CN111769649A - 一种电缆中间接头监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电缆中间接头监测系统，温度采集装置靠近或与电缆中间接头贴合安装；集数据处理模块通过温度采集装置实时获取电缆中间接头温度信息，还通过电流电压检测模块采集电缆中间接头的电流信息以及电压信息，还通过定位模块定位当前位置信息；监控服务器接收每个监控终端发送的信息；并将上述信息对应与预设阈值范围进行比对，判断上述信息的波动范围是否超出阈值范围，如果超阈值范围，则发出报警提示，并显示监控终端信息；本发明可以实现对电缆中间接头的温度实时监测通过分析实时温度及以往温度判断电缆中间接头绝缘老化状况、局部过热状态，及时发现安全隐患；实时的监测数据更可以为电力电缆动态增容提供依据。

Description

一种电缆中间接头监测系统
技术领域
本发明涉及电缆连接技术领域，尤其涉及一种电缆中间接头监测系统。
背景技术
电力电缆是电力系统中常用的电能传输的载体，电力电缆在使用时,通常将线缆铺设在地下，当然也有的采用架空走线的方式，走线方式可以根据现场环境进行走线。由于电力电缆有时需要长距离输电，在使用过程就存在电缆接头，也就是在电缆铺设好后，为了使其成为一个连续的线路，各段线必须连接为一个整体，这些连接点就称为电缆接头。有的电缆接头是基于与设备接线连接，或者其他装置连接产生的接头。
一般电缆接头在使用过程中，需要在停产停电的时间段进行维护点检。而在运行过程中也是需要进行经常检查。有时电缆接头在运行过程中会发热，长时间温度过高，容易造成短路，影响供电。现有技术中，由于在一个供电台区内，不仅仅存在一个电缆接头，可能存在多个电缆接头，这样就需要同步同时的进行监控，及时了解各个电缆接头的运行状态，如何实现对每个电缆接头运行状态的有效监控是当前亟待解决的技术问题。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种电缆中间接头监测系统，包括：监控服务器，监控通信总线以及设置在各个电缆中间接头位置的监控终端；
监控终端通过监控通信总线与监控服务器通信连接；
监控终端包括：温度采集装置、定位模块、通信模块、电流电压检测模块、采集数据处理模块以及用于给监控终端供电的电源模块；
温度采集装置靠近或与电缆中间接头贴合安装，检测电缆中间接头的温度信息；
定位模块、温度采集装置、通信模块以及电流电压检测模块分别与采集数据处理模块通信连接，采集数据处理模块通过温度采集装置实时获取电缆中间接头温度信息，还通过电流电压检测模块采集电缆中间接头的电流信息以及电压信息，还通过定位模块定位当前位置信息，并将上述信息通过通信模块将采集的信息上传至监控服务器；
监控服务器接收每个监控终端发送的位置信息、温度信息以及检测的电流电压信息；并将上述信息对应与预设阈值范围进行比对，判断上述信息的波动范围是否超出阈值范围，如果超阈值范围，则发出报警提示，并显示监控终端信息；
监控服务器还对温度信息与以往采集时间段的波动范围进行比对，当温度信息以及检测的电流电压信息波动范围超出以往采集时间段的波动范围时，发出报警提示。
优选地，温度采集装置包括多个温度传感器，均匀的布设在电缆中间接头上，采集数据处理模块获取每个温度传感器感应的温度值，并取多个温度值的平均值，或者加权平均值作为电缆中间接头的温度值；
温度采集装置包括：温度采集端ADC1、温度采集端ADC2、温度采集端ADC3、温度采集端ADC4，电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R22、电阻R23、电阻R26、电阻R27、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R33，二极管D3、二极管D4、二极管D7、二极管D9，电容C7、电容C9、电容C12、电容C14以及温度信号连接端P2；温度信号连接端P2的输出端连接采集数据处理模块；
温度采集装置组ADC1连接二极管D3、电容C7、电阻R5，二极管D3另一端连接2.5V电压，电阻R5另一端与电阻R4、电阻R6连接，电阻R4另一端与电阻R7、温度信号连接端P2的1接口连接，电阻R7、电阻R6与电容C7连接并接地；
