CN104536480B - 一种电力系统输电线路电缆监控降温装置及降温方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力系统输电线路电缆监控降温装置及降温方法，包括可编程控制器、电源、设置在电杆根部的地井、位于地井内与可编程控制器连接的潜水泵、与可编程控制器连接的通信模块、与可编程控制器连接的电缆监测机构和与可编程控制器连接的输电线路降温机构，对输电线路中电缆能够实时在线进行温度精确测量，并及时进行自动降温确保电缆不因温升而发生故障。

Description

一种电力系统输电线路电缆监控降温装置及降温方法

技术领域

本发明涉及变电站输电线路监测降温装置技术领域，特别涉及一种电力系统输电线路电缆监控降温装置及降温方法。

背景技术

随着电力体制改革深化，电力企业已经进人市场化运营，无论是从经济效益还是优质服务方面，都对供电可靠性提出了更高的要求。市网和农网是整个电网的重要组成部分，担负着为城区及广大农村供电的任务。随着城市和农村经济的持续高速增长，生产和生活用电需求日益增加，用电量迅猛增加，同时由于工业园区、经济开发区等相继在城郊、农村落户，也推动用电需求大幅度提高。电网输电能力不足的问题日益突出，部分省市已经开始通过限电政策来缓解电力的供求矛盾。按传统的技术依靠增加输配电线路来增加电网的输电能力，其不足之处在于：1）走廊占地压力的不断加大，造成线路走廊资源的日益紧张，新建输电线路显得越来越困难。2）新建输电线路投资费用极大，占用宝贵的耕地资源。3）从可持续性发展和环境保护角度出发，为了解决对输电容量的需求持续增长与新建线路的困难的矛盾，应将更多的注意力从电网的扩张转移到挖掘现有线路的潜力上。

目前，国内电力系统在设计和架设输电线路时，为了防止负荷过大，制定的输电线热容等级是以最为恶劣的气象条件为基础给出的一个静态的、保守的热量极限值。但这样恶劣的气象条件很少发生，造成了绝大多数情况下无法真正高效利用输电线路的传输潜力。因此，在用电量日益增加的今天，在确保电路不发生故障的前提下，利用现有输电线路电缆最大限度地提供电缆载流量成为解决电力供求矛盾的有效途径。而适当提高现行规范规定的输电电缆的允许温度，能增大现有电力系统的稳定载流量，提高线路输送能力，对增加已建线路输送容量和降低新建线路投资，具有现实的经济意义。因此在此基础上测量电缆的温升成为一项重要的任务，可以确保现有输电线路不因温升而发生故障。但是在增大现有电力系统的稳定载流量后存在以下不足之处：1）输电线路温度不能够实时进行监测，一旦温度超过热量极限值，输电线路电缆必然熔断，需要重新进行高空架设电缆，费时费工停电时间长，给企业和居民造成不可估量的经济损失。2）现有的输电线路电缆只能靠外界的自然风进行散热，散热速度极慢，更为严重的是在炎热的夏季，黑色的电缆吸热，散热效果更差，外界温度高尤其是在白天用电负荷量最大，造成电缆温度过高而不能有效的散热，导致输电线路烧毁。3）不能监测电缆的悬垂状态。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中对输电线路中电缆温度不能进行精确测量及降温导致线路熔断的问题，提供一种电力系统输电线路电缆监控降温装置及降温方法，对输电线路中电缆能够实时在线进行温度精确测量，并及时进行自动降温确保电缆不因温升而发生故障。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电力系统输电线路电缆监控降温装置，包括可编程控制器、电源、设置在电杆根部的地井、位于地井内与可编程控制器连接的潜水泵、与可编程控制器连接的通信模块、与可编程控制器连接的电缆监测机构和与可编程控制器连接的输电线路降温机构，所述电缆监测机构包括设置在输电线路电缆中间与可编程控制器连接的GPS定位模块、设置在电缆上与可编程控制器连接的至少一个温度传感器，所述输电线路降温机构包括设置在电缆下部与电缆扣合的储水凹槽，所述储水凹槽两端设置与电缆和储水凹槽相配的密封卡件，所述密封卡件上设置有与之密封连接的进水管，该储水凹槽的另一端设置出水管，所述储水凹槽与电缆之间构成密封储水空腔并通过若干个线夹进行固定，所述进水管通过导管与潜水泵连接，所述出水管通过导管与地井连接，所述电源为GPS定位模块、通信模块、可编程控制器、及潜水泵供电，所述储水凹槽和导管均采用绝缘材料制成。

