CN113030639A - 线缆故障感应系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了线缆故障感应系统，涉及线缆技术领域，线缆故障感应系统包括磁生电模块、整流滤波模块、电源管理模块、蓄能电池、数据采集模块、稳压芯片、控制芯片、通信模块和后台管理模块，蓄能电池给该系统供电，该系统通过数据采集模块将线缆的电流、电压和温度数据，通过通信模块将监控数据及故障位置反馈、传输到后台管理模块，可实时监控线缆的工作情况；稳压芯片将蓄能电池的电压转换为控制芯片电源电压，控制芯片用于将数据采集模块采集的数据进行转换、处理、存储并将数据通过所述通信模块传输给所述后台管理模块；磁生电模块能利用线缆通电产生的磁场能量转换为电能，为线缆故障感应系统供电，实现资源的有效利用，达到用电自由的效果。

Description

线缆故障感应系统
技术领域
本发明涉及线缆技术领域，尤其是涉及线缆故障感应系统。
背景技术
对于电力设施，铁路系统以路段为单位，建设有各种监测设备和系统，对各种变配电设备进行实时的监控，实现了最基本的远传报警功能，但在输电线路中，针对线缆出现的故障难以定位，查找故障人工成本过高，作业难度过大，花费时间过长，对人们生活和生产作业带来极大不便。
目前线缆故障判断还停留在“故障+保护+巡查”的阶段，存在的问题是，一线缆出现故障后，目前大部分还是对支线、馈线做出故障指示，不能精确定位；二出现故障后，需要进行线路巡查，定位故障；三大部分作业中需要人工进行单项作业或检查。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供线缆故障感应系统，实现故障定位和研判。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供的线缆故障感应系统，包括磁生电模块、整流滤波模块、电源管理模块、蓄能电池、数据采集模块、稳压芯片、控制芯片、通信模块和后台管理模块；
所述磁生电模块的电能输出端与所述整流滤波模块的电能输入端连接，所述磁生电模块用于将线缆通电产生的磁场能量转换为交流电能，所述整流滤波模块用于将交流电转换为直流电；
所述整流滤波模块的电能输出端与所述电源管理模块的电能输入端连接，所述电源管理模块的电能输出端与所述蓄能电池的电能输入端连接，所述电源管理模块用于对所述蓄能电池的充电进行管理；所述稳压芯片的电能输入端分别与所述蓄能电池的电能输出端连接，所述稳压芯片的电能输出端与所述控制芯片的电能输入端连接，所述数据采集模块的信号输出端与所述控制芯片的信号输入端连接，所述稳压芯片用于将所述蓄能电池的电压转换为所述控制芯片电源电压；
所述通信模块作为所述控制芯片与所述后台管理模块的通信基础，实现控制芯片与后台管理模块的互联，所述控制芯片用于将所述数据采集模块采集的数据进行转换、处理、存储并将数据通过所述通信模块传输到所述后台管理模块，所述通信模块还用于将定位数据通过物联网传输到所述后台管理模块。
优选的，所述数据采集模块包括温度传感器、电流互感器和非接触式电压感应器，所述温度传感器、电流互感器和非接触式电压感应器的信号输出端分别与所述控制芯片的信号输入端连接，所述温度传感器用于将线缆的温度信号传输到所述控制芯片，所述电流互感器用于将线缆的电流信号传输到所述控制芯片，所述非接触式电压感应器用于将线缆的电压信号传输到所述控制芯片。
优选的，所述蓄能电池的电能输出端与分别与所述温度传感器和非接触式电压感应器的电能输入端连接，所述蓄能电池分别给所述温度传感器和非接触式电压感应器供电。
优选的，所述线缆故障感应系统安装于线缆卡具上，与所述线缆卡具形成一体。
优选的，所述线缆故障感应系统的中部位置设有通孔，所述线缆故障感应系统的一侧设有可开合的卡扣，所述通孔用于放置线缆。