温度采集装置组ADC2连接二极管D4、电容C9、电阻R17，二极管D4另一端连接2.5V电压，电阻R17另一端与电阻R16、电阻R18连接，电阻R16另一端与电阻R19、温度信号连接端P2的2接口连接，电阻R19、电阻R18与电容C9连接并接地；
温度采集装置组ADC3连接二极管D7、电容C12、电阻R23，二极管D7另一端连接2.5V电压，电阻R23另一端与电阻R22、电阻R26连接，电阻R22另一端与电阻R27、温度信号连接端P2的3接口连接，电阻R27、电阻R26与电容C12连接并接地；
温度采集装置组ADC4连接二极管D9、电容C14、电阻R31，二极管D9另一端连接2.5V电压，电阻R31另一端与电阻R30、电阻R32连接，电阻R30另一端与电阻R33、温度信号连接端P2的4接口连接，电阻R33、电阻R32与电容C14连接并接地。
优选地，还包括：模数转换接口电路；模数转换接口电路连接采集数据处理模块；
模数转换接口电路包括：模数转换芯片X40、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R14、电阻R15、电阻R20、信号输入接口VIN1、VIN3、VIN4；
信号输入接口VIN1与温度采集装置连接，信号输入接口VIN1另一端与电阻R11连接，电阻R11另一端与电阻R14、模数转换芯片X40接口3连接，电阻R14另一端接地，信号输入接口VIN4与温度采集装置连接，信号输入接口VIN4另一端与电阻R10连接，电阻R10另一端与电阻R12、模数转换芯片X40接口12连接，电阻R12另一端接地；
信号输入接口VIN3与温度采集装置，信号输入接口VIN3另一端与电阻R20连接，电阻R20另一端与电阻R15、模数转换芯片X40接口10连接，电阻R15另一端接地；
模数转换芯片X40接口4与电源模块连接，模数转换芯片X40接口1、接口2，模数转换芯片X40接口13、接口14分别与采集数据处理模块连接。
优选地，还包括：高频方波信号发生电路；高频方波信号发生电路与采集数据处理模块连接，向采集数据处理模块提供方波时钟信号；
高频方波信号发生电路接收监控服务器发送的方波控制指令，并执行；
高频方波信号发生电路包括：运放器U1、运放器U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R17、可变电阻Rp2、可变电阻Rp1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、三极管Q1、三极管Q3、三极管Q2、三极管Q4；
信号处理模块接口IN2与电容C1、电阻R2连接，电容C1与运放器U2的接口2和可变电阻Rp2连接；
可变电阻Rp2另一端连接电阻R4；电阻R4的另一端与运放器U1的接口4、信号处理模块接口IN1、可变电阻Rp1连接，运放器U1的接口2与电阻R1连接，电阻R1另一端接地，运放器U1的接口1与电阻R2、电阻R3连接，电阻R3与可变电阻Rp1连接，运放器U2的接口4与电容C3连接，电容C3另一端与可变电阻R10连接，可变电阻R10的滑动脚与电容C4连接，另一端直接接地，电容C4的另一端与电阻R14以及三极管Q1基极连接，电阻R14的另一端接地，三极管Q1的集电极与电阻R5连接，三极管Q1的发射极与电阻R7、可变电阻R13连接，电阻R7与可变电阻R13的另一端与三极管Q2发射极连接，三极管Q2集电极与电阻R6、电容C2、电容C5连接，电容C5的另一端接地，电容C2的另一端连接输出端；
电阻R6与电阻R5连接后接正极电源，三极管Q2基极与电阻R12连接，电阻R12的另一端接地，可变电阻R13的滑动端与三极管Q3集电极连接，三极管Q3基极与三极管Q4基极连接，并与电阻R8连接，电阻R8另一端直接接地；三极管Q3发射极与三极管Q4发射极分别对应与电阻R9和电阻R11连接，电阻R9与电阻R11另一端连接后接电源负极。
优选地，电源模块包括：电压采集器BA、连接端子J1、遥信电压监测芯片U4、电容C21、电容C22、电感L11；
