[发明专利]一种电缆护层感应电压的在线测量装置

说明书

本发明适用于电力测量技术领域，提供了一种电缆护层感应电压的在线测量装置，不采用PT进行电气隔离，而是直接将金属护层的感应电压连接到测量板的检测电路进行测量，测量板由隔离电源供电，通过隔离串口的方式把测量结果传输给后端的主控板，从而达到信号采集端与后端控制端的电气隔离效果。由于直接与电缆的金属护层电连接采集信号，不受感应电压大小的影响，测量灵敏度高，准确度高，及时发现潜在故障隐患，为电缆运行单位调整优化电缆线路接地方式和护层保护器选型提供技术依据和参考，可有效预防运行事故发生，延长中高压交联电缆线路运行寿命。

技术领域

本发明涉及电力测量技术领域，尤其涉及一种电缆护层感应电压的在线测量装置。

背景技术

单芯电力电缆的线芯流过交变电流时，交变电流的周围产生交变的磁场，形成与电缆回路相交链的磁通，该磁通同时与电缆的金属护套相交链，因此，在金属护套上将会产生感应电压。该感应电压和电缆的长度有关，长度越长，感应电压越高。

为了电缆的运行安全，国标规定，交流单相电缆的金属护层必须直接接地，且在金属护层上任一点非接地处的正常感应电压，应符合下列规定：未采取不能任意接触金属护层的安全措施时，不得大于50V；除此外，不得大于100V。实际运行中，由于出现接地故障等原因，导致护层感应电压异常升高。因此对护层感应电压或接地环流的在线监测，对电缆的安全运行有重要意义。

常规的护层感应电压或接地线环流在线监测装置，如图1所示，采用电容分压器分压，采用CT(电流互感器)或PT(电压互感器)对输入信号进行电气隔离，同时也进行电压变换，送入测量电路进行测量，最后通过通讯模块把测量结果传送到监控平台。如专利CN204575733U、CN209198494U、CN209296797U、CN101825657B都是采用CT或PT感应电缆上的电压或电流送入检测电路进行检测。

但是由于PT是基于电磁感应原理工作，初级必须有足够的电流才能够产生感应磁场，次级才能感应出对应的电压。该电流标称通常为2mA。而电容分压器的耐高压电容不能够做得很大，因此容抗较高，分压器输出电流很小，导致PT的初级输入电流很小。例如：分压器电容为0.1uF,感应电压频率为50Hz，则容抗为31.8k；当感应电压达到50V时，此时电流为1.57mA，已经低于2mA。如果感应电压更低，则分压器输出的电流就会更小。当PT初级输入电流不足时就会导致PT的次级输出线性度差，精度差，从而导致整个测量装置不灵敏，准确度低。经过实际验证，当感应电压低于10V时，采用PT的常规监测设备测量结果误差非常大，甚至完全无法测出电压。

发明内容

本发明的目的是提供一种电缆护层感应电压的在线测量装置，采用测量板加主控板的方式替换PT采集的方式，测量板通过无线传输的方式将检测信号传输给主控板，以达到采用PT的电气隔离的目的。由于不采用PT，电缆金属护层上的感应电压信号直接经电容分压器分压后输入检测电路进行信号检测，避免了PT必须要有较大的输入电流才能被检测到的缺陷；采用高输入阻抗的测量电路，不需要大的输入电流，当感应电压比较小，分压器输出电压低，输出电流小的情况下仍然能够正常测量。从而解决了采用PT在同样条件下测量灵敏度差，准确度低，甚至无法测量的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种电缆护层感应电压的在线测量装置，包括电连接线，分压器，测量板和主控板，其中，测量板包括测量板CPU、测量电路以及与主控板无线通讯的通讯模块；主控板包括主控板CPU以及与测量板无线通讯的通讯模块；测量电路包括高输入阻抗同相放大器、有源整流电路以及滤波电路；CPU还包括AD转换模块。所述测量电路将经过滤波的信号传输给测量板CPU的AD转换模块，AD转换模块将模拟信号转换为数字信号并发送给CPU处理器，CPU处理器将接收到的数字信号进行分析处理得到感应电压大小并通过无线通讯模块传输给主控板。

进一步地，测量板上还设置了隔离开关电源，由主控板的电源模块通过隔离开关电源为测量板供电。

进一步地，主控板还包括与控制中心通讯的通讯模块。