CN203941220U - 一种地下高压电缆综合监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种地下高压电缆综合监测系统，该系统能够全面的对地下电缆的情况进行监控，操作更加方便，实用性更强。本实用新型的技术方案包括中央处理单元、护层接地电流监测单元、局部放电监测单元、环境监控单元、门禁监控单元、光纤测温单元及电源通讯单元；所述护层接地电流监测单元、局部放电监测单元、环境监控单元、门禁监控单元、光纤测温单元通过电源通讯单元与中央处理单元连接；所述光纤测温单元直接与中央处理单元连接；所述电源通讯单元内设有电源模块和通讯模块，所述电源模块为护层接地电流监测单元、局部放电监测单元、环境监控单元、门禁监控单元提供电能。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力测量技术领域，具体涉及一种地下高压电缆综合监测系统。
背景技术
现代城市内架空线路逐渐被地下电缆方式取代已经成为世界潮流。目前国内地下电缆的监控基本上仍处于初级阶段：一是靠人工巡视；二是靠人工测量电缆金属护层环流；三是靠停电测量电缆护层绝缘电阻和主绝缘电阻以及做交流耐压试验。这些传统的做法不仅费时费力，而且需要停电，影响输电线路可用率和供电可靠性。此外，传统的手段和方法不能有效及时地发现电缆的缺陷和隐患，有些试验(如耐压试验)可能对电缆线路造成永久性伤害。例如，做护层绝缘电阻试验，可能使本来就薄弱的护层绝缘进一步恶化，扩大了缺陷。有些电缆虽然配置多种监视或控制装置，但每种装置间缺乏必要的联系和有效的协调，无法实现真正的信息共享，不具备综合监控的能力，未建立起真正意义上的综合性电缆计算机综合监控系统。
实用新型内容
本实用新型提供了一种针对地下高压电缆各种指标的综合监测系统，该系统能够全面的对地下电缆的情况进行监控，操作更加方便，实用性更强。
本实用新型的技术方案包括中央处理单元、护层接地电流监测单元、局部放电监测单元、环境监控单元、门禁监控单元、光纤测温单元及电源通讯单元；所述护层接地电流监测单元、局部放电监测单元、环境监控单元、门禁监控单元、光纤测温单元通过电源通讯单元与中央处理单元连接；所述光纤测温单元直接与中央处理单元连接；所述电源通讯单元内设有电源模块和通讯模块，所述电源模块为护层接地电流监测单元、局部放电监测单元、环境监控单元、门禁监控单元提供电能。
作为优选，本实用新型的技术方案还包括一下内容：
所述护层接地电流监测单元包括电流监测处理器和与之相连的电流互感器，所述电流互感器设于高压电缆的接地点处，所述电流检测处理器通过电源通讯单元与中央处理器连接。
所述局部放电监测单元包括高频电流传感器和放电监测处理器，所述高频电流传感器与放电监测处理器连接，所述放电监测处理器通过电源通讯单元与中央处理器连接。所述高频电流传感器采用开口式结构安装于每相电缆外层屏蔽接地线上。
所述环境监控单元包括环境监控处理器及与之连接的温度传感器、湿度传感器、水位传感器、空气传感器、风机和水泵，所述环境监控处理器通过电源通讯单元与中央处理器连接。
所述门禁监控单元包括门禁监控处理器及与之连接的井盖开关传感器和电控锁,所述门禁监控处理器通过电源通讯单元与中央处理器连接。所述井盖开关传感器为倾角传感器。
所述光纤测温单元包括光纤测温处理器和与之连接的测温光纤，所述测温光纤沿电缆铺设，所述光纤测温处理器与中央处理器连接。
所述电源通讯单元采用有线或者无线方式进行数据传输，采用无线传输时，电源通讯单元内设有无线通讯模块；采用有线传输时，其传输介质为光纤。
本实用新型的有益效果在于：
1、将多个子单元纳入统一平台内，通过信息共享与交互，可对与地下电缆相关联的多种性能指标进行监测，包括护层绝缘状态、终端接头温度、本体的破坏、局部放电状态、井盖开闭状态、电缆温度及电缆隧道的环境温度、积水点、空气质量，由此对电缆实现综合状态评估、分析预警，保障电缆的安全稳定运行。
2、有效避免了采用人工巡视、人工测量及停电测量等方式对地下电缆的监控，省时、省力，同时也避免了采用破坏性的试验对电缆线路造成永久性伤害，影响电缆的正常使用。
3、能够及时有效地发现地下电缆的缺陷和隐患，便于快速采取补救措施。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本实用新型的实施例。
如图所示，本实施例中所述系统的结构包括中央处理单元及护层接地电流监测单元1、局部放电监测单元2、环境监控单元3、门禁监控单元4、光纤测温单元5以及电源通讯单元；
