CN104237621A - 一种高压电缆综合监测系统及监测方法 - Google Patents

Abstract

一种高压电缆综合监测系统及监测方法，所述的系统主要包括：传感器，通过接口连接的A/D模数转换器，并通过该A/D模数转换器连接的、带有flash数据存储器的DSP数字信号处理器，以及通过移动网络与上机位系统相连；所述的传感器包括综合采集传感器和接地监测传感器，且与所述传感器的接口为可方便更换上述两传感器的标准化接口；所述的综合采集传感器包括一呈O型槽的绝缘壳体，其内包含有独立设置的取能CT、电流采集器以及温度传感器；所述的接地监测传感器采用霍利菲尔传感器；所述的标准化接口采用八芯航空插口；所述的监测方法包括：a信号采集；b信号处理；以及C上机位处理；它具有结构简单，能同时监测多个高压电缆参数，自动化程度高，安装方便，稳定性强，安全性好等特点。

Description

一种高压电缆综合监测系统及监测方法

技术领域

本发明涉及的是一种高压电缆综合监测系统及监测方法，属于高压电缆综合监测技术领域。

背景技术

高压电缆电流、高压电缆温度、高压电缆屏蔽层接地电流的参数范围均是影响高压电缆正常运作的重要参数。现阶段引起高压电缆故障的主要因素有：电缆温度、电缆电流、电缆接地电流。当高压电缆长期允许载流量、温度、接地电流发生故障变化时，会引发电缆线损坏，严重情况下将引发火灾，因此，通过对高压电缆电流、高压电缆温度、高压电缆屏蔽层接地电流的综合监测可以反应高压电缆的综合运行状态。目前，国内对高压电缆综合监测系统及监测方法技术还十分缺乏。许多地区只是利用人工对高压电缆的电流、温度、接地电流进行定时测量，即需要二次维护人员，在巡检期间，使用专用仪器仪表进行测量后，才能判断屏蔽层是否接地良好，不能及时监测站内接地系统及电缆屏蔽的可靠性，且浪费人力物力资源，无法对高压电缆的电流、温度、接地电流值进行实时监控。随着坚强智能电网的建设，对高压电缆的电流、温度、接地电流值进行实时在线监测是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种结构简单，能对多个高压电缆进行综合监测的高压电缆综合监测系统。

本发明的另一个目的是针对上述问题，提供一种操作方便，自动化程度高的利用上述高压电缆综合监测系统进行监测方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种高压电缆综合监测系统，它主要包括：传感器，通过接口连接的A/D模数转换器，并通过该A/D模数转换器连接的、带有flash数据存储器的DSP数字信号处理器，以及通过移动网络与上机位系统相连；所述的传感器包括综合采集传感器和接地监测传感器，且与所述传感器的接口为可方便更换上述两传感器的标准化接口；所述的综合采集传感器包括一呈O型槽的绝缘壳体，其内包含有独立设置的取能CT、电流采集器以及温度传感器；所述的接地监测传感器采用霍利菲尔传感器；所述的标准化接口采用八芯航空插口。

所述的取能CT采用传统CT设计，内置有铁芯，采用罗斯线圈作为电流采集器以及与电缆可靠接触的温度传感器，所述的罗斯线圈设置在取能CT中部内层并在绝缘壳体的一端部设置有触头连接的插头；在取能CT的底部设置有采用接触式感温电阻组成的温度传感器；一航空连接插座，其上的1-4插脚作为取能CT的电流输出接口，5-6插脚作为电流采集器的接线脚，7-8插脚作为温度传感器的接线脚；

所述的A/D模数转换器采用64K12位A/D芯片；所述的DSP数字信号处理器采用TMS320C67X浮点DSP芯片；所述的flash数据存储采用因特尔28F640J3C flash存储芯片；所述的移动网络采用西门子GPRS模块RS232接口。

