CN102818593A - 一种电力电缆中间接头在线监测数据集送器 - Google Patents

一种电力电缆中间接头在线监测数据集送器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电力电缆中间接头在线监测数据集送器，用于电力电缆井中多个电力电缆中间接头微型监测装置的数据集中与转发，所述的数据集送器包括无线收发模块和公共无线网络通讯模块，所述的公共无线网络通讯模块采用公共无线网络通讯技术与电力电缆井外部监控室内的电力电缆中间接头在线监测系统主站进行通讯，所述的无线收发模块采用5.8G无线通讯技术与电力电缆中间接头微型监测装置进行通讯。通过上述方式，本发明提供的电力电缆中间接头在线监测数据集送器可以测量电力电缆井中环境温度和积水深度，同时将同一电力电缆井内多个电力电缆中间接头微型监测装置的数据集中与转发，实现了无线通讯方式转换。

Description

一种电力电缆中间接头在线监测数据集送器
技术领域
本发明属于电力电缆状态在线监测领域，特别涉及一种电力电缆中间接头在线监测数据集送器，用于电力电缆井中多个电力电缆中间接头微型监测装置的数据集中与转发。
背景技术
为了提高供电可靠性，城市供电线路越来越多采用电力电缆，采用电缆中间接头实现电缆与电缆的连接。电缆中间接头故障次数占电缆故障总次数70%以上，中间接头故障会使整条线路停电两至五个小时，大大影响了城市供电可靠性。因电力电缆中间接头的高接触电阻、局部放电积累等原因产生的热量使电缆中间接头的温度不断升高，加快电缆绝缘材料的老化、泄流电流逐步增大，到达一定程度导致发生击穿或火灾。由此可知，只要实时测量电缆中间接头内部的温度，尽早发现温度升高的电缆中间接头，就能及时排除故障，保证电力线路的正常运行，防止停电事故的发生。
由于电缆接头的温度是连续且缓慢变化的，所以当中间接头过热到事故发生时，有着相当长的时间采取措施来避免该事故的发生，从而确保线路的安全。为了达到这一目的，必须建立一套实时在线监测系统，一旦发现异常情况即可以通过无线网络和中转设备及时告警运行值班人员采取措施，在故障发生前把故障点隔离，把即将发生的故障转化为紧急缺陷处理，避免停电事故和提高供电可靠性。
通常电力电缆井中有多个电力电缆中间接头，故安全级别要求较高。为了避免给电力运行部门造成不必要的损失，保证维修人员的自身安全，应尽可能作到在无人值守的情况下，对电力电缆井中的环境温度和积水深度进行测量，以保证电力电缆长期安全、稳定的连续运行。
电力电缆中间接头都集中于电力电缆井中，每个电力电缆中间头中安装有微型监测装置，其无线电信号传输必须穿透电力电缆中间接头的多层包裹，所以信号传送距离非常有限。如果对同一电力电缆井内每个电力电缆中间接头的数据转发都安装一个数据转发设备，其日常运行及维护费用将花费巨大。如何让将同一电力电缆井内多个电力电缆中间接头的数据集中与转发，已成为了本领域一难题。
发明内容
针对上述实际需求，本发明的目的在于提供一种电力电缆中间接头在线监测数据集送器，可以测量电力电缆井中环境温度和积水深度，同时将同一电力电缆井内多个电力电缆中间接头微型监测装置的数据集中与转发，实现了无线通讯方式转换，节约了成本以及维护费用。
为了解决上述问题，本发明的技术方案是，提供了一种电力电缆中间接头在线监测数据集送器，用于电力电缆井中多个电力电缆中间接头微型监测装置的数据集中与转发，所述的数据集送器包括无线收发模块和公共无线网络通讯模块，所述的公共无线网络通讯模块采用公共无线网络通讯技术与电力电缆井外部监控室内的电力电缆中间接头在线监测系统主站进行通讯，所述的无线收发模块采用5.8G无线通讯技术与电力电缆中间接头微型监测装置进行通讯。
在本发明一个较佳实施例中，所述的无线收发模块和公共无线网络通讯模块采用的无线通信天线都为板载式芯片天线。
