CN104280147A - 电缆运行状态监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了电缆运行状态监控系统，以对电缆运行状态提供监测，以便后续可及时发现故障或预测故障。该系统包括：电缆运行状态采集器，用于采集电缆运行状态数据；采集站，用于汇集所述电缆运行状态采集器上传的电缆运行状态数据，将所述电缆运行状态数据转换成主控机可识别的电缆运行状态数据，并上传；主控机，用于汇集所述采集站上传的电缆运行状态数据。在本发明实施例中，采用电缆运行状态采集器采集电缆运行状态数据，并将电缆运行状态数据汇总至主控机，实现了对电缆运行状态的监测，并且，后续可及时发现故障或预测故障。

Description

电缆运行状态监控系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地说，涉及电缆运行状态监控系统。

背景技术

与一些发达国家相比，我国电网的电缆平均故障率偏高。其中一个重要原因是缺乏对电缆运行状态有效得监测手段，从而不能及时发现故障或预测故障。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供电缆运行状态监控系统，以对电缆运行状态提供监测，以便后续可及时发现故障或预测故障。

为实现目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种电缆运行状态监控系统，包括：

电缆运行状态采集器，用于采集电缆运行状态数据；

采集站，用于汇集所述电缆运行状态采集器上传的电缆运行状态数据，将所述电缆运行状态数据转换成主控机可识别电缆运行状态数据，并上传；

主控机，用于汇集所述采集站上传的电缆运行状态数据。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述电缆运行状态采集器与所述采集站之间通过有线方式或无线方式通信；所述采集站与所述主控机之间通过有线方式或无线方式通信。

结合第一方面或第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述电缆运行状态采集器包括电缆温度采集器，所述电缆温度采集器用于采集电缆温度；所述电缆运行状态数据包括电缆温度；所述主控机还用于，在所述电缆温度异常时，进行报警。

结合第一方面第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述电缆温度采集器具有固定且唯一的编号。

结合第一方面第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述电缆温度采集器采用寄生电源方式供电。

结合第一方面第三种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述电缆温度采集器包括点式温度传感器和光纤光栅温度传感器的至少一种。

结合第一方面第一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述有线方式为CAN总线通讯方式。

结合第一方面第二种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述主控机还用于，发出告警搜索命令；所述电缆温度采集器中存储有温度上限值和温度下限值，所述电缆温度采集器中存储有温度上限值和温度下限值，所述电缆温度采集器还用于在采集到的电缆温度大于所述温度上限值或小于所述温度下限值时，将器件内的告警标志置位，并对所述告警搜索命令作出响应。

结合第一方面第二种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述电缆温度采集器与二次侧高压电位隔离。

可见，在本发明实施例中，采用电缆运行状态采集器采集电缆运行状态数据，并将电缆运行状态数据汇总至主控机，实现了对电缆运行状态的监测，并且，后续可及时发现故障或预测故障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电缆运行状态监控系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例要求保护电缆运行状态监控系统。

请参见图1，系统可包括：

电缆运行状态采集器1，用于采集电缆4的电缆运行状态数据。

采集站2，用于汇集电缆运行状态采集器1上传的电缆运行状态数据，将电缆运行状态数据转换成主控机可识别的电缆运行状态数据，并上传。

电缆运行状态采集器1与采集站2之间可通过有线方式或无线方式进行通信。

由于有线方式通信稳定，所以优先采用有线方式通信。在无法进行有线通信时，可采用无线方式通信，例如在电缆井中可采用无线通信。

采集站的个数可为一个或多个。

主控机3，用于汇集采集站2上传的电缆运行状态数据。

采集站2与主控机3之间通过有线方式或无线方式通信。

可见，在本发明实施例中，采用电缆运行状态采集器采集电缆运行状态数据，并将电缆运行状态数据汇总至主控机，实现了对电缆运行状态的监测，并且，后续可及时发现故障或预测故障。