电压采集器BA一端接地、另一端与连接端子J1接口三连接，连接端子J1接口二与电容C21、遥信电压监测芯片U4的接口7、接口5、接口6、接口11连接，电容C21另一端接地，电感L11的两端分别与遥信电压监测芯片U4的接口2与接口4连接，起保护芯片作用，电容C22一端与遥信电压监测芯片U4的接口1和接口12连接，电容C22另一端与接口1连接并接地。
优选地，监控服务器还用于预测当前电缆中间接头的温度发展趋势，如持续在预设阈值上限，则发出报警；
还将实时接收的电缆中间接头的温度信息以及电流电压信息配置成柱状图，或曲线图，供监控人员查看；
对每个条供电线路上的电缆中间接头进行实时跟踪，并基于供电线路的电压，电流状态监控电缆中间接头的状态，并将每天，每周、每月的状态进行连续储存并显示；
还用于提供电缆中间接头状态数据查新界面，按照预设的时间段，调取电缆中间接头状态数据。
优选地，监控通信总线采用IPX/SPX协议、或TCP/IP协议、或485通信协议，或ZigBee协议进行通信；
监控服务器对每个监控终端配置IP地址，在每个通信的数据中配置IP地址帧，电缆中间接头数据发出时间戳以及种植数据类型以及预设电缆中间接头数据的关键词；
根据预设电缆中间接头数据的关键词，对电缆中间接头数据进行分类，并储存。
优选地，监控服务器还用于通过下述方式判断具有一定数量电缆中间接头的输电线路中，所能承载的负荷量；
负荷量G＝I2[ρ1(L1/A1)]+k*I2[ρ2(L2/A2)]+δ*LZ*du/dt (1)
A1为输电线路截面面积，A2为电缆中间接头截面面积，ρ1为输电线路的电阻率，ρ2为电缆中间接头的电阻率，I为输电线路导电电流，L1为输电线路长度，L2为电缆中间接头长度，δ为修正系数，k为输电线路中电缆中间接头数量，LZ为电缆中间接头总长度，du/dt为预设时间段内，瞬时最大电流和瞬时最小电流的比值。
优选地，监控服务器还用于当前输电线路所能承载的负荷量达到预设阈值的上限时，发出报警提示。
优选地，监控服务器还用于基于公式(1)计算以及输电线路的预设承载负荷量，得出输电线路所能设置的电缆中间接头最大量。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明可以实现对电缆中间接头的温度实时监测通过分析实时温度及以往温度判断电缆中间接头绝缘老化状况、局部过热状态，及时发现安全隐患；实时的监测数据更可以为电力电缆动态增容提供依据。
本发明系统实现了对输电线路的供电状态进行了解，监控服务器1还用于当前输电线路所能承载的负荷量达到预设阈值的上限时，发出报警提示。
本发明实现了对所能承载的负荷量的动态调节，能够进行超阈值报警。也可以根据需要调节每个输电线路的负荷量，避免超负荷运行，引起安全隐患。
系统对电缆头的运行状态进行监控是避免发生电缆头烧毁事故的重要手段。同时为了更好地解决地下电缆中间接头故障定位难的问题，准确迅速地确定故障点的精确位置，可大大节约定位成本，节省查找时间，提高工作效率，从一定程度上可以杜绝因电缆及其附属设施引起的线路停电损失。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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为电缆中间接头监测系统示意图；
图2为电缆中间接头监测系统实施例示意图；
图3为温度采集装置电路图；
图4为模数转换接口电路图；
图5为高频方波信号发生电路电路图；
图6为电源模块电路图。
具体实施方式
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
本发明提供一种电缆中间接头监测系统，如图1至6所示，包括：监控服务器1，监控通信总线3以及设置在各个电缆中间接头位置的监控终端2；
监控终端2通过监控通信总线3与监控服务器1通信连接；
监控终端2包括：温度采集装置11、定位模块12、通信模块13、电流电压检测模块14、采集数据处理模块15以及用于给监控终端2供电的电源模块16；
温度采集装置11靠近或与电缆中间接头贴合安装，