在本发明一个较佳实施例中，所述的无线收发模块选用集成PA功放的5.8G收发芯片、LNA低噪声放大器的5.8G收发芯片或前端芯片分离的5.8G收发芯片中的一种。
在本发明一个较佳实施例中，所述的公共无线网络通讯技术选用GSM、GPRS、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000、CDMA EVDO、WiFi、TD-LTE、FDD-LTE或WiMax中的一种。
在本发明一个较佳实施例中，所述的公共无线网络通讯技术采用间歇式工作方式，通讯触发方式为事件突发和循环式发送两种，循环周期为5分钟、10分钟或15分钟中的一种。
在本发明一个较佳实施例中，所述的数据集送器还包括数据处理模块、测温模块、水深测量模块、电源管理模块、取电装置以及超级电容，所述的取电装置接入电源管理模块，所述的电源管理模块把能量储存在超级电容中，有控制的给无线收发模块、公共无线网络通讯模块、测温模块、水深测量模块和数据处理模块供电，控制信号来自于数据处理模块。
在本发明一个较佳实施例中，所述的取电装置为三相不平衡电流CT自取电装置。
在本发明一个较佳实施例中，所述的三相不平衡电流CT自取电装置采用纳米晶、坡莫合金或硅钢片中的一种作为铁芯材料，输出功率为0.2W-0.5W。
在本发明一个较佳实施例中，所述的数据处理模块中CPU采用Cortex-M3 ARM单片机。
在本发明一个较佳实施例中，所述的超级电容采用法拉级超级电容。
本发明的有益效果是：本发明的电力电缆中间接头在线监测数据集送器，可以测量电力电缆井中环境温度和积水深度，同时用于电力电缆井中多个电力电缆中间接头微型监测装置的数据集中与转发，无线收发模块采用5.8G无线通讯技术与电力电缆中间接头微型监测装置进行通讯，公共无线网络通讯模块采用公共无线网络通讯技术与电力电缆井外部监控室内的电力电缆中间接头在线监测系统主站进行通讯，将同一电力电缆井内多个电力电缆中间接头微型监测装置的数据集中与转发，实现了无线通讯方式转换，节约了成本以及维护费用。
附图说明
图1是本发明中电力电缆中间接头在线监测数据集送器一较佳实施例的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明提供了一种电力电缆中间接头在线监测数据集送器，用于电力电缆井中多个电力电缆中间接头微型监测装置的数据集中与转发，安装于电力电缆井中其中一个电力电缆上，其它多个电力电缆的中间接头内均安装有电力电缆中间接头微型监测装置。本发明中其它多个电力电缆的数量范围为1-125个，即电力电缆中间接头微型监测装置的数量范围为1-125个。
本发明中的数据集送器包括数据处理模块、测温模块、水深测量模块、无线收发模块、电源管理模块、取电装置、超级电容以及公共无线网络通讯模块。其中，取电装置接入电源管理模块，电源管理模块把能量储存在超级电容中，有控制的给无线收发模块、公共无线网络通讯模块、测温模块、水深测量模块和数据处理模块供电，控制信号来自于数据处理模块。本发明中的公共无线网络通讯模块采用公共无线网络通讯技术与电力电缆井外部监控室内的电力电缆中间接头在线监测系统主站进行通讯，无线收发模块采用5.8G无线通讯技术与电力电缆中间接头微型监测装置进行通讯。
取电装置为三相不平衡电流CT自取电装置。三相不平衡电流CT自取电装置采用纳米晶、坡莫合金或硅钢片中的一种作为铁芯材料，输出功率为0.2W-0.5W。该三相不平衡电流CT自取电装置附加精密取样电阻实现电流互感器功能。三相不平衡电流CT自取电装置因受体积的限制，输出功率无法满足要求，故超级电容采用法拉级超级电容，三相不平衡电流CT自取电装置与法拉级超级电容相配合，实现瓦级的瞬时功率输出。