优选的，所述磁生电模块与所述电流互感器位于所述通孔方向上并行设置。
优选的，所述温度传感器设置于所述通孔下方。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1、本方案中的线缆故障感应系统，该系统通过数据采集模块将线缆的电流、电压和温度数据，通过通信模块将监控数据及故障位置反馈、传输到后台管理模块，可实时监控线缆的工作情况。
2、本方案中的磁生电模块，能利用线缆通电产生的磁场能量转换为电能，为线缆故障感应系统供电，实现资源的有效利用，达到用电自由的效果。
3、本方案中的线缆故障感应系统安装于线缆卡具上，承载着线缆固定的功能，无需占用其他空间，实现资源整合利用。
4、本方案中的通孔上方承载着线缆，温度传感器设置于通孔下方，紧贴着线缆，能精准收集线缆的温度信号。
5、本方案中的磁生电模块与电流互感器在通孔方向上并行设置，使磁生电模块和电流互感器更靠近线缆，便于其利用磁场能量或收集电流信号。
附图说明
图1是本发明系统结构示意图；
图2是本发明安装在卡具上的立体图。
图中：1-线缆故障感应系统，2-线缆卡具，3-卡扣，4-通孔。
具体实施方式
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做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。结合图1-图2，本发明提供的线缆故障感应系统1，包括磁生电模块、整流滤波模块、电源管理模块、蓄能电池、数据采集模块、稳压芯片、控制芯片、通信模块和后台管理模块。
数据采集模块包括温度传感器、电流互感器和非接触式电压感应器，温度传感器、电流互感器和非接触式电压感应器的信号输出端分别与控制芯片的信号输入端连接，温度传感器用于将线缆的温度信号传输到控制芯片，电流互感器用于将线缆的电流信号传输到控制芯片，非接触式电压感应器用于将线缆的电压信号传输到控制芯片。电流互感器可检测线缆的实时电流，根据线缆的电流信息判断线缆的故障情况，从而作出应对策略。例如，线缆出现高电流现象可能是线缆短路造成。温度传感器可检测线缆的实时温度信号，根据线缆的电流信息判断线缆的故障情况，从而作出应对策略。例如，线缆出现高温现象可能是线缆短路造成，再结合电流互感器的检测情况，若电流互感器此时检测线缆有高电流通过，则可大概率确定线缆为短路状态，提高故障判断准确率。非接触式电压感应器可检测线缆的电压信号，若检测电压为零，而相邻布置的非接触式电压感应器检测的线缆有电压信号，则可判断线缆为断开状态。根据数据采集模块采集的数据和通信模块的定位数据，可研判故障发生原因，并精准定位，能马上采取措施，排除故障。
数据采集模块的信号输出端与控制芯片的信号输入端连接。通信模块作为控制芯片与后台管理模块的通信基础，实现控制芯片与后台管理模块的互联，控制芯片用于将数据采集模块采集的数据进行转换、处理、存储并将数据通过通信模块传输给后台管理模块，通信模块还用于将定位数据通过物联网传输到后台管理模块，以便后台监测线缆的工作情况。通信模块通过物联网将位置信息传输到后台以便实现故障定位，提高人工排除故障效率。
蓄能电池的电能输出端分别与温度传感器和非接触式电压感应器的电能输入端连接，蓄能电池分别给温度传感器和非接触式电压感应器供电，由蓄能电池给线缆故障感应系统供电，本发明的电能由线缆通电产生的磁场能量转换而来。
磁生电模块的电能输出端与所述整流滤波模块的电能输入端连接，磁生电模块将线缆通电产生的磁场能量转换为交流电能，能充分利用资源，提高资源利用率，将无用资源为本发明所用。
因现有蓄能电池只能使用直流电充电，本发明使用整流滤波模块将交流电转换为直流电。
