CN106353000A - 一种配电自动化环网柜10kV电缆接头测温方法及设备 - Google Patents

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张侃君
李建明
柯向阳
熊军
黄光咸
罗珍
韩振
潘占军
雷伟
曾征
甘利红
胡晓林
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Abstract

本发明涉及一种配电自动化环网柜10kV电缆接头测温方法及设备，其特征在于包括如下步骤：1)准备配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备；2)所述智能无线采集器将采集到的10kV电缆接头温度数据通过无线通信网络传输给智能无线接收终端；3)所述智能无线接收终端将接收到的各间隔温度无线信号进行处理、存储后，将信息传递给所述配电自动化终端DTU；4)所述DTU将温度信息经配电自动化通信系统传送至配电自动化主站，在所述配电自动化主站的后台计算机上显示所有配电自动化环网柜各间隔的电缆接头温度以及温度变化趋势、测温设备工作状态等信息。本发明可以实现配电自动化环网柜内10kV电缆接头温度的自动实时监测，提升配电自动化设备的运行可靠性及运维工作效率。

Description

一种配电自动化环网柜10kV电缆接头测温方法及设备
技术领域
本发明属于电力系统配电技术领域，具体指一种应用于配电自动化环网柜10kV电缆接头的测温方法及测温设备。
背景技术
环网柜作为配电网的重要设备，起着联接配电环网以及分配电能的重要作用。在配电环网柜中，10kV电缆接头运行环境较为恶劣，电缆接头结构较复杂，导致接头处散热条件较差，因施工工艺、短路电流电磁力冲击造成的电缆接头接触不良也会导致接头处发热量增大。因电缆接头发热导致过多起电缆乃至环网柜烧毁，从而最终造成配电线路停电的事故。因此，为了判断配电环网柜绝缘老化、局部过热并及时发现安全隐患，从而确保配电网运行的安全性、可靠性，对配电环网柜10kV电缆接头温度开展适时监视十分必要。
现有技术手段无法有效开展配电环网柜10kV电缆接头温度实时监测，一方面是在设备带电情况下无法安全实施温度测量，另一方面温度测量信号无法有效上传、汇总和处理。近年来随着配电自动化工程建设的快速推进，对配电自动化环网柜10kV电缆接头温度的实时监测已是迫在眉睫所需解决的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配电自动化环网柜10kV电缆接头测温方法及测温设备，该方法及设备可以实现配电自动化环网柜内10kV电缆接头温度的自动实时监测，提升配电自动化设备的运行可靠性及运维工作效率。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种配电自动化环网柜10kV电缆接头测温方法，其特征在于包括如下步骤：
1)准备配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备，配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备包括智能无线采集器1、智能无线接收终端2和通信系统；在配电自动化环网柜各间隔内安装智能无线采集器1，智能无线采集器1的温度检测模块1.1安装在被测10kV电缆接头上；通信系统包括无线通信网络5、以太网或RS485通信网6；
2)所述智能无线采集器1将采集到的10kV电缆接头温度数据通过无线通信网络5传输给智能无线接收终端2；
3)所述智能无线接收终端2将接收到的各间隔温度电磁信号进行处理、存储后，将10kV电缆接头的温度、测温设备工作状态等信息，通过以太网或RS485通信网6传递给配电自动化终端(DTU)3；
4)所述配电自动化终端(DTU)3将温度信息经配电自动化通信系统7传送至配电自动化主站4，在所述配电自动化主站4的后台计算机上显示所有配电自动化环网柜各间隔的电缆接头温度以及温度变化趋势、测温设备工作状态等信息。