定位模块12、温度采集装置11、通信模块13以及电流电压检测模块14分别与采集数据处理模块15通信连接，采集数据处理模块15通过温度采集装置11实时获取电缆中间接头温度信息，还通过电流电压检测模块14采集电缆中间接头的电流信息以及电压信息，还通过定位模块12定位当前位置信息，并将上述信息通过通信模块13将采集的信息上传至监控服务器1；
监控服务器1接收每个监控终端2发送的位置信息、温度信息以及检测的电流电压信息；并将上述信息对应与预设阈值范围进行比对，判断上述信息的波动范围是否超出阈值范围，如果超阈值范围，则发出报警提示，并显示监控终端2信息；
监控服务器1还对温度信息与以往采集时间段的波动范围进行比对，当温度信息以及检测的电流电压信息波动范围超出以往采集时间段的波动范围时，发出报警提示。
由于电缆中间接头是输电线路中较为容易出现问题的位置，对电缆中间接头进行实时监测是十分重要。本发明可以实现对电缆中间接头的温度实时监测通过分析实时温度及以往温度判断电缆中间接头绝缘老化状况、局部过热状态，及时发现安全隐患；实时的监测数据更可以为电力电缆动态增容提供依据。
本发明中，温度采集装置11包括多个温度传感器，均匀的布设在电缆中间接头上，采集数据处理模块15获取每个温度传感器感应的温度值，并取多个温度值的平均值，或者加权平均值作为电缆中间接头的温度值；
这样，将温度采集装置11的温度传感器预埋在电缆中间接头内部，分布多个测点，实时监测中间接头内部温度，这样，电缆中间接头内部温度状态可以及时获悉，更准确地发现绝缘缺陷位置。而且检测过程受到外部环境环境影响小，有利检测准确计算导体温度值。将温度采集装置11的温度传感器配置到电缆中间接头内部可以保护其免受水浸泡，以及其他侵害，延长使用寿命，保证检测精度。
温度传感器可以采用热电偶，或热敏电阻感，或温电缆。电流电压检测模块14可以采用电流互感器，电压互感器等等。通信模块13可以采用有线，或无线的方式通信，根据现场实际情况进行设置。
采集数据处理模块15可以包括一个或多个处理器执行，如一个或多个数字信号处理器(DSP)，通用微处理器，特定应用集成电路(ASICs)，现场可编程门阵列(FPGA)，或者其它等价物把集成电路或离散逻辑电路。因此，术语“处理器，”由于在用于本文时可以指任何前述结构或任何其它的结构更适于实现的这里所描述的技术。另外，在一些方面，本公开中所描述的功能可以提供在软件模块和硬件模块。可以采用89C51系列处理器，也可以采用其它型号处理器。
本发明所描述的技术可以实现在硬件，软件，固件或它们的任何组合。所述的各种特征为模块，单元或组件可以一起实现在集成逻辑装置或分开作为离散的但可互操作的逻辑器件或其他硬件设备。在一些情况下，电子电路的各种特征可以被实现为一个或多个集成电路器件，诸如集成电路芯片或芯片组。
如果在硬件中实现，本发明涉及一种装置，例如可以作为处理器或者集成电路装置，诸如集成电路芯片或芯片组。可替换地或附加地，如果软件或固件中实现，所述技术可实现至少部分地由计算机可读的数据存储介质，包括指令，当执行时，使处理器执行一个或更多的上述方法。例如，计算机可读的数据存储介质可以存储诸如由处理器执行的指令。
作为本发明的实施例，监控服务器1还用于通过下述方式判断具有一定数量电缆中间接头的输电线路中，所能承载的负荷量；
负荷量G＝I2[ρ1(L1/A1)]+k*I2[ρ2(L2/A2)]+δ*LZ*du/dt (1)
A1为输电线路截面面积，A2为电缆中间接头截面面积，ρ1为输电线路的电阻率，ρ2为电缆中间接头的电阻率，I为输电线路导电电流，L1为输电线路长度，L2为电缆中间接头长度，δ为修正系数，k为输电线路中电缆中间接头数量，LZ为电缆中间接头总长度，du/dt为预设时间段内，瞬时最大电流和瞬时最小电流的比值。δ修正系数可以根据现场使用环境，输电线路的负荷量，用电状态等等进行设置。
这样实现了对输电线路的供电状态进行了解，监控服务器1还用于当前输电线路所能承载的负荷量达到预设阈值的上限时，发出报警提示。
这样，实现了对所能承载的负荷量的动态调节，能够进行超阈值报警。也可以根据需要调节每个输电线路的负荷量，避免超负荷运行，引起安全隐患。
监控服务器1还用于基于公式(1)计算以及输电线路的预设承载负荷量，得出输电线路所能设置的电缆中间接头最大量。也就是在对输电线路进行设置电缆中间接头数量时，可以基于上述公式(1)来进行计算，而得到电缆中间接头数量，保证安全使用。
