本发明属于电缆绝缘测量技术领域，尤其是涉及一种基于Matlab的电缆绝缘自动化监测系统及使用方法。

背景技术：

电力系统当中，高压电缆担负着传输配送电能的任务,高压电缆运行的可靠性和安全性将直接决定着系统能否正常的运行。电缆在运行中长期受到化学腐蚀、电场、环境、热效应等各种内外界因素影响其本身具有的绝缘品质就会发生裂化现象。通常电缆是铺设在地面之下的,所以一旦这些电缆出现事故的时候所花费的时间、金钱等成本等都会增加,一旦出现停电的现象那么带来的损失将是无法估量的。所以为了提高高压电缆在供电方面的可靠性,尽量减少因为出现故障而引起的损失,那么对高压电缆进行绝缘诊断和检修则显得尤为重要,而在这其中首先就是应该去将高压电缆出现的问题发现于萌芽状态,从而保证整个电缆运行安全和健康。目前，可以通过杨氏模量测试来检测电缆绝缘聚合物材料的老化程度，通过泄漏电流测试来检测电缆的泄漏电流，上述两种方式能够分析得出电缆的老化、绝缘情况。经过检索，还没有一种将杨氏模量、泄漏电流结合在一起并形成自动化测量的系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供将杨氏模量检测、泄漏电流检测结合在一起，并通过MATLAB系统实现电缆的老化、绝缘分析的一种基于Matlab的电缆绝缘自动化监测系统。

本发明所采用的具体技术方案如下：

一种基于Matlab的电缆绝缘自动化监测系统，其特征在于：包括杨氏模量测试单元、泄漏电流测试单元、电缆固定单元、控制单元和上位机，杨氏模量测试单元和泄漏电流测试单元的测试端均连接所述电缆固定单元，杨氏模量测试单元和泄漏电流测试单元的输出端均连接控制单元的一端，控制单元的另一端连接所述上位机；

所述电缆固定单元用于固定待测量样品且连接电源，杨氏模量测试单元用于检测待测量样品的绝缘材料的老化程度，泄漏电流测试单元用于检测待测量样品的泄漏电流，控制单元用于采集杨氏模量测试单元和泄漏电流测试单元的输出并与上位机进行通讯；

所述监测系统的使用方法包括以下步骤：

⑴初始化控制单元的RS485接口；

⑵启动上位机的MATLAB交互模块；

⑶进入标准样品测量模式，

如果进入，则调用标准样品检测过程；

如果不进入，则调用待测量电缆检测过程；

标准样品检测过程包括以下步骤：

⑴启动信息设置界面，设置标准样品信息；

⑵等待电缆固定单元中放入标准样品；

⑶检测测量条件是否就绪；

⑷启动测量控制程序；

⑸向控制单元发送测量控制参数和命令；

⑹接收到控制单元返回测量值；

如果接收到，则存储测量值，进入下一步骤；

如果未收到，则回到步骤⑸；

⑺标准样品测量完成；

如果完成，则进入待测模式；

如果未完成，则返回步骤⑴；

待测量电缆检测过程包括以下步骤：

⑴启动待测量电缆设置界面进行设置；

⑵检测待测量电缆是否安装就绪；

⑶检测待测量电缆预测状态；

⑷启动测量控制程序；

⑸接收到控制单元返回测量值；

如果接收到，则进入下一步骤；

如果未收到，则回到步骤⑶；

⑹根据测量值分析绝缘情况；

⑺进入待测模式。

本发明的优点和有益效果是：

本发明中，通过杨氏模量测试单元检测电缆绝缘材料因老化导致的杨氏模量的变化，并通过控制单元传输到上位机，通过泄漏电流测试单元检测电缆绝缘材料因裂纹、介电性能改变等原因导致的泄漏电流的变化，并通过控制单元传输到上位机。通过各单元和上位机中MATLAB系统的相互结合，检测出电缆绝缘材料的老化情况，通过与标准数据的比较，能够分析出待测量电缆的老化状态，整个检测结果准确，自动化程度高，而且便于操作以及数据的存储、分析和输出。

附图说明

图1为本发明的检测原理图；

图2为图1的使用方法流程图。

具体实施方式

本发明通过以下实施例进一步详述，但本实施例所叙述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。

一种基于Matlab的电缆绝缘自动化监测系统，如图1、2所示，本发明的创新在于：包括杨氏模量测试单元、泄漏电流测试单元、电缆固定单元、控制单元和上位机1，杨氏模量测试单元和泄漏电流测试单元的测试端均连接所述电缆固定单元，杨氏模量测试单元和泄漏电流测试单元的输出端均连接控制单元的一端，控制单元的另一端连接所述上位机；

电缆固定单元用于固定待测量样品且连接电源，杨氏模量测试单元用于检测待测量样品的绝缘材料的老化程度，泄漏电流测试单元用于检测待测量样品的泄漏电流，控制单元用于采集杨氏模量测试单元和泄漏电流测试单元的输出并与上位机进行通讯。

Matlab将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。利用Matlab作为软件工具，可以及时的对采集到的测量信息进行处理并绘制相关的曲线，通过对曲线的分析，可以很精确直观的反映电缆的绝缘情况，并且这个过程可以自动完成，实现自动化。

杨氏模量测试单元可以使用市售的杨氏模量测试仪，泄漏电流测试单元可以使用市售的泄漏电流测试仪。电缆固定单元可以使用传统的电缆夹具。控制单元以微处理器为核心并配合周边电路，其中具有RS485通讯功能，该RS485通讯可以实现微处理器与供电端的真空开关控制器、电流测量等部件的通讯。上位机可以是服务器，也可以使用台式机、笔记本，其内置MATLAB系统。

上述监测系统的使用方法包括以下步骤：

⑴初始化控制单元的RS485接口；

⑵启动上位机的MATLAB交互模块；

⑶进入标准样品测量模式，

如果进入，则调用标准样品检测过程；

如果不进入，则调用待测量电缆检测过程；

标准样品检测过程包括以下步骤：

⑴启动信息设置界面，设置标准样品信息；

⑵等待电缆固定单元中放入标准样品；

⑶检测测量条件是否就绪；

⑷启动测量控制程序；

⑸向控制单元发送测量控制参数和命令；

⑹接收到控制单元返回测量值；

如果接收到，则存储测量值，进入下一步骤；

如果未收到，则回到步骤⑸；

⑺标准样品测量完成；

如果完成，则进入待测模式；

如果未完成，则返回步骤⑴；

待测量电缆检测过程包括以下步骤：

⑴启动待测量电缆设置界面进行设置；

⑵检测待测量电缆是否安装就绪；

⑶检测待测量电缆预测状态；

⑷启动测量控制程序；

⑸接收到控制单元返回测量值；

如果接收到，则进入下一步骤；

如果未收到，则回到步骤⑶；

⑹根据测量值分析绝缘情况；

⑺进入待测模式。

本发明中，通过杨氏模量测试单元检测电缆绝缘材料因老化导致的杨氏模量的变化，并通过控制单元传输到上位机，通过泄漏电流测试单元检测电缆绝缘材料因裂纹、介电性能改变等原因导致的泄漏电流的变化，并通过控制单元传输到上位机。通过各单元和上位机中MATLAB系统的相互结合，检测出电缆绝缘材料的老化情况，通过与标准数据的比较，能够分析出待测量电缆的老化状态，整个检测结果准确，自动化程度高，而且便于操作以及数据的存储、分析和输出。