CN109521329A - 一种电缆故障检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电缆故障检测系统，包括电缆沟内在电缆接头处设置的控制箱，所述控制箱内设置控制机构，所述控制箱上方设置检测机构和蓄能机构，该处地面上方设置混合供能机构和通信机构，所述控制机构与检测机构、蓄能机构、通信机构连接，所述混合供能机构与蓄能机构连接。本发明可以对电缆沟内电缆接头处电场强度进行监测，并及时将信息发送至控制中心，且通过混合供能保证系统的免维护长久运行。
Description
技术领域
本发明涉及电力运维技术领域，具体涉及一种电缆故障检测系统。
背景技术
一般认为交联电缆线路在正常环境中的寿命约为30年，然而由于电缆敷设在电缆沟、排管、隧道内，甚至直埋于地下，敷设环境与使用状态会极大的影响电缆的寿命，再加上电缆制造或安装时的局部缺陷，在温度、电力、机械力、水份、油质、有机化合物、碱、酸、微生物等的作用下，可能会发生局部放电（Partial Discharge，简称 PD），导致绝缘的劣化，产生树枝老化，从而导致电缆故障。电力电缆一旦出现问题，由于电缆线路敷设的特殊性导致故障查找非常困难，除了要投入大量人力物力进行故障排查，还将导致线路停电，如果故障得不到及时排除，会造成严重的经济损失和社会影响。
公开号为 108181552A的专利提供一种地下电缆故障检测系统及其故障检测方法，地下电缆故障检测系统包括：电缆故障测距设备，包括低压脉冲信号源、高压脉冲信号源、和高速接收装置，用于低压脉冲反射法和闪络法进行信号检测，电缆路径检测设备，包括交流高压信号源和电磁感应接收装置，交流高压信号源频率幅值可调，交流高压信号源激励待测电缆产生电磁场，电磁感应接收装置检测待测电缆产生的电磁场，故障点检测设备，包括高压脉冲信号源、直流信号源、交流信号源、跨步电压接收装置、电磁感应接收装置以及声磁同步接收装置。本系统可广泛用于地下电缆开路、短路、接地、低阻、高阻闪络性及高阻泄漏性故障的检测，得到更为精确的故障点。但是上述方案虽然能够及时检测出故障，却需要及时更换电池组保证能源供应。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种电缆故障检测系统，可以对电缆沟内电缆接头处电场强度进行监测，并及时将信息发送至控制中心，且通过混合供能保证系统的免维护长久运行。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电缆故障检测系统，包括电缆沟内在电缆接头处设置的控制箱，所述控制箱内设置控制机构，所述控制箱上方设置检测机构和蓄能机构，该处地面上方设置混合供能机构和通信机构，所述控制机构与检测机构、蓄能机构、通信机构连接，所述混合供能机构与蓄能机构连接。
进一步的，所述控制机构采用微控制器，所述检测机构包括所述控制箱侧面设置的横臂，所述横臂端部对应电缆接头设置电场传感器，所述电场传感器与设置在横臂上的电流放大器连接，所述电流放大器与微控制器连接，所述通信机构采用GPRS通信模块。
进一步的，所述混合供能机构包括该处地面上方设置的立柱，所述立柱上端设置安装板，所述安装板上设置太阳能供电机构和风能供电机构。
进一步的，所述太阳能供电机构包括设置在安装板上方的第二支架，所述第二支架顶端设置太阳能电池板，所述太阳能电池板与蓄能机构连接。
进一步的，所述太阳能电池板下方在所述第二支架中部设置集热板，所述集热板包括不锈钢板，所述不锈钢板内部设置空腔，所述空腔内设置升温介质，所述不锈钢板下方设置散热机构。
进一步的，所述散热机构包括所述不锈钢板下方设置的若干个刺凸，所述刺凸的下端设置集水盘，所述集水盘与不锈钢板的大小相匹配，所述集水盘的边沿外侧设置向内倾斜的斜板。
进一步的，所述风能供电机构包括所述安装板下表面向下设置的第三支架，所述第三支架上设置挡风板，所述第三支架采用压电悬臂梁，所述第三支架与蓄能机构连接。
进一步的，所述蓄能机构包括蓄电池和充放电控制器，所述充放电控制器与控制机构、太阳能供电机构和风能供电机构连接。
本发明提供的电缆故障检测系统，包括电缆沟内在电缆接头处设置的控制箱，所述控制箱内设置控制机构，所述控制箱上方设置检测机构和蓄能机构，该处地面上方设置混合供能机构和通信机构，所述控制机构与检测机构、蓄能机构、通信机构连接，所述混合供能机构与蓄能机构连接。检测机构对电缆接头处的电场信号进行监测，并经过放大之后将信息发送至控制机构，控制机构通过电场强度变化来监测电缆接头是否存在缺陷以及绝缘击穿，然后通过通信机构向控制中心发送报警指令，工作人员可以根据报警信息到达现场具体查看并检修。混合供能机构对现场的各个机构进行供能，其利用风能和太阳能供能，可以将天气的影响降至最下。