作为本发明的实施例中，温度采集装置包括：温度采集端ADC1、温度采集端ADC2、温度采集端ADC3、温度采集端ADC4，电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R22、电阻R23、电阻R26、电阻R27、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R33，二极管D3、二极管D4、二极管D7、二极管D9，电容C7、电容C9、电容C12、电容C14以及温度信号连接端P2；温度信号连接端P2的输出端连接采集数据处理模块；
温度采集装置组ADC1连接二极管D3、电容C7、电阻R5，二极管D3另一端连接2.5V电压，电阻R5另一端与电阻R4、电阻R6连接，电阻R4另一端与电阻R7、温度信号连接端P2的1接口连接，电阻R7、电阻R6与电容C7连接并接地；
温度采集装置组ADC2连接二极管D4、电容C9、电阻R17，二极管D4另一端连接2.5V电压，电阻R17另一端与电阻R16、电阻R18连接，电阻R16另一端与电阻R19、温度信号连接端P2的2接口连接，电阻R19、电阻R18与电容C9连接并接地；
温度采集装置组ADC3连接二极管D7、电容C12、电阻R23，二极管D7另一端连接2.5V电压，电阻R23另一端与电阻R22、电阻R26连接，电阻R22另一端与电阻R27、温度信号连接端P2的3接口连接，电阻R27、电阻R26与电容C12连接并接地；
温度采集装置组ADC4连接二极管D9、电容C14、电阻R31，二极管D9另一端连接2.5V电压，电阻R31另一端与电阻R30、电阻R32连接，电阻R30另一端与电阻R33、温度信号连接端P2的4接口连接，电阻R33、电阻R32与电容C14连接并接地。
其中上述电阻和电容起到了滤波抗干扰的作用，保证检测精度。
作为本发明的实施例中，还包括：模数转换接口电路；模数转换接口电路连接采集数据处理模块；模数转换接口电路包括：模数转换芯片X40、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R14、电阻R15、电阻R20、信号输入接口VIN1、VIN3、VIN4；信号输入接口VIN1与温度采集装置连接，信号输入接口VIN1另一端与电阻R11连接，电阻R11另一端与电阻R14、模数转换芯片X40接口3连接，电阻R14另一端接地，信号输入接口VIN4与温度采集装置连接，信号输入接口VIN4另一端与电阻R10连接，电阻R10另一端与电阻R12、模数转换芯片X40接口12连接，电阻R12另一端接地；
信号输入接口VIN3与温度采集装置，信号输入接口VIN3另一端与电阻R20连接，电阻R20另一端与电阻R15、模数转换芯片X40接口10连接，电阻R15另一端接地；模数转换芯片X40接口4与电源模块连接，模数转换芯片X40接口1、接口2，模数转换芯片X40接口13、接口14分别与采集数据处理模块连接。模数转换芯片X40可以采用本领域常用的型号，比如AD7606。
作为本发明的实施例中，系统还包括：高频方波信号发生电路；高频方波信号发生电路与采集数据处理模块连接，向采集数据处理模块提供方波时钟信号；
高频方波信号发生电路接收监控服务器发送的方波控制指令，并执行；
高频方波信号发生电路包括：运放器U1、运放器U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R17、可变电阻Rp2、可变电阻Rp1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、三极管Q1、三极管Q3、三极管Q2、三极管Q4；运放器U1和运放器U2均可以采用LM324运放器。
信号处理模块接口IN2与电容C1、电阻R2连接，电容C1与运放器U2的接口2和可变电阻Rp2连接；