实现上述方法的配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备，其特征在于包括智能无线采集器1、智能无线接收终端2和通信系统；通信系统包括无线通信网络5、以太网或RS485通信网6；智能无线采集器1安装在配电自动化环网柜内，智能无线采集器1的温度检测模块1.1安装在被测10kV电缆接头上；智能无线采集器1与智能无线接收终端2通过无线通信网络5传输温度数据；智能无线接收终端2通过以太网或RS485通信网6与配电自动化终端(DTU)3传递温度信息，所述配电自动化终端(DTU)3将温度信息经配电自动化通信系统7传送至配电自动化主站4。
按上述技术方案，所述智能无线采集器1包括温度检测模块、信号处理模块、通信模块以及电源模块；温度检测模块1.1将感应到的热量转变为温度模拟量信息1.a，并将温度模拟量信息通过绝缘耐压电缆1.3传输给信号处理模块1.2；
所述信号处理模块包括信号调理子模块、A/D转换子模块和逻辑控制子模块；接收到所述温度模拟量信息1.a后，先由所述信号调理子模块滤除温度模拟量信息1.a中的杂波，然后将滤波后的温度信号1.b经所述A/D转换子模块转变为温度数字量信息1.c，最后由逻辑控制子模块定期对温度数字量信息1.c进行计算和处理，处理周期由所述智能无线接收终端2设定；处理完的温度信息1.d传输给所述通信模块；逻辑控制子模块还接收并处理来自通信模块的指令信息1e；
所述通信模块将接受的温度信息1.d转变为频率为433MHz的温度无线信号2.a，发送给智能无线接收终端2；通信模块并接受来自所述智能无线接收终端的无线指令信息2.b，转变为数字信息1.e后传输给所述信号处理模块；
所述电源模块分别给温度检测模块、信号处理模块和通信模块供电。
按上述技术方案，所述智能无线接收终端2包括通信模块、处理器模块、储存模块、显示模块和电源模块；
所述通信模块包括无线通信子模块、RS485通信子模块以及以太网通信子模块，分别配置有无线通信接口、RS485通信接口以及以太网通信接口；所述通信模块包括：①无线通信子模块接收来自所述智能无线采集器1的温度无线信号(无线温度测量信息)2.a，转化为数字信号2.c后传输给处理器模块；无线通信子模块并接收来自于处理器模块的指令信息2.d，转化为无线指令信息(无线信号)2.b后发送给所述智能无线采集器1；②RS485通信子模块以及以太网通信子模块接收处理器模块计算处理好的温度测量、设备运行状态等信息2.g，并将信息2.h发送给所述配电自动化终端(DTU)3，并接收从所述配电自动化终端(DTU)3下发的指令信息2.i；③RS485通信子模块以及以太网通信子模块与笔记本电脑8交互信息2.j，用于开展调试工作；调试期间，与处理器模块存在信息2.g(温度测量、设备运行状态等信息2.g)交互；
所述处理器模块包括：①处理来自于所述通信模块的数字信号(即温度测量信息)2.c以及自身报警等信息，将处理后的信息分别发给所述显示模块(信息2.e)、所述存储模块(信息2.f)以及所述通信模块(信息2.g)；②运行参数设置，并发给所述通信模块(信息2.d)；③处理调试信息2.g；
所述储存模块用于存储信息2.f，包括温度测量信息、报警信息等，可存储至少3个月的信息量；
所述显示模块用于显示当前信息以及历史数据信息2.e，包括所述智能无线接收终端的运行状态、温度测量信息等；
所述电源模块功能与所述智能无线采集器的电源模块相同；电源模块分别给通信模块、处理器模块、储存模块和显示模块供电。
所述的配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备将温度测量信息上送给所述配电自动化终端3的方式有两种：一种是根据智能无线接收终端设定的处理周期，定时将信息处理完毕后上送信息2.h给所述配电自动化终端3；另一种是由所述配电自动化终端3下发调取指令信息2.i给所述配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备，所述配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备收到指令信息2.i后，开展信息处理工作，信息处理完毕后上送信息2.h给所述配电自动化终端3。
本发明借助配电自动化通信系统，将环网柜10kV电缆接头的温度及变化趋势显示在配电自动化主站的后台计算机上，实现对各配电自动化环网柜10kV电缆接头温度的有效监测。
