一種電纜絕緣數據在線采集處理系統的制作方法
【技術領域】
[0001]—種電纜絕緣數據在線采集處理系統，屬于電纜故障檢測技術領域。
【背景技術】
[0002]電纜是電力行業中必不可少的傳輸器件，電纜絕緣的好壞是影響電纜安全可靠運行的關鍵因素，在電纜的實際運行過程中，大部分電纜故障是由于電纜絕緣發生劣化引起的。電纜在結構上普遍包括外部的絕緣層以及屏蔽層，當絕緣層發生破損時，電纜的絕緣性能會下降。電纜與接地端時間可等效有接地電阻和接地電容，當電纜性能下降時，接地電阻和接地電容的豎直均會發生變化。
[0003]現有的電纜絕緣測試方法，是在屏蔽層與接地端斷路之后，向屏蔽層中注入大電壓對電纜的絕緣性能進行測試，由于電纜在運行過程中，要求屏蔽層必須接地，且相屏蔽層注入電壓的電壓值不能超過50V，因此在現有技術中無法對電纜的絕緣性能進行在線測試，必須要將電纜停電之后進行，而一旦將電纜停電，會對大量的用戶的用電造成影響，甚至會造成不可估量的經濟損失。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供一種可以在線對電纜的絕緣狀態進行檢測，避免了現有技術中需要停電進行電纜絕緣檢測的弊端的電纜絕緣數據在線米集處理系統。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:該電纜絕緣數據在線采集處理系統，其特征在于:控制電路至少包括:
數據采集端，包括零序信號采集模塊和絕緣信號采集模塊，分別用于采集電纜的零序信號和絕緣信號；
數據處理端，包括幅值采集處理模塊，其輸入端連接零序信號采集模塊和絕緣信號采集模塊，用于采集、提取和切換電纜的零序信號以及絕緣信號的幅值數據；
和相位采集處理模塊，其輸入端連接零序信號采集模塊和絕緣信號采集模塊，用于采集、提取和切換電纜的零序信號以及絕緣信號的相位數據；
以及中央處理單元，其輸入端分別與幅值采集處理模塊和相位采集處理模塊的輸出端相連。
[0006]優選的，所述的零序信號采集模塊，包括:
零序電流采集模塊，其輸入端與電纜中零序電流互感器的二次側相連，用于采集得到零序電流幅值數據和零序電流相位數據并分別送至幅值采集處理模塊和相位采集處理模塊；
零序電壓采集模塊，其輸入端與電纜中零序電壓互感器的二次側相連，用于采集得到零序電壓幅值數據并送至幅值采集處理模塊。
[0007]優選的，所述的絕緣信號采集模塊， 絕緣電流采集模塊，其輸入端與絕緣信號互感器的二次側相連，用于采集得到絕緣電流幅值數據和絕緣電流相位數據并分別送至幅值采集處理模塊和相位采集處理模塊；
絕緣電壓采集模塊，其輸入端與絕緣信號互感器的二次側相連，用于采集得到絕緣電壓幅值數據和絕緣電壓相位數據并分別送至幅值采集處理模塊和相位采集處理模塊。
[0008]優選的，所述的零序電流采集模塊包括依次相連的零序電流帶通濾波器、零序電流跟隨電路、零序電流信號比較電路以及零序電流波形整形電路；
零序電流帶通濾波器輸入端連接所述的零序電流互感器，零序電流波形整形電路輸出端引出零序電流相位數據與相位采集處理模塊相連，零序電流跟隨電路輸出端同時引出零序電流幅值數據與幅值采集處理模塊相連。
[0009]優選的，所述的絕緣電壓采集模塊包括依次相連的絕緣電壓帶通濾波電路、絕緣電壓跟隨電路、絕緣電壓比較電路、絕緣電壓整形電路、絕緣電壓降幅電路以及絕緣電壓高速比較電路；
絕緣電壓帶通濾波電路與絕緣信號互感器相連，絕緣電壓高速比較電路的輸出端引出絕緣電壓相位數據與相位采集處理模塊相連，自絕緣電壓跟隨電路的輸出端同時引出絕緣電壓幅值數據與幅值采集處理模塊相連。
[0010]優選的，所述的絕緣電流采集模塊包括依次相連的絕緣電流比較電路、絕緣電流帶通濾波電路、絕緣電流跟隨電路、絕緣電流二次比較電路、絕緣電流整形電路以及絕緣電流高速比較電路；
絕緣電流比較電路與絕緣信號互感器相連，絕緣電流高速比較電路的輸出端引出絕緣電流相位數據與相位采集處理模塊相連，自絕緣電流跟隨電路的輸出端同時引出絕緣電流幅值數據與幅值采集處理模塊相連。
[0011]優選的，所述的零序電流采集模塊包括零序電壓帶通濾波電路和零序電壓跟隨電路，零序電壓帶通濾波電路與零序電壓互感器相連，零序電壓跟隨電路輸出端引出零序電壓幅值數據與幅值采集處理模塊相連。