可变电阻Rp2另一端连接电阻R4；电阻R4的另一端与运放器U1的接口4、信号处理模块接口IN1、可变电阻Rp1连接，运放器U1的接口2与电阻R1连接，电阻R1另一端接地，运放器U1的接口1与电阻R2、电阻R3连接，电阻R3与可变电阻Rp1连接，运放器U2的接口4与电容C3连接，电容C3另一端与可变电阻R10连接，可变电阻R10的滑动脚与电容C4连接，另一端直接接地，电容C4的另一端与电阻R14以及三极管Q1基极连接，电阻R14的另一端接地，三极管Q1的集电极与电阻R5连接，三极管Q1的发射极与电阻R7、可变电阻R13连接，电阻R7与可变电阻R13的另一端与三极管Q2发射极连接，三极管Q2集电极与电阻R6、电容C2、电容C5连接，电容C5的另一端接地，电容C2的另一端连接输出端；
电阻R6与电阻R5连接后接正极电源，三极管Q2基极与电阻R12连接，电阻R12的另一端接地，可变电阻R13的滑动端与三极管Q3集电极连接，三极管Q3基极与三极管Q4基极连接，并与电阻R8连接，电阻R8另一端直接接地；三极管Q3发射极与三极管Q4发射极分别对应与电阻R9和电阻R11连接，电阻R9与电阻R11另一端连接后接电源负极。
高频方波信号发生电路，可以实时发送低功率频率为11.6MHz、幅值为1的高频方波信号。并且通过温湿度传感器实时监测的电缆头温度值，当电缆头温度超过50摄氏度时，以频率为21.6MHz、幅值为1的高频方波信号告警信号。
作为本发明的实施例中，电源模块包括：电压采集器BA、连接端子J1、遥信电压监测芯片U4、电容C21、电容C22、电感L11；电压采集器BA一端接地、另一端与连接端子J1接口三连接，连接端子J1接口二与电容C21、遥信电压监测芯片U4的接口7、接口5、接口6、接口11连接，电容C21另一端接地，电感L11的两端分别与遥信电压监测芯片U4的接口2与接口4连接，起保护芯片作用，电容C22一端与遥信电压监测芯片U4的接口1和接口12连接，电容C22另一端与接口1连接并接地。
直流电压不低于24V，合、分闸控制继电器触点断开容量：交流250V/5A、直流80V/2A或直流110V/0.5A的纯电阻负载。可以遥信监控电路的多个断路器，继电器等等开关的状态。
作为本发明的实施例，监控服务器还用于预测当前电缆中间接头的温度发展趋势，如持续在预设阈值上限，则发出报警；
还将实时接收的电缆中间接头的温度信息以及电流电压信息配置成柱状图，或曲线图，供监控人员查看；对每个条供电线路上的电缆中间接头进行实时跟踪，并基于供电线路的电压，电流状态监控电缆中间接头的状态，并将每天，每周、每月的状态进行连续储存并显示；
还用于提供电缆中间接头状态数据查新界面，按照预设的时间段，调取电缆中间接头状态数据。
监控通信总线采用IPX/SPX协议、或TCP/IP协议、或485通信协议，或ZigBee协议进行通信；
监控服务器对每个监控终端配置IP地址，在每个通信的数据中配置IP地址帧，电缆中间接头数据发出时间戳以及种植数据类型以及预设电缆中间接头数据的关键词；
根据预设电缆中间接头数据的关键词，对电缆中间接头数据进行分类，并储存。
这样，系统对地下电缆线路中间部位的电缆接头进行实时监测，监测电缆中间接头的温度、湿度，并实时发送高频方形信号进行位置定位。
系统对电缆头的运行状态进行监控是避免发生电缆头烧毁事故的重要手段。同时为了更好地解决地下电缆中间接头故障定位难的问题，准确迅速地确定故障点的精确位置，可大大节约定位成本，节省查找时间，提高工作效率，从一定程度上可以杜绝因电缆及其附属设施引起的线路停电损失。
对所公开的实施例的上述说明，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 (10)

1.一种电缆中间接头监测系统，其特征在于，包括：监控服务器，监控通信总线以及设置在各个电缆中间接头位置的监控终端；
监控终端通过监控通信总线与监控服务器通信连接；
监控终端包括：温度采集装置、定位模块、通信模块、电流电压检测模块、采集数据处理模块以及用于给监控终端供电的电源模块；
温度采集装置靠近或与电缆中间接头贴合安装，检测电缆中间接头的温度信息；
定位模块、温度采集装置、通信模块以及电流电压检测模块分别与采集数据处理模块通信连接，采集数据处理模块通过温度采集装置实时获取电缆中间接头温度信息，还通过电流电压检测模块采集电缆中间接头的电流信息以及电压信息，还通过定位模块定位当前位置信息，并将上述信息通过通信模块将采集的信息上传至监控服务器；