所述的绝缘壳体为内径120mm、外径155mm厚度50mm，内部采用环氧树脂固封，所述取能CT采用双绕组并联方式，每个绕组100匝，线径0.25mm；罗斯线圈采用线径0.18mm漆包线，直径5mm200匝单螺旋绕制；温度传感器采用二线制感温电阻；所述DSP数字信号处理器通过移动网络相连的上位机系统采用SQL数据库，实现新数据显示、归档、逻辑分析判断作出界面中指示灯等图形元件的变色处理或播放报警语音。

一种利用上述高压电缆综合监测系统进行监测方法，所述的监测方法是：

a信号采集，将综合采集传感器或接地监测传感器通过标准化接口进行更换，以便实际监测获得高压电缆的温度、电流信号上传给A/D模数转换器；

b信号处理，所述的信号通过A/D模数转换器将这些模拟信号转换成数字信号；再通过DSP数字信号处理器进行数字处理，对有用的数据进行存储，通过移动网络上传到上位机。

C上机位处理，上位机系统在获取到后台通讯程序所传数据后进行：更新数据显示、归档、逻辑分析判断作出界面中指示灯等图形元件的变色处理或播放报警语音等，后台通讯程序实时的检测上机位系统中用户的控制操作数据，一旦检测到用户的操作指令需要下发，后台通讯程序读取上机位系统中的用户控制数据，分类将控制数据下发至下位设备中完成用户控制指令的下发操作，系统每30秒通过移动网络向上传送一次数据。

本发明在上机位处理中，所有传递数据超过设置门限3次后，进行报警并通过短信方式发送给指定联系人；实现温度监测，超温报警，温度分辨率0.1度；监测电缆电流、电流分辨率0.5A，监测电缆屏蔽层接地连接可靠性。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：结构简单，能同时监测多个高压电缆参数，自动化程度高，直接采用环卡设计安装方便，稳定性强，安全性好。

附图说明

图1是本发明所述的监测系统组成框图。

图2是本发明所述综合采集传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图1所示，本发明所述的高压电缆综合监测系统，它主要包括：传感器，通过接口连接的A/D模数转换器4，并通过该A/D模数转换器4连接的、带有flash数据存储器5的DSP数字信号处理器6，以及通过移动网络7与上机位系统8相连；所述的传感器包括综合采集传感器1和接地监测传感器2，且与所述传感器的接口为可方便更换上述两传感器的标准化接口3；所述的综合采集传感器1包括一呈O型槽的绝缘壳体13，其内包含有独立设置的取能CT、电流采集器以及温度传感器，结合图2所示；所述的接地监测传感器采用霍利菲尔传感器；所述的标准化接口3采用八芯航空插口。

图2所示，所述的取能CT采用传统CT设计，内置有铁芯9，采用罗斯线圈作为电流采集器以及与电缆可靠接触的温度传感器10，所述的罗斯线圈设置在取能CT中部内层并在绝缘壳体13的一端部设置有触头连接的插头11；在取能CT的底部设置有采用接触式感温电阻组成的温度传感器10；一航空连接插座12，其上的1-4插脚作为取能CT的电流输出接口，5-6插脚作为电流采集器的接线脚，7-8插脚作为温度传感器的接线脚；

所述的A/D模数转换器4采用64K12位A/D芯片；所述的DSP数字信号处理器6采用TMS320C67X浮点DSP芯片；所述的flash数据存储器5采用因特尔28F640J3C flash存储芯片；所述的移动网络7采用西门子GPRS模块RS232接口。

本发明所述的绝缘壳体13为内径120mm、外径155mm厚度50mm，内部采用环氧树脂固封，所述取能CT采用双绕组并联方式，每个绕组100匝，线径0.25mm；罗斯线圈采用线径0.18mm漆包线，直径5mm200匝单螺旋绕制；温度传感器10采用二线制感温电阻；所述DSP数字信号处理器通过移动网络相连的上位机系统采用SQL数据库，实现新数据显示、归档、逻辑分析判断作出界面中指示灯等图形元件的变色处理或播放报警语音。