所述控制机构采用微控制器，所述检测机构包括所述控制箱侧面设置的横臂，所述横臂端部对应电缆接头设置电场传感器，所述电场传感器与设置在横臂上的电流放大器连接，所述电流放大器与微控制器连接，所述通信机构采用GPRS通信模块。电场作为评估电缆接头内部绝缘状态的重要特征量，被学者大量用来进行电缆接头结构优化和绝缘事故分析。当电缆接头绝缘内部存在缺陷的情况下，其内部电场分布将发生改变，并当缺陷内部的电场强度超过击穿场强时，将导致局部放电的发生，进而加速绝缘介质击穿。电场传感器监测电缆接头处的电场变化情况，在出现变化时微控制器可以及时发送信号至控制中心。微控制器可以采用80c51内核的控制器，无需价格较高的，其处理的数据较少，选择性价比较高的芯片就行。GPRS通信模块可以实现远程分无线通信。
所述混合供能机构包括该处地面上方设置的立柱，所述立柱上端设置安装板，所述安装板上设置太阳能供电机构和风能供电机构。混合供能机构设置在地面上，可以通过PVC管设置在土壤中放置上下结构连接的电路，太阳能供电机构可以将太阳能转化为电能，在天气不好时，太阳能较少，此时通过风能供电机构截留风力转换电能，保证各个机构不会因为没有电而断断续续运行。
所述太阳能供电机构包括设置在安装板上方的第二支架，所述第二支架顶端设置太阳能电池板，所述太阳能电池板与蓄能机构连接。
所述太阳能电池板下方在所述第二支架中部设置集热板，所述集热板包括不锈钢板，所述不锈钢板内部设置空腔，所述空腔内设置升温介质，所述不锈钢板下方设置散热机构。
所述散热机构包括所述不锈钢板下方设置的若干个刺凸，所述刺凸的下端集水盘，所述集水盘与不锈钢板的大小相匹配，所述集水盘的边沿外侧设置向内倾斜的斜板。
太阳能发电机构通过电池板实现，但是电池板在夏季时升温过高会导致发电效率下降，因此设置了集热板来吸收多余的热量。集热板采用不锈钢板热传递速度快，其内部的空腔设置升温介质，可以为水，可以吸收大量的热量，有效降温。当温度仍然过高时，不锈钢板下方的刺凸会将热量导致集水盘内，集水盘内在阴雨天收集有雨水，通过水的蒸发吸热，可以加快降温，效果会更好。
所述风能供电机构包括所述安装板下表面向下设置的第三支架，所述第三支架上设置挡风板，所述第三支架采用压电悬臂梁，所述第三支架与蓄能机构连接。风能发电机构通过挡风板拦截风能，使得第三支架震动，从而发电，并将电能存储在蓄能机构内。
所述蓄能机构包括蓄电池和充放电控制器，所述充放电控制器与控制机构、太阳能供电机构和风能供电机构连接。电能通过充放电控制器存入蓄电池内，充放电控制器还可以对其他的设备提供电能，且充放电控制器能够追踪最佳发电区间，可以提高太阳能电池板的发电效率。
本发明可以对电缆沟内电缆接头处电场强度进行监测，并及时将信息发送至控制中心，且通过混合供能保证系统的免维护长久运行。
附图说明
图1为本发明电缆故障检测系统的结构示意图；
图2为本发明混合供能机构的结构示意图。
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的附图1-2，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一，本发明提供了一种电缆故障检测系统，包括电缆沟内在电缆接头处设置的控制箱9，所述控制箱9内设置控制机构8，所述控制箱9上方设置检测机构、氧气隔绝机构和蓄能机构，该处地面上方设置混合供能机构和通信机构10，所述控制机构8与检测机构、氧气隔绝机构、蓄能机构、通信机构10连接，所述混合供能机构与蓄能机构连接。检测机构对电缆接头处的电场信号进行监测，并经过放大之后将信息发送至控制机构，控制机构通过烟雾浓度和温度可以判断电缆接头是否存在高温以及燃烧的情况，然后控制氧气隔绝机构对准电缆接头喷射灭火气体，从而隔绝氧气，避免接头处燃烧，在通过通信机构向控制中心发送报警指令，工作人员可以根据报警信息到达现场具体查看并检修。混合供能机构对现场的各个机构进行供能，其利用风能和太阳能供能，可以将天气的影响降至最下。
所述控制机构8采用微控制器，所述检测机构包括所述控制箱9侧面设置的横臂22，所述横臂22端部对应电缆接头设置电场传感器1，所述电场传感器1与设置在横臂22上的电流放大器2连接，所述电流放大器2与微控制器连接，所述通信机构10采用GPRS通信模块。电场作为评估电缆接头内部绝缘状态的重要特征量，被学者大量用来进行电缆接头结构优化和绝缘事故分析。当电缆接头绝缘内部存在缺陷的情况下，其内部电场分布将发生改变，并当缺陷内部的电场强度超过击穿场强时，将导致局部放电的发生，进而加速绝缘介质击穿。电场传感器监测电缆接头处的电场变化情况，在出现变化时微控制器可以及时发送信号至控制中心。微控制器可以采用80c51内核的控制器，无需价格较高的，其处理的数据较少，选择性价比较高的芯片就行。GPRS通信模块可以实现远程分无线通信。