监控服务器接收每个监控终端发送的位置信息、温度信息以及检测的电流电压信息；并将上述信息对应与预设阈值范围进行比对，判断上述信息的波动范围是否超出阈值范围，如果超阈值范围，则发出报警提示，并显示监控终端信息；
监控服务器还对温度信息与以往采集时间段的波动范围进行比对，当温度信息以及检测的电流电压信息波动范围超出以往采集时间段的波动范围时，发出报警提示。
2.根据权利要求1所述的电缆中间接头监测系统，其特征在于，
温度采集装置包括多个温度传感器，均匀的布设在电缆中间接头上，采集数据处理模块获取每个温度传感器感应的温度值，并取多个温度值的平均值，或者加权平均值作为电缆中间接头的温度值；
温度采集装置包括：温度采集端ADC1、温度采集端ADC2、温度采集端ADC3、温度采集端ADC4，电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R22、电阻R23、电阻R26、电阻R27、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R33，二极管D3、二极管D4、二极管D7、二极管D9，电容C7、电容C9、电容C12、电容C14以及温度信号连接端P2；温度信号连接端P2的输出端连接采集数据处理模块；
温度采集装置组ADC1连接二极管D3、电容C7、电阻R5，二极管D3另一端连接2.5V电压，电阻R5另一端与电阻R4、电阻R6连接，电阻R4另一端与电阻R7、温度信号连接端P2的1接口连接，电阻R7、电阻R6与电容C7连接并接地；
温度采集装置组ADC2连接二极管D4、电容C9、电阻R17，二极管D4另一端连接2.5V电压，电阻R17另一端与电阻R16、电阻R18连接，电阻R16另一端与电阻R19、温度信号连接端P2的2接口连接，电阻R19、电阻R18与电容C9连接并接地；
温度采集装置组ADC3连接二极管D7、电容C12、电阻R23，二极管D7另一端连接2.5V电压，电阻R23另一端与电阻R22、电阻R26连接，电阻R22另一端与电阻R27、温度信号连接端P2的3接口连接，电阻R27、电阻R26与电容C12连接并接地；
温度采集装置组ADC4连接二极管D9、电容C14、电阻R31，二极管D9另一端连接2.5V电压，电阻R31另一端与电阻R30、电阻R32连接，电阻R30另一端与电阻R33、温度信号连接端P2的4接口连接，电阻R33、电阻R32与电容C14连接并接地。
3.根据权利要求1所述的电缆中间接头监测系统，其特征在于，
还包括：模数转换接口电路；模数转换接口电路连接采集数据处理模块；
模数转换接口电路包括：模数转换芯片X40、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R14、电阻R15、电阻R20、信号输入接口VIN1、VIN3、VIN4；
信号输入接口VIN1与温度采集装置连接，信号输入接口VIN1另一端与电阻R11连接，电阻R11另一端与电阻R14、模数转换芯片X40接口3连接，电阻R14另一端接地，信号输入接口VIN4与温度采集装置连接，信号输入接口VIN4另一端与电阻R10连接，电阻R10另一端与电阻R12、模数转换芯片X40接口12连接，电阻R12另一端接地；
信号输入接口VIN3与温度采集装置，信号输入接口VIN3另一端与电阻R20连接，电阻R20另一端与电阻R15、模数转换芯片X40接口10连接，电阻R15另一端接地；
模数转换芯片X40接口4与电源模块连接，模数转换芯片X40接口1、接口2，模数转换芯片X40接口13、接口14分别与采集数据处理模块连接。
4.根据权利要求1所述的电缆中间接头监测系统，其特征在于，
还包括：高频方波信号发生电路；高频方波信号发生电路与采集数据处理模块连接，向采集数据处理模块提供方波时钟信号；
高频方波信号发生电路接收监控服务器发送的方波控制指令，并执行；
高频方波信号发生电路包括：运放器U1、运放器U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R17、可变电阻Rp2、可变电阻Rp1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、三极管Q1、三极管Q3、三极管Q2、三极管Q4；