一种利用上述高压电缆综合监测系统进行监测方法，所述的监测方法是：

a信号采集，将综合采集传感器或接地监测传感器通过标准化接口进行更换，以便实际监测获得高压电缆的温度、电流信号上传给A/D模数转换器；

b信号处理，所述的信号通过A/D模数转换器将这些模拟信号转换成数字信号；再通过DSP数字信号处理器进行数字处理，对有用的数据进行存储，通过移动网络上传到上位机。

C上机位处理，上位机系统在获取到后台通讯程序所传数据后进行：更新数据显示、归档、逻辑分析判断作出界面中指示灯等图形元件的变色处理或播放报警语音等，后台通讯程序实时的检测上机位系统中用户的控制操作数据，一旦检测到用户的操作指令需要下发，后台通讯程序读取上机位系统中的用户控制数据，分类将控制数据下发至下位设备中完成用户控制指令的下发操作，系统每30秒通过移动网络向上传送一次数据。

本发明在上机位处理中，所有传递数据超过设置门限3次后，进行报警并通过短信方式发送给指定联系人；实现温度监测，超温报警，温度分辨率0.1度；监测电缆电流、电流分辨率0.5A，监测电缆屏蔽层接地连接可靠性。

实施例：

综合采集传感器、接地监测传感器通过标准化接口更换传感器，通过A/D模数转换器将这些模拟信号转换成数字信号；通过DSP数字信号处理器进行数字处理，对有用的数据进行存储，通过移动网络上传到上位机。上位机系统在获取到后台通讯程序所传数据后进行，更新数据显示、归档、逻辑分析判断作出界面中指示灯等图形元件的变色处理或播放报警语音等，后台通讯程序实时的检测上机位系统中用户的控制操作数据，一旦检测到用户的操作指令需要下发，后台通讯程序读取上机位系统中的用户控制数据，分类将控制数据下发至下位设备中完成用户控制指令的下发操作，系统每30秒通过移动网络向上传送一次数据。所有传递数据超过设置门限3次后，进行报警并通过短信方式发送给指定联系人。实现温度监测，超温报警，温度分辨率0.1度；监测电缆电流、电流分辨率0.5A，监测电缆屏蔽层接地连接可靠性

在上述的高压电缆综合监测系统，所述的综合采集传感器包括呈O型槽的绝缘壳体，本综合传感器采用三者独立设计，采用同一航空插口。取能部分采用传统CT设计，内置铁芯，采用开合式结构，电流采集采用罗斯线圈，考虑开合设计，线圈采用触头连接，考虑取能CT无需精度要求，因此罗斯线圈设置在取能CT中部内层，可保证罗斯线圈的精度要求，温度传感器采用接触式感温电阻，设置在取能CT的底部，与电缆可靠接触。本综合传感器，采用航空8PIN连接插接，1234脚作为取能CT的电流输出接口，56脚为电流传感器接线，78脚为温度传感器接线脚。综合传感器内径120mm，外径155mm，厚度50mm。采用环氧树脂固封。 取能CT采用双绕组，在高压电缆电流较小时取能传感器采集电能可能不能满足系统工作要求，采用双绕组并联方式，每个绕组100匝，线径0.25毫米，可有限提高高压电缆小电流状态下的的输出电流，提供稳定的10瓦输出。保证系统正常工作。罗斯线圈采用线径0.18毫米漆包线，直径5毫米200匝单螺旋绕制，测量精度0.1A。温度传感器采用二线制感温电阻，精度0.1度。