本发明的有益效果是：本发明可以实现配电自动化环网柜内10kV电缆接头温度的自动实时监测，提升配电自动化设备的运行可靠性及运维工作效率。
附图说明
图1为本发明所涉及的配电自动化环网柜10kV电缆接头测温方法的原理示意图。
图2为本发明所涉及的智能无线采集器工作原理示意图。
图3为本发明所涉及的智能无线接收终端工作原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图以及实施案例，对本发明做进一步的描述：
如图1所示，一种配电自动化环网柜10kV电缆接头测温方法，包括如下步骤：
1)准备配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备，配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备包括智能无线采集器1、智能无线接收终端2和通信系统；在配电自动化环网柜各间隔内安装智能无线采集器1，智能无线采集器1的温度检测模块1.1安装在被测10kV电缆接头上；通信系统包括无线通信网络5、以太网或RS485通信网6；
2)所述智能无线采集器1将采集到的10kV电缆接头温度数据通过无线通信网络5传输给智能无线接收终端2；
3)所述智能无线接收终端2将接收到的各间隔温度电磁信号进行处理、存储后，将10kV电缆接头的温度、测温设备工作状态等信息，通过以太网或RS485通信网6传递给配电自动化终端(DTU)3；
(DTU)3属于配电自动化终端设备的一种，是现有的配电自动化系统的组成部分，不属于测温设备的组成部分；配电自动化通信系统7、配电自动化主站4均是现有的配电自动化系统的组成部分；
4)所述配电自动化终端(DTU)3将温度信息经配电自动化通信系统7传送至配电自动化主站4，在所述配电自动化主站4的后台计算机上显示所有配电自动化环网柜各间隔的电缆接头温度以及温度变化趋势、测温设备工作状态等信息。
如图1所示，实现上述方法的配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备，包括智能无线采集器1、智能无线接收终端2和通信系统；通信系统包括无线通信网络5、以太网或RS485通信网6；智能无线采集器1安装在配电自动化环网柜内(配电自动化环网柜的各间隔内；即在配电自动化环网柜各间隔内安装智能无线采集器1)，智能无线采集器1的温度检测模块1.1安装在被测10kV电缆接头上(电缆接头的带电体上)；智能无线采集器1与智能无线接收终端2通过无线通信网络5传输温度数据；智能无线接收终端2通过以太网或RS485通信网6与配电自动化终端(DTU)3传递温度信息，所述配电自动化终端(DTU)3将温度信息经配电自动化通信系统7传送至配电自动化主站4。
如图2所示，所述智能无线采集器1包括温度检测模块、信号处理模块、通信模块以及电源模块；所述温度检测模块基于热电阻原理，温度检测模块1.1将感应到的热量转变为温度模拟量信息(小电压信号)1.a，并将温度模拟量信息(温度测量信息)通过绝缘耐压电缆1.3传输给信号处理模块(所述智能无线采集器1的其他部件)1.2；根据实际需要，信号处理模块1.2可以联接多个所述温度检测模块1.1；
所述信号处理模块包括信号调理子模块、A/D转换子模块和逻辑控制子模块；接收到所述温度模拟量信息1.a后，先由所述信号调理子模块滤除温度模拟量信息1.a中的杂波，然后将滤波后的温度信号1.b经所述A/D转换子模块转变为温度数字量信息1.c，最后由逻辑控制子模块定期对温度数字量信息1.c进行计算和处理，处理周期由所述智能无线接收终端2设定；处理完的温度信息1.d传输给所述通信模块；此外，逻辑控制子模块(逻辑控制模块)还接收并处理来自通信模块的指令信息1e；
所述通信模块将接受的温度信息1.d转变为频率为433MHz的温度无线信号2.a，发送给智能无线接收终端2；通信模块并接受来自所述智能无线接收终端的无线指令信息2.b，转变为数字信息1.e后传输给所述信号处理模块；
所述电源模块分别给温度检测模块、信号处理模块和通信模块供电。电源模块给所述智能无线采集器1的其他子模块供电，有两种供电方式，一种是从所述配电自动化环网柜的电压互感器(PT)二次绕组取电后供电，另一种是用模块内部配置的电池供电。