整流滤波模块的电能输出端与电源管理模块的电能输入端连接，电源管理模块的电能输出端与蓄能电池的电能输入端连接，电源管理模块用于对蓄能电池的充电进行管理。电源管理模块控制蓄能电池的充电电流大小，从而对蓄能电池进行保护。
蓄能电池给稳压芯片供电，并通过稳压芯片给控制芯片供电。稳压芯片的电能输入端分别与蓄能电池的电能输出端连接，稳压芯片的电能输出端与控制芯片的电能输入端连接。稳压芯片将蓄能电池的电压转换为控制芯片电源电压，以便控制芯片用电。
进一步的，线缆故障感应系统安装于线缆卡具2上，与线缆卡具形成一体。从而实现资源整合，无需占用其他空间安装本发明。同时，本发明还可实现承载线缆的功能。具体的，线缆故障感应系统的中部位置设有通孔4，线缆故障感应系统的一侧设有可开合的卡扣3，通孔用于放置线缆。卡扣可实现自由开合，便于安装线缆和线缆维护。
进一步的，磁生电模块与电流互感器位于通孔方向上并行设置，使磁生电模块和电流互感器与线缆的距离更近，便于其最大化利用磁场能量或精准收集电流信号。
进一步的，将温度传感器设置于通孔下方，紧贴着线缆，可精准收集线缆的温度信号。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.线缆故障感应系统，其特征在于：包括磁生电模块、整流滤波模块、电源管理模块、蓄能电池、数据采集模块、稳压芯片、控制芯片、通信模块和后台管理模块；
所述磁生电模块的电能输出端与所述整流滤波模块的电能输入端连接，所述磁生电模块用于将线缆通电产生的磁场能量转换为交流电能，所述整流滤波模块用于将交流电转换为直流电；
所述整流滤波模块的电能输出端与所述电源管理模块的电能输入端连接，所述电源管理模块的电能输出端与所述蓄能电池的电能输入端连接，所述电源管理模块用于对所述蓄能电池的充电进行管理；
所述稳压芯片的电能输入端分别与所述蓄能电池的电能输出端连接，所述稳压芯片的电能输出端与所述控制芯片的电能输入端连接，所述数据采集模块的信号输出端与所述控制芯片的信号输入端连接，所述稳压芯片用于将所述蓄能电池的电压转换为所述控制芯片电源电压；
所述通信模块作为所述控制芯片与所述后台管理模块的通信基础，实现控制芯片与后台管理模块的互联，所述控制芯片用于将所述数据采集模块采集的数据进行转换、处理、存储并将数据通过所述通信模块传输到所述后台管理模块，所述通信模块还用于将定位数据通过物联网传输到所述后台管理模块。
2.根据权利要求1所述的线缆故障感应系统，其特征在于：所述数据采集模块包括温度传感器、电流互感器和非接触式电压感应器，所述温度传感器、电流互感器和非接触式电压感应器的信号输出端分别与所述控制芯片的信号输入端连接，所述温度传感器用于将线缆的温度信号传输到所述控制芯片，所述电流互感器用于将线缆的电流信号传输到所述控制芯片，所述非接触式电压感应器用于将线缆的电压信号传输到所述控制芯片。
3.根据权利要求2所述的线缆故障感应系统，其特征在于：所述蓄能电池的电能输出端与分别与所述温度传感器和非接触式电压感应器的电能输入端连接，所述蓄能电池分别给所述温度传感器和非接触式电压感应器供电。
4.根据权利要求1所述的线缆故障感应系统，其特征在于：所述线缆故障感应系统安装于线缆卡具上，与所述线缆卡具形成一体。
5.根据权利要求2所述的线缆故障感应系统，其特征在于：所述线缆故障感应系统的中部位置设有通孔，所述线缆故障感应系统的一侧设有可开合的卡扣，所述通孔用于放置线缆。
6.根据权利要求5所述的线缆故障感应系统，其特征在于：所述磁生电模块与所述电流互感器位于所述通孔方向上并行设置。
7.根据权利要求5所述的线缆故障感应系统，其特征在于：所述温度传感器设置于所述通孔下方。
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