本发明进一步的实施例是：电缆综合监测传感器把监测到的温度、电流信号转换成电信号，传给系统的信号调理模块，由信号调理模块在物理上调整传感器送来的信号幅度以符合后级的数字采样电路；数字采样电路在DSP的控制下对于信号调理模块送来的模拟信号进行持续采样，并由DSP实时滤波，把无用的数据实时过滤， 把真正的数据放入DSP内部缓冲区，由中心CPU（ARM）读取DSP内部的缓冲区内容；CPU将读取的温度和电流数据组添加实时时标后存入自己的数据存储区内，并将数据通过设定的通信方式（GPRS、CDMA等）发送给数据中心。数据中心也可以主动发起请求， 读取数据存储区内的历史数据；中心平台的嵌入式软件与现场终端的通信连接，收集数据，统计并分析数据。     综合采集传感器内部有取能CT，从运行电缆上获得系统工作所需的电能，电缆运行电流变化较大，因此采用双线圈并联模式，保证电缆在小电流工作时的功率输出满足系统工作要求。

Claims (4)

1.一种高压电缆综合监测系统，它主要包括：传感器，通过接口连接的A/D模数转换器，并通过该A/D模数转换器连接的、带有flash数据存储器的DSP数字信号处理器，以及通过移动网络与上机位系统相连；其特征在于所述的传感器包括综合采集传感器和接地监测传感器，且与所述传感器的接口为可方便更换上述两传感器的标准化接口；所述的综合采集传感器包括一呈O型槽的绝缘壳体，其内包含有独立设置的取能CT、电流采集器以及温度传感器；所述的接地监测传感器采用霍利菲尔传感器；所述的标准化接口采用八芯航空插口。

2.根据权利要求1所述的高压电缆综合监测系统，其特征在于所述的取能CT采用传统CT设计，内置有铁芯，采用罗斯线圈作为电流采集器以及与电缆可靠接触的温度传感器，所述的罗斯线圈设置在取能CT中部内层并在绝缘壳体的一端部设置有触头连接的插头；在取能CT的底部设置有采用接触式感温电阻组成的温度传感器；一航空连接插座，其上的1-4插脚作为取能CT的电流输出接口，5-6插脚作为电流采集器的接线脚，7-8插脚作为温度传感器的接线脚；

所述的A/D模数转换器采用64K12位A/D芯片；所述的DSP数字信号处理器采用TMS320C67X浮点DSP芯片；所述的flash数据存储采用因特尔28F640J3C flash存储芯片；所述的移动网络采用西门子GPRS模块RS232接口。

3.根据权利要求2所述的高压电缆综合监测系统，其特征在于所述的绝缘壳体为内径120mm、外径155mm厚度50mm，内部采用环氧树脂固封，所述取能CT采用双绕组并联方式，每个绕组100匝，线径0.25mm；罗斯线圈采用线径0.18mm漆包线，直径5mm200匝单螺旋绕制；温度传感器采用二线制感温电阻；所述DSP数字信号处理器通过移动网络相连的上位机系统采用SQL数据库，实现新数据显示、归档、逻辑分析判断作出界面中指示灯等图形元件的变色处理或播放报警语音。

4.一种利用权利要求1或2或3所述高压电缆综合监测系统进行监测方法，其特征在于所述的监测方法是：

a信号采集，将综合采集传感器或接地监测传感器通过标准化接口进行更换，以便实际监测获得高压电缆的温度、电流信号上传给A/D模数转换器；

b信号处理，所述的信号通过A/D模数转换器将这些模拟信号转换成数字信号；再通过DSP数字信号处理器进行数字处理，对有用的数据进行存储，通过移动网络上传到上位机；

C上机位处理，上位机系统在获取到后台通讯程序所传数据后进行：更新数据显示、归档、逻辑分析判断作出界面中指示灯等图形元件的变色处理或播放报警语音等，后台通讯程序实时的检测上机位系统中用户的控制操作数据，一旦检测到用户的操作指令需要下发，后台通讯程序读取上机位系统中的用户控制数据，分类将控制数据下发至下位设备中完成用户控制指令的下发操作，系统每30秒通过移动网络向上传送一次数据；

本发明在上机位处理中，所有传递数据超过设置门限3次后，进行报警并通过短信方式发送给指定联系人；实现温度监测，超温报警，温度分辨率0.1度；监测电缆电流、电流分辨率0.5A，监测电缆屏蔽层接地连接可靠性。