包括：
6.根據權利要求1所述的電纜工況監測方法，其特征在于，獲取電纜工況數據集的方法包括：
7.根據權利要求1或6...
【專利技術屬性】
技術研發人員：季國劍，梁建立，郭志宇，王國亮，周慧杰，張志遠，
申請(專利權)人：國網河南省電力公司鄭州供電公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。