所述储水凹槽两侧设置与电缆相配合的弧形卡件。

所述通信模块为GSM无线通信模块。

所述电源采用太阳能发电设备。

使用上述装置的监控方法，包括以下步骤：

1）当电缆的温度超过设定值，可编程控制器控制潜水泵工作，潜水泵将地井内的水输送到进水管，水进入储水凹槽内进而水通过储水凹槽另一端的出水管回流到地井内，节约用水，地井内的凉水与电缆接触降温效果好；

2）当电缆的温度低于设定值，可编程控制器关闭潜水泵；

3）电缆的中间部位设置GPS定位模块，当电缆的下垂度低于设定值时，通信模块将数据传输给后台，便于实时监测电缆的悬垂状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本申请的温度传感器与可编程控制连接可以实时监测电缆的温度，当电缆温度超过设定设置，可编程控制控制潜水泵工作将地下水输送至储水凹槽，地下凉水与电缆接触瞬间将电缆降温，降温速度快且效果好，同时热水从另一端回流到地下，避免浪费水，当温度降低到设定值可编程控制器关闭潜水泵，节约电能。更为重要的是本申请的检测机构包括GPS定位模块，所述GPS定位模块设置在输电电缆中间的，能够实时获取电缆中心处的下垂高度，通过可编程控制器和通信模块将电缆下垂高度数据及位置发送到后台，便于实时连接电缆的下垂度，能够实时监测到电缆下垂度，便于及时更换电缆，减少停电时间。所述输电线路降温机构包括设置在电缆下部与电缆扣合的储水凹槽，所述储水凹槽与电缆之间构成密封储水空间并通过若干个线夹进行固定，电缆的上半部分还可与空气接触，在风力大的情况下，还能起到良好的散热效果，减少潜水泵工作时间增加潜水泵使用寿命，同时节约能源。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的电路结构框图；

图3是本发明储水凹槽俯视放大结构示意图；

图4是本发明密封构件结构示意图。

具体实施方式

实施例1：如图1、2、3、4所示，一种电力系统输电线路电缆监控降温装置，包括可编程控制器9、电源、设置在电杆1根部的地井、位于地井1内与可编程控制器9连接的潜水泵8、与可编程控制器9连接的通信模块7、与可编程控制器9连接的电缆监测机构和与可编程控制器连接的输电线路降温机构，所述电缆监测机构包括设置在输电线路电缆4中间与可编程控制器9连接的GPS定位模块、设置在电缆4上与可编程控制器连接9的至少一个温度传感器2，所述输电线路降温机构包括设置在电缆4下部与电缆4扣合的储水凹槽6，所述储水凹槽6两端设置与电缆4和储水凹槽6相配的密封卡件14，所述密封卡件14上设置有与之密封连接的进水管10，该储水凹槽6的另一端设置出水管11，所述储水凹槽6与电缆4之间构成密封储水空腔并通过若干个线夹3进行固定，所述进水管10通过导管与潜水泵连接，所述出水管11通过导管与地井12连接，所述电源为GPS定位模块5、通信模块7、可编程控制器9、及潜水泵8供电，所述储水凹槽6和导管均采用绝缘材料制成。

使用上述装置的监控方法，包括以下步骤：

1）当电缆的温度超过设定值，可编程控制器控制潜水泵工作，潜水泵将地井内的水输送到进水管，水进入储水凹槽内进而水通过储水凹槽另一端的出水管回流到地井内，节约用水，地井内的凉水与电缆接触降温效果好；

2）当电缆的温度低于设定值，可编程控制器关闭潜水泵；

3）电缆的中间部位设置GPS定位模块，当电缆的下垂度低于设定值时，通信模块将数据传输给后台，便于实时监测电缆的悬垂状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本申请的温度传感器与可编程控制连接可以实时监测电缆的温度，当电缆温度超过设定设置，可编程控制控制潜水泵工作将地下水输送至储水凹槽，地下凉水与电缆接触瞬间将电缆降温，降温速度快且效果好，同时热水从另一端回流到地下，避免浪费水，当温度降低到设定值可编程控制器关闭潜水泵，节约电能。更为重要的是本申请的检测机构包括GPS定位模块，所述GPS定位模块设置在输电电缆中间的，能够实时获取电缆中心处的下垂高度，通过可编程控制器和通信模块将电缆下垂高度数据及位置发送到后台，便于实时连接电缆的下垂度，能够实时监测到电缆下垂度，便于及时更换电缆，减少停电时间。所述输电线路降温机构包括设置在电缆下部与电缆扣合的储水凹槽，所述储水凹槽与电缆之间构成密封储水空间并通过若干个线夹进行固定，电缆的上半部分还可与空气接触，在风力大的情况下，还能起到良好的散热效果，减少潜水泵工作时间增加潜水泵使用寿命，同时节约能源。