如图3所示，所述智能无线接收终端2包括通信模块、处理器模块、储存模块、显示模块和电源模块；
所述通信模块包括无线通信子模块、RS485通信子模块(RS485通信模块)以及以太网通信子模块(以太网通信模块)，分别配置有无线通信接口、RS485通信接口以及以太网通信接口；所述通信模块包括：①无线通信子模块接收来自所述智能无线采集器1的温度无线信号(无线温度测量信息)2.a，转化为数字信号2.c后传输给处理器模块；无线通信子模块并接收来自于处理器模块的指令信息2.d，转化为无线指令信息(无线信号)2.b后发送给所述智能无线采集器1；②RS485通信子模块以及以太网通信子模块接收处理器模块计算处理好的温度测量、设备运行状态等信息2.g，并将信息2.h发送给所述配电自动化终端(DTU)3，并接收从所述配电自动化终端(DTU)3下发的指令信息2.i；③RS485通信子模块以及以太网通信子模块与笔记本电脑8交互信息2.j，用于开展调试工作；调试期间，与处理器模块存在信息2.g(温度测量、设备运行状态等信息2.g)交互；
所述处理器模块功能包括：①处理来自于所述通信模块的数字信号(即温度测量信息)2.c以及自身报警等信息，将处理后的信息分别发给所述显示模块(信息2.e)、所述存储模块(信息2.f)以及所述通信模块(信息2.g)；②运行参数设置(例如：温度信息处理周期)，并发给所述通信模块(信息2.d)；③处理调试信息2.g；
所述储存模块用于存储信息2.f，包括温度测量信息、报警信息等，可存储至少3个月的信息量；
所述显示模块用于显示当前信息以及历史数据信息2.e，包括所述智能无线接收终端的运行状态、温度测量信息等；
所述电源模块功能与所述智能无线采集器的电源模块相同；电源模块分别给通信模块、处理器模块、储存模块和显示模块供电。
所述的配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备将温度测量信息上送给所述配电自动化终端3的方式有两种：一种是根据智能无线接收终端设定的处理周期，定时将信息处理完毕后上送信息2.h给所述配电自动化终端3；另一种是由所述配电自动化终端3下发调取指令信息2.i给所述配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备，所述配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备收到指令信息2.i后，开展信息处理工作，信息处理完毕后上送信息2.h给所述配电自动化终端3。

Claims (5)

1.一种配电自动化环网柜10kV电缆接头测温方法，其特征在于包括如下步骤：
1)准备配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备，配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备包括智能无线采集器、智能无线接收和通信系统；在配电自动化环网柜各间隔内安装智能无线采集器(1)，智能无线采集器的温度检测模块安装在被测10kV电缆接头上；通信系统包括无线通信网络(5)、以太网或RS485通信网(6)；
2)所述智能无线采集器将采集到的10kV电缆接头温度数据通过无线通信网络传输给智能无线接收终端；
3)所述智能无线接收终端将接收到的各间隔温度电磁信号进行处理、存储后，将10kV电缆接头的温度、测温设备工作状态信息，通过以太网或RS485通信网传递给配电自动化终端；
4)所述配电自动化终端将温度信息经配电自动化通信系统传送至配电自动化主站，在所述配电自动化主站的后台计算机上显示所有配电自动化环网柜各间隔的电缆接头温度以及温度变化趋势、测温设备工作状态信息。
2.实现权利要求1所述的方法的配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备，其特征在于包括智能无线采集器(1)、智能无线接收终端(2)和通信系统；通信系统包括无线通信网络(5)、以太网或RS485通信网(6)；智能无线采集器(1)安装在配电自动化环网柜内，智能无线采集器(1)的温度检测模块(1.1)安装在被测10kV电缆接头上；智能无线采集器(1)与智能无线接收终端(2)通过无线通信网(5)传输温度数据；智能无线接收终端(2)通过以太网或RS485通信网(6)与配电自动化终端(3)传递温度信息，所述配电自动化终端(3)将温度信息经配电自动化通信系统(7)传送至配电自动化主站(4)。