公共无线网络通讯模块采用公共无线网络通讯技术与电力电缆井外部监控室内的电力电缆中间接头在线监测系统主站进行通讯，该公共无线网络通讯技术选用GSM、GPRS、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000、CDMA EVDO、WiFi、TD-LTE、FDD-LTE或WiMax中的一种。其中，公共无线网络通讯技术采用间歇式工作方式，通讯触发方式为事件突发和循环式发送两种，循环周期为5分钟、10分钟或15分钟中的一种。
无线收发模块采用5.8G无线通讯技术与电力电缆中间接头微型监测装置进行通讯，该无线收发模块可以选用集成PA功放的5.8G收发芯片、LNA低噪声放大器的5.8G收发芯片或前端芯片分离的5.8G收发芯片中的一种。其中，无线收发模块和公共无线网络通讯模块采用的无线通信天线都为板载式芯片天线。
数据处理模块中CPU采用Cortex-M3 ARM单片机。
本发明揭示的电力电缆中间接头在线监测数据集送器，可以测量电力电缆井中环境温度和积水深度，同时用于电力电缆井中多个电力电缆中间接头微型监测装置的数据集中与转发，无线收发模块采用5.8G无线通讯技术与电力电缆中间接头微型监测装置进行通讯，公共无线网络通讯模块采用公共无线网络通讯技术与电力电缆井外部监控室内的电力电缆中间接头在线监测系统主站进行通讯，将同一电力电缆井内多个电力电缆中间接头微型监测装置的数据集中与转发，实现了无线通讯方式转换，节约了成本以及维护费用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电力电缆中间接头在线监测数据集送器，用于电力电缆井中多个电力电缆中间接头微型监测装置的数据集中与转发，其特征在于，所述的数据集送器包括无线收发模块和公共无线网络通讯模块，所述的公共无线网络通讯模块采用公共无线网络通讯技术与电力电缆井外部监控室内的电力电缆中间接头在线监测系统主站进行通讯，所述的无线收发模块采用5.8G无线通讯技术与电力电缆中间接头微型监测装置进行通讯。
2.根据权利要求1所述的数据集送器，其特征在于，所述的无线收发模块和公共无线网络通讯模块采用的无线通信天线都为板载式芯片天线。
3.根据权利要求1所述的数据集送器，其特征在于，所述的无线收发模块选用集成PA功放的5.8G收发芯片、LNA低噪声放大器的5.8G收发芯片或前端芯片分离的5.8G收发芯片中的一种。
4.根据权利要求1所述的数据集送器，其特征在于，所述的公共无线网络通讯技术选用GSM、GPRS、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000、CDMA EVDO、WiFi、TD-LTE、FDD-LTE或WiMax中的一种。
5.根据权利要求1所述的数据集送器，其特征在于，所述的公共无线网络通讯技术采用间歇式工作方式，通讯触发方式为事件突发和循环式发送两种，循环周期为5分钟、10分钟或15分钟中的一种。
6.根据权利要求1所述的数据集送器，其特征在于，所述的数据集送器还包括数据处理模块、测温模块、水深测量模块、电源管理模块、取电装置以及超级电容，所述的取电装置接入电源管理模块，所述的电源管理模块把能量储存在超级电容中，有控制的给无线收发模块、公共无线网络通讯模块、测温模块、水深测量模块和数据处理模块供电，控制信号来自于数据处理模块。
7.根据权利要求6所述的数据集送器，其特征在于，所述的取电装置为三相不平衡电流CT自取电装置。
8.根据权利要求7所述的数据集送器，其特征在于，所述的三相不平衡电流CT自取电装置采用纳米晶、坡莫合金或硅钢片中的一种作为铁芯材料，输出功率为0.2W-0.5W。
9.根据权利要求6所述的数据集送器，其特征在于，所述的数据处理模块中CPU采用Cortex-M3 ARM单片机。
10.根据权利要求6所述的数据集送器，其特征在于，所述的超级电容采用法拉级超级电容。
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