实施例2：如图1、2、3、4所示，一种电力系统输电线路电缆监控降温装置，包括可编程控制器9、电源、设置在电杆1根部的地井、位于地井1内与可编程控制器9连接的潜水泵8、与可编程控制器9连接的通信模块7、与可编程控制器9连接的电缆监测机构和与可编程控制器连接的输电线路降温机构，所述电缆监测机构包括设置在输电线路电缆4中间与可编程控制器9连接的GPS定位模块、设置在电缆4上与可编程控制器连接9的至少一个温度传感器2，所述输电线路降温机构包括设置在电缆4下部与电缆4扣合的储水凹槽6，所述储水凹槽6两端设置与电缆4和储水凹槽6相配的密封卡件14，所述密封卡件14上设置有与之密封连接的进水管10，该储水凹槽6的另一端设置出水管11，所述储水凹槽6与电缆4之间构成密封储水空腔并通过若干个线夹3进行固定，所述进水管10通过导管与潜水泵连接，所述出水管11通过导管与地井12连接，所述电源为GPS定位模块5、通信模块7、可编程控制器9、及潜水泵8供电，所述储水凹槽6和导管均采用绝缘材料制成。

所述储水凹槽6两侧设置与电缆相配合的弧形卡件13。

使用上述装置的监控方法，包括以下步骤：

1）当电缆的温度超过设定值，可编程控制器控制潜水泵工作，潜水泵将地井内的水输送到进水管，水进入储水凹槽内进而水通过储水凹槽另一端的出水管回流到地井内，节约用水，地井内的凉水与电缆接触降温效果好；

2）当电缆的温度低于设定值，可编程控制器关闭潜水泵；

3）电缆的中间部位设置GPS定位模块，当电缆的下垂度低于设定值时，通信模块将数据传输给后台，便于实时监测电缆的悬垂状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本申请的温度传感器与可编程控制连接可以实时监测电缆的温度，当电缆温度超过设定设置，可编程控制控制潜水泵工作将地下水输送至储水凹槽，地下凉水与电缆接触瞬间将电缆降温，降温速度快且效果好，同时热水从另一端回流到地下，避免浪费水，当温度降低到设定值可编程控制器关闭潜水泵，节约电能。更为重要的是本申请的检测机构包括GPS定位模块，所述GPS定位模块设置在输电电缆中间的，能够实时获取电缆中心处的下垂高度，通过可编程控制器和通信模块将电缆下垂高度数据及位置发送到后台，便于实时连接电缆的下垂度，能够实时监测到电缆下垂度，便于及时更换电缆，减少停电时间。所述输电线路降温机构包括设置在电缆下部与电缆扣合的储水凹槽，所述储水凹槽与电缆之间构成密封储水空间并通过若干个线夹进行固定，电缆的上半部分还可与空气接触，在风力大的情况下，还能起到良好的散热效果，减少潜水泵工作时间增加潜水泵使用寿命，同时节约能源。

实施例3：如图1、2、3、4所示，一种电力系统输电线路电缆监控降温装置，包括可编程控制器9、电源、设置在电杆1根部的地井、位于地井1内与可编程控制器9连接的潜水泵8、与可编程控制器9连接的通信模块7、与可编程控制器9连接的电缆监测机构和与可编程控制器连接的输电线路降温机构，所述电缆监测机构包括设置在输电线路电缆4中间与可编程控制器9连接的GPS定位模块、设置在电缆4上与可编程控制器连接9的至少一个温度传感器2，所述输电线路降温机构包括设置在电缆4下部与电缆4扣合的储水凹槽6，所述储水凹槽6两端设置与电缆4和储水凹槽6相配的密封卡件14，所述密封卡件14上设置有与之密封连接的进水管10，该储水凹槽6的另一端设置出水管11，所述储水凹槽6与电缆4之间构成密封储水空腔并通过若干个线夹3进行固定，所述进水管10通过导管与潜水泵连接，所述出水管11通过导管与地井12连接，所述电源为GPS定位模块5、通信模块7、可编程控制器9、及潜水泵8供电，所述储水凹槽6和导管均采用绝缘材料制成。