信号处理模块接口IN2与电容C1、电阻R2连接，电容C1与运放器U2的接口2和可变电阻Rp2连接；
可变电阻Rp2另一端连接电阻R4；电阻R4的另一端与运放器U1的接口4、信号处理模块接口IN1、可变电阻Rp1连接，运放器U1的接口2与电阻R1连接，电阻R1另一端接地，运放器U1的接口1与电阻R2、电阻R3连接，电阻R3与可变电阻Rp1连接，运放器U2的接口4与电容C3连接，电容C3另一端与可变电阻R10连接，可变电阻R10的滑动脚与电容C4连接，另一端直接接地，电容C4的另一端与电阻R14以及三极管Q1基极连接，电阻R14的另一端接地，三极管Q1的集电极与电阻R5连接，三极管Q1的发射极与电阻R7、可变电阻R13连接，电阻R7与可变电阻R13的另一端与三极管Q2发射极连接，三极管Q2集电极与电阻R6、电容C2、电容C5连接，电容C5的另一端接地，电容C2的另一端连接输出端；
电阻R6与电阻R5连接后接正极电源，三极管Q2基极与电阻R12连接，电阻R12的另一端接地，可变电阻R13的滑动端与三极管Q3集电极连接，三极管Q3基极与三极管Q4基极连接，并与电阻R8连接，电阻R8另一端直接接地；三极管Q3发射极与三极管Q4发射极分别对应与电阻R9和电阻R11连接，电阻R9与电阻R11另一端连接后接电源负极。
5.根据权利要求1所述的电缆中间接头监测系统，其特征在于，
电源模块包括：电压采集器BA、连接端子J1、遥信电压监测芯片U4、电容C21、电容C22、电感L11；
电压采集器BA一端接地、另一端与连接端子J1接口三连接，连接端子J1接口二与电容C21、遥信电压监测芯片U4的接口7、接口5、接口6、接口11连接，电容C21另一端接地，电感L11的两端分别与遥信电压监测芯片U4的接口2与接口4连接，起保护芯片作用，电容C22一端与遥信电压监测芯片U4的接口1和接口12连接，电容C22另一端与接口1连接并接地。
6.根据权利要求1所述的电缆中间接头监测系统，其特征在于，
监控服务器还用于预测当前电缆中间接头的温度发展趋势，如持续在预设阈值上限，则发出报警；
还将实时接收的电缆中间接头的温度信息以及电流电压信息配置成柱状图，或曲线图，供监控人员查看；
对每个条供电线路上的电缆中间接头进行实时跟踪，并基于供电线路的电压，电流状态监控电缆中间接头的状态，并将每天，每周、每月的状态进行连续储存并显示；
还用于提供电缆中间接头状态数据查新界面，按照预设的时间段，调取电缆中间接头状态数据。
7.根据权利要求1所述的电缆中间接头监测系统，其特征在于，
监控通信总线采用IPX/SPX协议、或TCP/IP协议、或485通信协议，或ZigBee协议进行通信；
监控服务器对每个监控终端配置IP地址，在每个通信的数据中配置IP地址帧，电缆中间接头数据发出时间戳以及种植数据类型以及预设电缆中间接头数据的关键词；
根据预设电缆中间接头数据的关键词，对电缆中间接头数据进行分类，并储存。
8.根据权利要求1所述的电缆中间接头监测系统，其特征在于，
监控服务器还用于通过下述方式判断具有一定数量电缆中间接头的输电线路中，所能承载的负荷量；
负荷量G＝I2[ρ1(L1/A1)]+k*I2[ρ2(L2/A2)]+δ*LZ*du/dt(1)
A1为输电线路截面面积，A2为电缆中间接头截面面积，ρ1为输电线路的电阻率，ρ2为电缆中间接头的电阻率，I为输电线路导电电流，L1为输电线路长度，L2为电缆中间接头长度，δ为修正系数，k为输电线路中电缆中间接头数量，LZ为电缆中间接头总长度，du/dt为预设时间段内，瞬时最大电流和瞬时最小电流的比值。
9.根据权利要求8所述的电缆中间接头监测系统，其特征在于，
监控服务器还用于当前输电线路所能承载的负荷量达到预设阈值的上限时，发出报警提示。
10.根据权利要求8所述的电缆中间接头监测系统，其特征在于，
监控服务器还用于基于公式(1)计算以及输电线路的预设承载负荷量，得出输电线路所能设置的电缆中间接头最大量。
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