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《基于接地线电流法的多线路电缆绝缘在线监测系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2009年第7期仪表技术33基于接地线电流法的多线路电缆绝缘在线监测系统设计郭大江,陈泉林(上海大学通信与信息工程学院,上海200072)摘要:基于接地线电流法,文章提出并设计了一套多线路电缆绝缘在线监测系统。它由中心服务器和多个分布式终端节点组成,采用GPRS无线通信方式进行数据传输。系统具有成本低、安装方便、可扩展性强及简单有效等特点。关键词:GPRS;XLPE;在线监测;接地线电流中图分类号:TM930文献标识码:B文章编号:1006-2394(2009)07-0033-03TheDesignofCableInsulationPerformanc
2、eOnlineMonitoringSystemBasedonGroundingCurrentDetectingMethodGUODajiang,CHENQuanlin(SchoolofCommunicationandInformationEngineering,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract:INthispaper,asystemisdesignedtomonitorthecableinsulationperformancebasedongroundingcurrentmethod.Itiscomposedofonece
3、nterserverandanumberofdistributedendnode,whichcommunicationisrealizedbyusingtheGPRSwirelesstechnology.Thissystemisatlowcos,teasytorealize,andcanbeoperatedsmoothly,safelyandreliably.Keywords:GPRS;XLPE;onlinemonitoring;groundingcurrent11接地线电流法的应用分析i=U/R+(1)2fCXLPE电缆主绝缘在运行过程中将流过一定的电容电流,在老化过程中其电容量将
4、呈增加趋势,接地线电流也将增大,通过在线监测单相电力电缆的接地电容或三相电力电缆的接地不平衡电流,即可实时监测电缆的运行状态,防止电缆绝缘事故的发生。这种利用系统设备在线监测接电线电流来综合评估电缆绝缘(a)单芯运行中高压电缆示意图老化状况的方法,我们称为接地线电流法。以单相电力电缆为例,如图1(a)所示,当电缆接入GIS端时,设其在某一运行时刻交流电压为U,频率为f,电缆通过金属屏蔽层接地,则电缆线芯与接地的金属屏蔽层之间将存在交流压降U。如图1(b)所示,导体与金属屏蔽层之间绝缘层可等效成无数个分布电阻、分布电容组成的电路网络;正常情况下,该电阻网络的阻抗电阻最少都在几十兆欧以上。(b)
5、导体与金属屏蔽层间等效电路图进一步,我们可以将无数个电容及电阻并联组成图1单相电力电缆接地线电流计算模型的电路网络看成一个等效电阻R及电容C组成的模型,则接地电流i与U、R、C及f将有如下关系:当电缆整体老化或受潮时,分布参数C将均匀增收稿日期:2008-12作者简介:郭大江(1975),男,工程师,工程硕士在读,长期致力于电力电缆运行状态在线监测系统技术及相关产品的研发;陈泉林,副教授。34仪表技术2009年第7期大,R将均匀减小,而对于同一电缆来说,运行电压U地或多点接地,在每一个接地点,都加入如图3所示的及频率f则相对稳定。由式(1)可见,接地线电容电流电流检测单元,每
6、个节点系统都将有一个或多个电流i必然会增大,增大的幅度对电容量C的变化非常敏检测单元。感。用同样的方法分析可知,三相电力电缆接地不平衡电流同样可反映电缆护层的缺陷状况,并且其灵敏度明显高于检测单相电缆接地电容电流。因此,无论是多点接地还是单点接地,无论是检测三相电缆还是单相电缆,对接地线电流的在线监测成为系统设计的关键。2系统整体方案设计图3接地线电流检测节点原理框图系统整体上采用星形拓扑结构,服务器用查询方节点系统包括电流检测单元、信号变换单元、AD式与节点系统通讯,即由系统软件根据服务器与节点转换单元、单片机系统、GPRS通信单元等几个部分,间的通讯协议进行点名式数据查询。如图4所示
7、。电缆在线监测系统实际上是对运行电缆的各种状态量进行实时在线检测,并将检测到的数据,以电缆实际绝缘特性参数为依据,对电缆绝缘状态进行综合评判的一种系统。由于在实际应用中各条线路之间或接地线之间距离比较远,采用无线GPRS/CDMA的通信方式较现场总线通信方式,无论在可靠性、距离,还是性价比上都有较大的提高。如图2所示,系统由多个节点组成,每个节点可以图4节点硬件系统设计同时监测就近的一相或多相接地电流。节点
