万方数据基于FPGA的电力电缆接头局部放电在线监测系统余崔军朝1，季翔1，宏1，杨文虎3，梁红军2，郑晓泉3引言电缆局部放电在线监测技术术¨．s-，基本解决了现场局部放电测试的关键——Monitoringamy(FPGA)，a交联聚乙烯(xLPE)绝缘电力电缆具有良好的电性能和热性能，并且结构简单，制造周期短，工作耐受温度高，无油，敷设方便，因而被广泛应用于电力系统的各个电压等级中。但是当它使用到一定年限后可能出现内部绝缘缺陷(特别是电缆的连接头和终端头部位)，这种缺陷因局部放电腐蚀而逐渐扩大，最终必然导致绝缘击穿而造成电网停电事故。高电压等级xLPE电缆绝缘中的局部放电造成的危害更应引起人们的关注，局部放电水平已成为高压xLPE电缆重要的技术指标，而且要求愈加严格¨一。。因此对运行中的交联电缆绝缘缺陷检测方法的研究就显得尤为迫切。快速、准确地检测出电缆绝缘存在的隐患，可以及时采取必要的应对措施，减少停电等带来的经济损失，因此具有十分重要的意义。由于电缆中间接头连接盒是在现场人工安装和制作，其绝缘性能受到安装人员个人技术、天气、周围环境等各种因素影响，极易造成绝缘缺陷，因而局部放电引起的电缆故障大多发生在电缆接头中。研究证明，采集电缆中间接头局部放电信号比采集电缆本体信号灵敏度高¨1，因此在线检测电缆局部放电的传感器安装在接头附近时，采集接头的局部放电会获得较高灵敏度。近年来国内外研究出的局部放电检测方法比较多，例如根据信号采样方式不同，分为超声法、脉冲电流法、超高频频谱分析法等”咱1。我们已有电缆接头局部放电在线检测的技抗干扰问题。它是利用两个宽频带Rogow8ki线圈结构的电流传感器直接套在电缆接头两端同时提取信号，然后经过宽频放大器，进入安装在工控机上的数据采集系统，最后用Labview语言编制的软件进行数据处理，抗干扰措施可综合应用极性鉴别、频谱分析、阈值设定，以及相位开窗、数字滤波等辅助手段一1。但是这种系统只用于现场短时在线检测，不2009年第2期电线电缆(1．驻马店供电公司，河南驻马店463000；2．西安博源电气有限公司，陕西西安7l0054；3．西安交通大学电气绝缘研究中心，陕西西安710049)摘要：如果局部放电长期存在，会逐渐导致局部绝缘缺陷扩大并最终损坏电缆绝缘，影响电力系统运行的安全性和连续性。本文基于现场可煽程门阵列(FPGA)实时数据采集技术，研制出了一套可在线长期监测电缆接头局部放电的系统，经实验宣模拟和现场测试，证明其能捕捉局部放电信号，可为预防电缆系统绝缘故障提供参考。关键词：交联聚乙烯绝缘电力电缆；局部放电；FPGA；在线监测文章编号：1672_6901(2009)02一0036-04Ba鼬dspJieeOl收稿日期：2008．11．10作者简介：余翔(1967一)，男，硕士，高级工程师．作者地址：河南驻马店市解放路363号[463000]．Wire＆Cable2009年4月中图分类号：TM206；TM247．1文献标识码：Aon-LinePDSystemforPowerCableSpliceFPGAYUXiang。etal(Zhumadian463000，china)PD(partialdischarge)ondeveloped．L童bo粕foIyNo．22009ElectricApr．，2009Company，ZhumadianAbstract：IfXLPEcablespliceexist8longtime，tlledefectmayexpandslowlyandeventIIallyde8tmytllein8u18tion，whichwilla妊奄ctadverselysafetyreliabilityofthepowersystem．Ba8ed弛al-timed砒aacquisitiontechniqueby6eldpmgmmmablegateon—linemonitoringsy8temxLPEcab】einservicemode】ingfieldmeasurementdemonst阳tedtha￡8ignal8beacquiredaccurately8y8tem，whichusedp地ventionin8ulationfault．Keywords：XLPEcable；PD；FPGA，on—lineonnewwa8acan万方数据删咖哥铲FPGA实时数据采集系统电路、调理电路等组成，内部的结构如图2所示。选择通道电路，选择其中的两路，进入放大电路信号3测试结果与分析能长期在线监测电缆接头的局部放电。而长期的局部放电监测，能够发现局部放电的发展规律，预估寿命及为检修提供可靠的参考。现场可编程门阵列¨训(FPGA)器件是近几年来发展迅速的一种大规模集成电路，既有门阵列的高