温度检测是电缆运行状态监测的重要方面。因此，在本发明其他实施例中，上述所有实施例中的电缆运行状态采集器至少可包括电缆温度采集器。

电缆温度采集器可用于采集电缆的局部或全线温度。相应的，上述电缆运行状态数据至少可包括电缆温度。

与之对应，上述主控机3在本实施例中还可用于，在电缆温度异常时，进行报警。

进一步的，温度异常可包括电缆温度超过预警值和电缆温度超过越限温度值中的至少一种。

预警值和越限值可根据用户需要进行调节。

此外，主控机3还可用于根据温度变化趋势对可能出现的事故(故障)进行报警，从而避免事故(故障)的发生。

报警的方式可采用声光报警(也即采用声光报警器，声光报警器可与主控机连接，受主控机的指令控制)。

主控机还可连接打印机，对越限事故进行自动记录打印。此外，也可打印指定的各类图形和统计报表。

主控机还可具有事故追忆功能。

为了方便用户查看，上述主控机还能够将所有温度数据生成各种数据库报表和图报表。

在本发明其他实施例中，除了电缆温度采集器外，上述电缆运行状态采集器还可包括湿度传感器、水位传感器和烟雾传感器中的至少一种，相应的，上述电缆运行状态数据还可包括湿度、水位和烟雾状态数据中的至少一种。

下面将对电缆温度采集器进行详细介绍。

电缆温度采集器可包括点式温度传感器和光纤光栅(FBG)温度传感器的至少一种。

点式温度传感器具体可包括热电偶温度传感器、热电阻温度传感器、热敏电阻温度传感器、数字温度传感器。

点式温度传感器可用于测量中间接头保护壳外表面或者电缆本体外护套表面的局部点温度。可用于对重点区域监测，具有成本低、安装简单、技术成熟。

至于FBG光纤光栅温度传感器，在一根光纤上可连接多个不同波长的FBG传感器，可以组成分布式测量系统，实现一根光缆定位测量的目的。

光纤光栅是在光纤的纤芯中通过紫外刻蚀方式形成周期性折射率变化的一段光纤，这样的结构将会反射特定波长的光谱。而通过改变温度可以改变光纤光栅的周期和有效折射率，从而光纤光栅的反射波长也发生改变。通过光栅波长变化量的大小可推算出温度的改变大小。

FBG温度传感器可沿着电缆线路绑扎在电缆外护套表面，也可在电缆生产过程中将FBG温度传感器预埋在电缆内部。

无论是哪种温度传感器，其所在的位置可为中间头、终端头、电缆本体。

一个温度传感器对应一个采集点。每一电缆温度采集器可具有固定且唯一的编号，从而采集点也具有固定且唯一的编号。

由于具有固定且唯一的编号，主控机能准确显示温度异常的电缆头所在位置，便于为事故(故障)抢修赢得时间，大大降低工人的劳动强度。并可确定破坏点，从而避免人工测温时遇到突发性的电缆头放炮，造成人身伤害的问题。

在本发明其他实施例中，上述所有实施例中的电缆温度采集器可与二次侧高压电位隔离，这样能确保在电缆头放炮的情况下，不会影响主控机的安全和正常报警。电位的绝缘强度高达10KV以上。这解决了两个问题：一是防止故障时高压传入主机，造成设备和人身伤害；二是防止电磁对主机的干扰

下面将介绍电缆温度采集器的结构。

在本实施例中，电缆温度采集器中包括DS1820单线数字化测温集成电路。

DS1820内部主要包括寄生电源、温度灵敏元件、64位激光ROM单线接口、存放中间数据的高速暂存器(内含便笺式RAM)、非易失性温度告警触发器TH和TL、8位循环冗余校验码(CRC)发生器等。

DS1820可采用寄生电源方式供电。寄生电源不是实际的电源器件，而是一种供电方式，即通过数据线供电。此外，DS1820也可用外部5V电源供电。

在本发明其他实施例中，电缆温度采集器还可采用蓄电池供电。

DS1820的温度测量原理是：

DS1820通过门开通期间内低温度系数振荡器经历的时钟周期个数计数来测量温度，而门开通期由高温度系数振荡器决定。DS1820内部还有斜率累加器，可对频率的非线性予以补偿。测量结果存入温度寄存器中。一般情况下的温度值应为9位(符号占1位)，但因符号位扩展成高8位，故以16位补码形式读出。