[0012]優選的，所述的幅值采集處理模塊包括:
幅值采集切換模塊，用于接收和切換輸出電纜的零序電流幅值數據、零序電壓幅值數據、絕緣電流幅值數據、絕緣電壓幅值數據；
真有效值轉換模塊，其輸入端與幅值采集切換模塊輸出端相連，用于轉換幅值采集切換模塊輸出的數據；
模數轉換模塊，其輸入端連接真有效值轉換模塊輸出端，其輸出端連接中央處理單元。
[0013]優選的，所述的相位采集處理模塊包括:
兩組異或門電路:兩組輸入端分別接收絕緣電流相位數據以及絕緣電壓相位數據、零序電流相位數據以及一路標準方波數據；
相位采集切換模塊，其輸入端分別接入兩組異或門電路的輸出端，其輸出端連接中央處理單元。
[0014]優選的，所述的絕緣信號互感器包括一個采用泡沫和金材質制成的芯體，以及纏繞在該芯體上的兩組線圈，其中一組線圈連接在電纜屏蔽線以及接地端之間，另一組線圈連接絕緣電流采集模塊和絕緣電壓采集模塊以及用于向屏蔽層注入22Hz電壓信號的電壓注入裝置。
[0015]與現有技術相比，本發明所具有的有益效果是:
1、通過本電纜絕緣數據在線采集處理系統，實現了在線對電纜的絕緣狀態進行監測，可以在線對電纜的絕緣狀態進行檢測，避免了現有技術中需要停電進行電纜絕緣檢測的弊端，有助于及時發現電纜絕緣故障，保證了電纜的安全、可靠運行。
[0016]2、通過電纜絕緣數據在線采集處理系統中的零序電流采集模塊、零序電壓采集模塊、絕緣電流采集模塊和絕緣電壓采集模塊，可以分別對電纜中的各個參數的幅值和相位數據進行采集和分析，電纜絕緣的判據更加充足，判定結果更為準確。
[0017]3、通過在復制采集模塊中設置幅值采集切換模塊，可以根據設定間隔將接收到的數據進行循環輸出，同時設置真有效值轉換模塊，實現了同時對22Hz和50Hz的信號進行有效值轉換。
[0018]4、通過設置泡沫合金材質的絕緣信號互感器，在實際測量時，可以實現22Hz電壓信號的注入和接收，通過對接收到的數據實現了電纜絕緣在線判斷。通過將注入電壓的頻率設為22Hz，可以有效避免與電纜內本身的信號進行混雜，保證了信號接收和提取的有效性。
【附圖說明】
[0019]圖1為電纜絕緣數據在線采集處理系統原理方框圖。
[0020]圖2為電纜絕緣數據在線采集處理系統幅值采集處理單元原理方框圖。
[0021]圖3為電纜絕緣數據在線采集處理系統相位采集處理單元原理方框圖。
[0022]圖4為電纜絕緣數據在線采集處理系統零序電流采集模塊原理方框圖。
[0023]圖5為零序電壓采集模塊原理方框圖。
[0024]圖6為電纜絕緣數據在線采集處理系統絕緣電流采集模塊原理方框圖。
[0025]圖7為電纜絕緣數據在線采集處理系統絕緣電壓采集模塊原理方框圖。
[0026]圖8~10為電纜絕緣數據在線采集處理系統供電單元電路原理圖。
[0027]圖11為電纜絕緣數據在線采集處理系統通訊單元電路原理圖。
[0028]圖12為電纜絕緣數據在線采集處理系統存儲單元電路原理圖。
[0029]圖13為電纜絕緣數據在線采集處理系統模數轉換單元電路原理圖。
[0030]圖14~17為電纜絕緣數據在線采集處理系統供電單元電路原理圖。
[0031]圖18為電纜絕緣數據在線采集處理系統絕緣電流采集模塊電路原理圖。
[0032]圖19為電纜絕緣數據在線采集處理系統絕緣電壓采集模塊電路原理圖。
[0033]圖20為電纜絕緣數據在線采集處理系統零序電流采集模塊電路原理圖。
[0034]圖21為電纜絕緣數據在線采集處理系統零序電壓采集模塊電路原理圖。
[0035]圖22為電纜絕緣數據在線采集處理系統幅值采集處理模塊電路原理圖。
[0036]圖23為電纜絕緣數據在線采集處理系統相位采集處理模塊電路原理圖。
【具體實施方式】
[0037]圖1~23是本發明的最佳實施例，下面結合附圖1~23對本發明做進一步說明。
[0038]電纜絕緣數據在線采集處理系統，設置有一外殼，在外殼內設置有本電纜絕緣數據在線采集處理系統的控制電路，如圖1所示，電纜絕緣數據在線采集處理系統的控制電路包括:中央處理單元以及與中央處理單元相連的數據處理端，與數據處理端連接的數據采集端，數據采集端采集電纜的絕緣數據，經數據處理段處理之后送