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申请/专利权人：南方电网科学研究院有限责任公司电网技术研究中心;哈尔滨理工大学

摘要：一种基于向量法的超高压XLPE电缆绝缘在线监测装置及监测方法属于电缆在线监测技术领域；现有技术难以区分零序电流和电缆绝缘的泄露电流；本装置包括三相电源的输出端分别通过各相XLPE电缆与各相负载的输入端连接，各相负载与地GND连接，在每相XLPE电缆的首端和末端均连接有对应的首端穿心差分式CT和末端穿心式CT；每相末端穿心式CT均通过一个电阻与FPGA连接，FPGA通过每相的电压控制电流源与每相的首端穿心差分式CT连接；每相首端穿心差分式CT与一个电阻连接，三相首端穿心差分式CT串联与FPGA连接，FPGA与计算机双向连接；实现三相泄露电流的测量；本方法通过对比分析三相泄露电流与参考相泄露电流的向量关系，实现了XLPE电力电缆绝缘状态的准确评价。

主权项：1.一种基于向量法的超高压XLPE电缆绝缘在线监测方法，其特征在于，其依托实现的一种基于向量法的超高压XLPE电缆绝缘在线监测装置，该在线监测装置包括三相电源、A相XLPE电缆、A相首端穿心差分式CT、A相末端穿心式CT、A相负载、B相XLPE电缆、B相首端穿心差分式CT、B相末端穿心式CT、B相负载、C相XLPE电缆、C相首端穿心差分式CT、C相末端穿心式CT、C相负载、FPGA和计算机；所述三相电源的输出端分别通过各相XLPE电缆与各相负载的输入端连接，各相负载与地GND连接，在每相XLPE电缆的首端和末端均连接有对应的首端穿心差分式CT和末端穿心式CT；所述A相末端穿心式CT的测量绕组输出端通过电阻RA与FPGA的输入端连接，所述FPGA的输出端通过A相电压控制电流源与A相首端穿心差分式CT的电流补偿绕组输入端连接，所述A相首端穿心差分式CT的测量绕组输出端与电阻R1连接；所述B相末端穿心式CT的测量绕组输出端通过电阻RB与FPGA的输入端连接，所述FPGA的输出端通过B相电压控制电流源与B相首端穿心差分式CT的电流补偿绕组输入端连接，所述B相首端穿心差分式CT的测量绕组输出端与电阻R2连接；所述C相末端穿心式CT的测量绕组输出端通过电阻RC与FPGA的输入端连接，所述FPGA的输出端通过C相电压控制电流源与C相首端穿心差分式CT的电流补偿绕组输入端连接，所述C相首端穿心差分式CT的测量绕组输出端与电阻R3连接；所述电阻R1通过一条电线串联电阻R2和电阻R3后连接到AD转换器，电阻R1与AD转换器连接，所述AD转换器与FPGA的输入端连接，所述FPGA与电阻R3通过AD转换器连接，所述FPGA与计算机双向连接； 为流过A、B、C相XLPE电缆绝缘的泄露电流；为当A、B、C相电缆绝缘完好时和的向量和，与相差180°；分别为C、A、B相电缆绝缘故障时的三相泄露电流；XLPE电缆绝缘故障的判断依据为：当XLPE电缆某一相电缆绝缘故障时，该相的泄露电流将比其余完好相电缆绝缘的泄露电流大，此时电缆绝缘的三相泄露电流不为零，三相绝缘泄露电流将与故障相泄露电流同相位，通过对比三相泄露电流与参考相的泄露电流相位关系判断出具体哪一相电缆出现故障，依据三相泄露电流与参考相的泄露电流幅值关系判断出故障相的绝缘状态；所述FPGA与电阻RA、电阻RB及电阻RC均通过AD转换器连接；所述FPGA与A相电压控制电流源、B相电压控制电流源及C相电压控制电流源均通过DA转换器连接；在线监测方法包括以下步骤：步骤a、三相电源接通电源，电能分别通过各相的XLPE电缆传输到各相负载；步骤b、通过C相首端穿心差分式CT的测量绕组检测C相XLPE电缆线芯处的参考相泄露电流信息，经过电阻R3将参考相泄露电流信息转换为参考相泄露电压信息，通过AD转换器将参考相泄露电压信息转换为数字参考相泄露电压信息传输到FPGA中，通过计算机显示，用于实现参考相泄露电流的测量；步骤c、通过各相首端穿心差分式CT的测量绕组检测三相XLPE电缆线芯处的三相泄露电流信息，经过电阻R1、电阻R2和电阻R3将三相泄露电流信息转换为三相泄露电压信息，通过AD转换器将三相泄露电压信息转换为数字三相泄露电压信息传输到FPGA中，通过计算机显示，以三相泄露电流信息与参考相泄露电流信息对比作为评价参数，实现XLPE电力电缆绝缘状态的评价，能够判断出具体那一相XLPE电缆出现故障和故障相的绝缘状态；步骤d、通过各相的末端穿心式CT的测量绕组检测负载电流信息，通过每相末端穿心式CT的测量绕组输出端的电阻将负载电流信息转换为负载电压信号，并将所述负载电压信号传输到FPGA中，通过计算机进行显示，用于实现负载电流的测量；步骤e、FPGA根据将实时接收的所述负载电压信号传输到各相的电压控制电源中，各相的电压控制电源将电压信号转换为电流信号，传输到各相首端穿心差分式CT的电流补偿绕组中，经过各相首端穿心差分式CT的电流补偿绕组磁路补偿消除负载电流信号，通过各相首端穿心差分式CT的测量绕组测量到各相XLPE电缆绝缘本体的实际泄露电流信息，经过电阻R1、电阻R2和电阻R3将实际三相泄露电流信息转换为实际三相泄露电压信号，经过AD转换器将实际三相泄露电压信息转换为数字实际三相泄露电压信号，将所述数字实际三相泄露电压信号传输到FPGA中，通过计算机进行显示，用于实现实际三相泄露电流的测量。

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