64位ROM编码的数据结构如下：

开始8位是产品类型的编号(DS1820为10H)，接着是每个器件的唯一的序号，共有48位，最后8位是前56位的CRC校验码，这也是多个DS1820可以采用一线进行通信的原因。

上述高速暂存器由便笺式RAM和非易失性电擦写EERAM组成，后者用于存储TH、TL值。数据先写入RAM，经校验后再传给EERAM。便笺式RAM占9个字节，包括温度信息(第1、2字节)、TH和TL值(3、4字节)、计数寄存器(7、8字节)、CRC(第9字节)等，第5、6字节不用。

在正常测温情况下，DS1820的测温分辨力为0.5℃，可采用下述方式获得高分辨率的温度测量结果：首先用DS1820提供的读暂存器指令(BEH)读出以0.5℃为分辨率的温度测量结果，然后切去测量结果中的最低有效位(LSB)，得到所测实际温度的整数部分TZ，然后再用BEH指令取计数器1的计数剩余值CS和每度计数值CD。考虑到DS1820测量温度的整数部分以0.25℃、0.75℃为进位界限的关系，实际温度TS可用下式计算：

TS＝(TZ－0.25℃)+(CD－CS)/CD。

电缆温度采集器中存储有温度上限值(TH)和温度下限值(TL)，具体存在前述高速暂存器的EERAM中。

在本发明其他实施例中，上述主控机1还可用于，发出告警搜索命令。

电缆温度采集器则还可用于在采集到的电缆温度大于温度上限值(TH)或小于温度下限值(TL)时，将器件内的告警标志置位。

只要告警标志置位，电缆温度采集器((DS1820)将对告警搜索命令作出响应。这允许并联连接多个DS1820器件，同时进行温度测量。如果某处温度超过温度上限或低于温度下限，那么可以识别出正在告警的DS1820器件而不必读出非告警的DS1820器件。

CRC的产生：

在64位ROM编码的最高有效字节中存有循环冗余校验码(CRC)。主控机可根据ROM的前56位来计算CRC值，并和存入DS1820中的CRC值作比较，以判断收到的ROM数据是否正确。

在本发明其他实施例中，采集站与主控机之间可采用上下位机的两极结构，其中采集站为下位机，主控机为上位机。

采集站与主控机之间采用的有线方式具体可为CAN总线通讯方式。

在下位机的LED显示器上和上位机的显示器上可同时显示各温度采集器采集的温度，且每个电缆头的预警温度值和越限温度值可单独设置和修改。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种电缆运行状态监控系统，其特征在于，包括：

电缆运行状态采集器，用于采集电缆运行状态数据；

采集站，用于汇集所述电缆运行状态采集器上传的电缆运行状态数据，将所述电缆运行状态数据转换成主控机可识别的电缆运行状态数据，并上传；

主控机，用于汇集所述采集站上传的电缆运行状态数据。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述电缆运行状态采集器与所述采集站之间通过有线方式或无线方式通信；

所述采集站与所述主控机之间通过有线方式或无线方式通信。

3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述电缆运行状态采集器包括电缆温度采集器，所述电缆温度采集器用于采集电缆温度；所述电缆运行状态数据包括电缆温度；

所述主控机还用于，在所述电缆温度异常时，进行报警。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电缆温度采集器具有固定且唯一的编号。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电缆温度采集器采用寄生电源方式供电。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电缆温度采集器包括点式温度传感器和光纤光栅温度传感器中的至少一种。

7.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述有线方式为CAN总线通讯方式。

8.如权利要求3所述的系统，其特征在于，

所述主控机还用于，发出告警搜索命令；

所述电缆温度采集器中存储有温度上限值和温度下限值，所述电缆温度采集器还用于在采集到的电缆温度大于所述温度上限值或小于所述温度下限值时，将器件内的告警标志置位，并对所述告警搜索命令作出响应。

9.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电缆温度采集器与二次侧高压电位隔离。