所述储水凹槽6两侧设置与电缆相配合的弧形卡件13。

所述通信模块为GSM无线通信模块。

所述电源采用太阳能发电设备。

使用上述装置的监控方法，包括以下步骤：

1）当电缆的温度超过设定值，可编程控制器控制潜水泵工作，潜水泵将地井内的水输送到进水管，水进入储水凹槽内进而水通过储水凹槽另一端的出水管回流到地井内，节约用水，地井内的凉水与电缆接触降温效果好；

2）当电缆的温度低于设定值，可编程控制器关闭潜水泵；

3）电缆的中间部位设置GPS定位模块，当电缆的下垂度低于设定值时，通信模块将数据传输给后台，便于实时监测电缆的悬垂状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本申请的温度传感器与可编程控制连接可以实时监测电缆的温度，当电缆温度超过设定设置，可编程控制控制潜水泵工作将地下水输送至储水凹槽，地下凉水与电缆接触瞬间将电缆降温，降温速度快且效果好，同时热水从另一端回流到地下，避免浪费水，当温度降低到设定值可编程控制器关闭潜水泵，节约电能。更为重要的是本申请的检测机构包括GPS定位模块，所述GPS定位模块设置在输电电缆中间的，能够实时获取电缆中心处的下垂高度，通过可编程控制器和通信模块将电缆下垂高度数据及位置发送到后台，便于实时连接电缆的下垂度，能够实时监测到电缆下垂度，便于及时更换电缆，减少停电时间。所述输电线路降温机构包括设置在电缆下部与电缆扣合的储水凹槽，所述储水凹槽与电缆之间构成密封储水空间并通过若干个线夹进行固定，电缆的上半部分还可与空气接触，在风力大的情况下，还能起到良好的散热效果，减少潜水泵工作时间增加潜水泵使用寿命，同时节约能源。经发明人测试使用本发明的装置，使用三年后，电缆未出现温度高烧毁电缆的时间，同时由于经常给电缆降温，电缆的老化速度是以前的1/3，在不更换电缆的情况下，输电量是以前的1.25倍，并且对输电线路中电缆能够实时在线进行温度精确测量，并及时进行自动降温确保电缆不因温升而发生故障。

Claims (5)

1.一种电力系统输电线路电缆监控降温装置，其特征在于：包括可编程控制器、电源、设置在电杆根部的地井、位于地井内与可编程控制器连接的潜水泵、与可编程控制器连接的通信模块、与可编程控制器连接的电缆监测机构和与可编程控制器连接的输电线路降温机构，所述电缆监测机构包括设置在输电线路电缆中间与可编程控制器连接的GPS定位模块、设置在电缆上与可编程控制器连接的至少一个温度传感器，所述输电线路降温机构包括设置在电缆下部与电缆扣合的储水凹槽，所述储水凹槽两端设置与电缆和储水凹槽相配的密封卡件，所述密封卡件上设置有与之密封连接的进水管，该储水凹槽的一端设置出水管，所述储水凹槽与电缆之间构成密封储水空腔并通过若干个线夹进行固定，所述进水管通过导管与潜水泵连接，所述出水管通过导管与地井连接，所述电源为GPS定位模块、通信模块、可编程控制器及潜水泵供电，所述储水凹槽和导管均采用绝缘材料制成。

2.如权利要求1所述的电力系统输电线路电缆监控降温装置，其特征在于：所述储水凹槽两侧设置与电缆相配合的弧形卡件。

3.如权利要求1所述的电力系统输电线路电缆监控降温装置，其特征在于：所述通信模块为GSM无线通信模块。

4.如权利要求1所述的电力系统输电线路电缆监控降温装置，其特征在于：所述电源采用太阳能发电设备。

5.使用权利要求1的装置进行降温的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）当电缆的温度超过设定值，可编程控制器控制潜水泵工作，潜水泵将地井内的水输送到进水管，水进入储水凹槽内进而水通过储水凹槽另一端的出水管回流到地井内，节约用水，地井内的凉水与电缆接触降温效果好；

2）当电缆的温度低于设定值，可编程控制器关闭潜水泵；

3）电缆的中间部位设置GPS定位模块，当电缆的下垂度低于设定值时，通信模块将数据传输给后台，便于实时监测电缆的悬垂状态。