3.根据权利要求2所述的配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备，其特征在于：所述智能无线采集器(1)包括温度检测模块、信号处理模块、通信模块以及电源模块；温度检测模块(1.1)将感应到的热量转变为温度模拟量信息(1.a)，并将温度模拟量信息通过绝缘耐压电缆(1.3)传输给信号处理模块(1.2)；
所述信号处理模块包括信号调理子模块、A/D转换子模块和逻辑控制子模块；接收到所述温度模拟量信息(1.a)后，先由所述信号调理子模块滤除温度模拟量信息(1.a)中的杂波，然后将滤波后的温度信号(1.b)经所述A/D转换子模块转变为温度数字量信息(1.c)，最后由逻辑控制子模块定期对温度数字量信息(1.c)进行计算和处理，处理周期由所述智能无线接收终端(2)设定；处理完的温度信息(1.d)传输给所述通信模块；逻辑控制子模块还接收并处理来自通信模块的指令信息(1e)；
所述通信模块将接受的温度信息(1.d)转变为频率为433MHz的温度无线信号(2.a)，发送给智能无线接收终端(2)；通信模块并接受来自所述智能无线接收终端的无线指令信息(2.b)，转变为数字信息(1.e)后传输给所述信号处理模块；
所述电源模块分别给温度检测模块、信号处理模块和通信模块供电。
4.根据权利要求2所述的配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备，其特征在于：所述智能无线接收终端(2)包括通信模块、处理器模块、储存模块、显示模块和电源模块；
所述通信模块包括无线通信子模块、RS485通信子模块以及以太网通信子模块，分别配置有无线通信接口、RS485通信接口以及以太网通信接口；所述通信模块包括：①无线通信子模块接收来自所述智能无线采集器(1)的温度无线信号(2.a)，转化为数字信号(2.c)后传输给处理器模块；无线通信子模块并接收来自于处理器模块的指令信息(2.d)，转化为无线指令信息(2.b)后发送给所述智能无线采集器(1)；②RS485通信子模块以及以太网通信子模块接收处理器模块计算处理好的温度测量、设备运行状态信息(2.g)，并将信息(2.h)发送给所述配电自动化终端(3)，并接收从所述配电自动化终端(3)下发的指令信息(2.i)；③RS485通信子模块以及以太网通信子模块与笔记本电脑(8)交互信息(2.j)，用于开展调试工作；调试期间，与处理器模块存在信息(2.g)交互；
所述处理器模块包括：①处理来自于所述通信模块的数字信号(2.c)以及自身报警信息，将处理后的信息分别发给所述显示模块、所述存储模块以及所述通信模块；②运行参数设置，并发给所述通信模块；③处理调试信息；
所述储存模块用于存储信息，包括温度测量信息、报警信息，可存储至少3个月的信息量；
所述显示模块用于显示当前信息以及历史数据信息，包括所述智能无线接收终端的运行状态、温度测量信息；
所述电源模块分别给通信模块、处理器模块、储存模块和显示模块供电。
5.根据权利要求4所述的配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备，其特征在于：所述的配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备将温度测量信息上送给所述配电自动化终端(3)的方式有两种：一种是根据智能无线接收终端设定的处理周期，定时将信息处理完毕后上送信息(2.h)给所述配电自动化终端(3)；另一种是由所述配电自动化终端(3)下发调取指令信息(2.i)给所述配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备，所述配电自动化环网柜10kV电缆接头测温设备收到指令信息(2.i)后，开展信息处理工作，信息处理完毕后上送信息(2.h)给所述配电自动化终端(3)。
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