AI绝缘预警系统

所属分类：AI绝缘预警系统

YTV电缆AI故障预警系统采用超低频电压注入方式，周期性在线测量系统内各条电缆的绝缘等效阻抗，能够有效绘制出各电缆绝缘变化曲线，结合高精度的传感体系及智能化的算法，针对于电缆绝缘故障可以有效的进行预警，避免故障的发生。

关键词：企业用电质量 / 公共配电网

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AI绝缘预警系统详情介绍

　　一、产品简介

　　二、产品概述

　　(1)产品原理

　　电缆AI故障预警系统中的电缆绝缘阻抗在线监测运用超低频注入法，在运行电缆中施加不高于500V的超低频(0.1Hz)电压信号，采用绝缘阻抗采集终端测量屏蔽层的微安级泄漏电流，测算出电缆绝缘阻抗。

　　电缆绝缘监测柜主控制器通过通讯网络，在到达预定监测时刻，由上位机发送工作指令，在满足系统稳定运行条件下，接触器合闸，超低频电压信号经超低频耦合器耦合至系统母线，待注入电压信号结束后，接触器分闸，注入结束。布置于各线路电缆屏蔽层上的绝缘阻抗采集终端也同步接收到工作指令，将注入过程中微安级的超低频泄漏电流采集入终端缓冲区。注入工作完成后，上位机将通过通讯网络依次索取缓存在各采集终端的泄漏电流数据，对各线路进行系统性分析判读。当控制器接收到注入指令后，母线零序电压超标，系统不具备注入条件，注入取消。

　　采集终端内的电缆绝缘阻抗在线监测、电缆外绝缘层绝缘监测、电缆护层环流监测采用独立采集模块，共用处理平台，在将数据处理后合并上传至后台数据分析中心。后台数据中心对监测数据进行AI模式识别判断后提示各线路的电缆故障预警信息。

　　局放模块由超声波和暂态地电压传感器，信号采集终端组成。传感器前端负责采集局放信号，转换成测量电路的电信号发送给信号采集终端，信号采集终端通过滤波放大等一系列的处理，判断信号是否为局放脉冲信号，判断后进行智能化学习并把真实信号通过无线上传给站端采集平台，系统数据流如下图所示：

　　超声波和TEV两种信号通过各前端电路模块处理，由FPGA完成数字信号的抽取和计算，发送给嵌入式处理器。处理器负责处理这些数字信号，经过频谱分析，相位纠正，背景噪声消去等算法，将柜内的局放信号图谱“投放”到检测软件上。

　　同步信号模块，用于从开关柜运行的电信号中提取正确的工频相位，使得所测得的局放信号能同步此相位，有助于局放图谱分析和放电性质判断。

　　存储系统使用内置的存储芯片，将一长段时间内的局放值和图谱存储在系统中，用于历史查阅和趋势对比等。由于绝缘老化破坏所产生的局放信号强度一般都有渐进的过程，因此存储的历史数据将对于隐患的趋势性判断会有很大的帮助。

　　产品特点及核心元件

　　产品特点

　　该电缆AI故障预警系统是一种集合电缆绝缘阻抗在线监测、电缆外绝缘层绝缘监测、电缆屏蔽层环流监测的电缆故障综合预警系统，应用于12kV中性点不直接接地系统。

　　采集终端具有较高的采样精度，以及超宽的电流检测能力，采集终端由外置低压电源集中供电，供电与通讯线采用屏蔽电缆，具有较高通讯的抗干扰能力，同时安装便捷、结构紧凑。

　　系统综合电缆局放监测数据(包括高频脉冲电流传感器、局放超声波传感器、地电波传感器等边缘计算数据)、绝缘等效电阻监测数据及保存在数据中心的历史数据，采用AI算法(包括FUZZY矩阵算法等)，系统根据AI计算结果,对于异常情况(包括偶发数据异常，电缆绝缘出现劣化等)系统自动改变监测策略(如加大监测动作频次等)，并形成电缆运行状态的最终预警判断结论。

　　核心元件

　　1、超低频电源

　　绝缘注入超低频电源，采用大功率变压器升压，再经过斩波、整流、滤波，电压电流反馈，由控制单元实现0.1Hz及以下的超低频电源输出，其最大输出电压可达700V，最大输出电流20A。

　　2、超低频电源保护装置

　　超低频电源保护装置与单相高压真空接触器组，构成超低频电源的一次保护系统，可以在系统发生单相接地故障时，及时旁路超低频电源所受的一次高压冲击，超低频电源保护装置可以承受尖峰电压50KV，依据不同的系统规格，有效通过电流最高可达150A(100mS)。

　　3、电缆绝缘采集终端

　　电缆绝缘采集终端具备电缆绝缘超低频泄露uA级电流、电缆外护层mA级泄流电流、102A量级的电缆屏蔽层接地环流同时检测能力，最高采集精度达到1%。电缆绝缘超低频泄露采用磁通门微磁检测技术，对流经电缆屏蔽层的泄露电流实现非侵入测量。

　　4、注入耦合器

　　注入耦合器是将低压超低频信号叠加到中压母线上的关键部件，超低频通流能力不小于30A，直流阻抗小于20欧姆，并满足12kV电压等级。

　　5、注入主控制器

　　采用32位高性能ARM处理器，并通过Ⅳ级电磁兼容型式试验。注入主控制器是注入环节的控制系统，在接收到管理后台注入指令后，通过控制高压接触器将超低频电压信号由注入耦合器叠加到中压系统;同时实时监测系统运行情况，一旦出现供电系统故障，中止注入，并在40ms内退出系统。

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