所述氧气隔绝机构包括所述控制箱9上方设置的氮气罐7，所述控制箱9上方设置第一支架4，所述第一支架4上对应电缆接头设置喷头3，所述氮气罐7通过喷射管道5与喷头3连通，所述喷射管道5上设置与所述控制机构8连接的电磁阀6。在电缆接头出现故障时经常会发生绝缘击穿以及绝缘层融化的情况，为了避免燃烧设置氧气隔绝机构，在出现问题时通过喷射氮气一方面带走接头处的高温，另一方面隔绝氧气避免燃烧。
所述混合供能机构包括该处地面上方设置的立柱11，所述立柱11上端设置安装板21，所述安装板21上设置太阳能供电机构和风能供电机构。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于：
所述太阳能供电机构包括设置在安装板21上方的第二支架15，所述第二支架15顶端设置太阳能电池板16，所述太阳能电池板16与蓄能机构连接。
所述太阳能电池板16下方在所述第二支架1中部设置集热板17，所述集热板17包括不锈钢板，所述不锈钢板内部设置空腔18，所述空腔18内设置升温介质，所述不锈钢板下方设置散热机构。
所述散热机构包括所述不锈钢板下方设置的若干个刺凸19，所述刺凸9的下端设置集水盘20，所述集水盘20与不锈钢板的大小相匹配，所述集水盘20的边沿外侧设置向内倾斜的斜板14。
太阳能发电机构通过电池板实现，但是电池板在夏季时升温过高会导致发电效率下降，因此设置了集热板来吸收多余的热量。集热板采用不锈钢板热传递速度快，其内部的空腔设置升温介质，可以为水，可以吸收大量的热量，有效降温。当温度仍然过高时，不锈钢板下方的刺凸会将热量导致集水盘内，集水盘内在阴雨天收集有雨水，通过水的蒸发吸热，可以加快降温，效果会更好。
实施例三
本实施例与实施例一的区别在于：
所述风能供电机构包括所述安装板21下表面向下设置的第三支架12，所述第三支架12上设置挡风板13，所述第三支架12采用压电悬臂梁，所述第三支架12与蓄能机构连接。风能发电机构通过挡风板拦截风能，使得第三支架震动，从而发电，并将电能存储在蓄能机构内。
所述蓄能机构包括蓄电池23和充放电控制器22，所述充放电控制器22与控制机构、太阳能供电机构和风能供电机构连接。电能通过充放电控制器存入蓄电池内，充放电控制器还可以对其他的设备提供电能，且充放电控制器能够追踪最佳发电区间，可以提高太阳能电池板的发电效率。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种电缆故障检测系统，其特征在于：包括电缆沟内在电缆接头处设置的控制箱，所述控制箱内设置控制机构，所述控制箱上方设置检测机构和蓄能机构，该处地面上方设置混合供能机构和通信机构，所述控制机构与检测机构、蓄能机构、通信机构连接，所述混合供能机构与蓄能机构连接。
2.如权利要求1所述的电缆故障检测系统，其特征在于：所述控制机构采用微控制器，所述检测机构包括所述控制箱侧面设置的横臂，所述横臂端部对应电缆接头设置电场传感器，所述电场传感器与设置在横臂上的电流放大器连接，所述电流放大器与微控制器连接，所述通信机构采用GPRS通信模块。
3.如权利要求2所述的电缆故障检测系统，其特征在于：所述混合供能机构包括该处地面上方设置的立柱，所述立柱上端设置安装板，所述安装板上设置太阳能供电机构和风能供电机构。
4.如权利要求3所述的电缆故障检测系统，其特征在于：所述太阳能供电机构包括设置在安装板上方的第二支架，所述第二支架顶端设置太阳能电池板，所述太阳能电池板与蓄能机构连接。
5.如权利要求4所述的电缆故障检测系统，其特征在于：所述太阳能电池板下方在所述第二支架中部设置集热板，所述集热板包括不锈钢板，所述不锈钢板内部设置空腔，所述空腔内设置升温介质，所述不锈钢板下方设置散热机构。
6.如权利要求5所述的电缆故障检测系统，其特征在于：所述散热机构包括所述不锈钢板下方设置的若干个刺凸，所述刺凸的下端设置集水盘，所述集水盘与不锈钢板的大小相匹配，所述集水盘的边沿外侧设置向内倾斜的斜板。
7.如权利要求6所述的电缆故障检测系统，其特征在于：所述风能供电机构包括所述安装板下表面向下设置的第三支架，所述第三支架上设置挡风板，所述第三支架采用压电悬臂梁，所述第三支架与蓄能机构连接。
8.如权利要求7所述的电缆故障检测系统，其特征在于：所述蓄能机构包括蓄电池和充放电控制器，所述充放电控制器与控制机构、太阳能供电机构和风能供电机构连接。
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2018
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