护层接地电流监测单元1、局部放电监测单元2、环境监控单元3、门禁监控单元4、光纤测温单元5通过电源通讯单元与中央处理单元连接；光纤测温单元5直接与中央处理单元连接；电源通讯单元内设有电源模块，电源模块为护层接地电流监测单元1、局部放电监测单元2、环境监控单元3、门禁监控单元4提供电能。
作为优选，本实用新型的技术方案还包括一下内容：
如图所示，护层接地电流监测单元1包括电流监测处理器和与之相连的电流互感器，电流互感器设于高压电缆的接地点处，电流检测处理器通过电源通讯单元与中央处理器连接。
局部放电监测单元2包括高频电流传感器和放电监测处理器，高频电流传感器与放电监测处理器连接，放电监测处理器通过电源通讯单元与中央处理器连接。高频电流传感器采用开口式结构安装于每相电缆外层屏蔽接地线上。
环境监控单元3包括环境监控处理器及与之连接的温度传感器、湿度传感器、水位传感器、空气传感器、风机和水泵，环境监控处理器通过电源通讯单元与中央处理器连接。
门禁监控单元4包括门禁监控处理器及与之连接的井盖开关传感器和电控锁,门禁监控处理器通过电源通讯单元与中央处理器连接。井盖开关传感器为倾角传感器。
光纤测温单元5包括光纤测温处理器和与之连接的测温光纤，测温光纤沿电缆铺设，光纤测温处理器与中央处理器连接。
在本实施例中，电源通讯单元内设有无线通讯模块，采用无线方式进行数据传输。
以下描述该单元的工作原理：
1、护层接地电流在线监测单元
安装在电缆护层接地点附近，每个接地点处均安装一套，其中电流监测处理器安装于监控防水箱内。电流互感器采用屏蔽电缆连接至电流监测处理器，环境特别恶劣的地方可外套金属保护管。电流互感器均采用开口式结构，绝缘防水，安装电流互感器无需电缆断电，安装简单方便，安全可靠，对电缆本体不造成任何影响。
在检测时，电流互感器对电缆护层的绝缘状态进行检测，并将检测信息传送给电流监测处理器，电流监测处理器根据检测信息判断是否存在多点接地的故障，并将判断信息上传到中央处理器。
2、局部放电监测单元
采用高频电流耦合法，通过电磁耦合来测量局部放电电流，由于在高压电缆和测量回路间没有直接的电气连接，从而能很好地抑制噪声，灵活方便、操作安全、抗干扰性强，利用频率响应100kHz一30MHz的高频电流传感器耦合电缆接地线上的脉冲信号，并通过增益和阀值调节去除干扰，利用分析软件图形方式表示局部放电的大小、数量、相位、趋势。
高频电流传感器采用开口式结构，灵敏度高、抗干扰能力强，方便带电安装。非接触测量方式，检测单元与一次设备没有任何电气上的连接，不影响一次设备运行，对使用者和检测设备更安全。
高频电流传感器的信号传送至放电监测处理器，然后由放电监测处理器对采集的数据进行分析处理，得到局部放电的相关数据，并通过电源通讯单元上传到中央处理器。
3、环境监控单元
(1)环境温度、湿度监测
电缆隧道环境温度、湿度是电缆运行状态监测的重要辅助参数，本单元中主要采用在隧道内各个检测点设置温度传感器和湿度传感器，并将温度传感器、湿度传感器与环境监控处理器连接，各传感器检测信息通过环境监控处理器处理后传送到中央处理器。
(2)空气质量监测
电缆隧道内会产生由于内部绝缘材料老化产生的有害气体、不良沉积物变质挥发气体产生或外界有害气体侵入并聚集的现象，空气内含氧量的异常、有害气体(主要是一氧化碳、甲烷和硫化氢)在隧道内的聚集不但会直接影响电缆设备的安全，提高隧道火灾的风险程度，更会威胁到进入隧道进行巡视维护工作人员的生命安全。
本单元中采用在隧道内各个检测点设置空气传感器，可对监测点的氧气、一氧化碳、甲烷和硫化氢进行实时监测，并将检测信息传给环境监控处理器进行处理，最后将处理信息汇总到中央处理器。
(3)积水监测
长期运行的电缆隧道会因结构渗漏、地下水倒灌和接口封堵不利等多种原因引起隧道内积水，积水的产生不但会增加隧道内空气的湿度，腐蚀隧道内的电气设备，更会加快电缆绝缘的老化速度，因此一旦发现积水水位越限就应启动各类排水设施及时排除积水。
在本单元中采用投入式压力式水位传感器，利用液体的压强与高度成正比的关系通过测量液体底部的压力来折算水位高度。
(4)联动控制输出
在本单元中，还设置了多路输出控制接口，可用于控制风机、水泵等设备。可通过监测的环境状态自动联动控制设备的动作，也可在站控端远程控制。
(5)门禁监控单元
电缆井盖门禁监控单元包括门禁监控处理器及与之连接的井盖开关传感器和电控锁，
井盖开关传感器采用倾角感应原理，当井盖非法搬动并产生一定倾角，能够及时准确发出报警信息。电控锁对电缆井盖进行闭锁，未经授权无法开启。门禁监控处理器与中央处理器通过电源通讯单元通信，上传实时状态，接收远程开闭锁指令。
现场工作人员可利用手机发送指令开启或关闭电控锁；在特殊情况，可采用应急钥匙开启。
门禁监控单元的安装需对原有井盖进行改造；或直接更换成带门禁监控的专用井盖。门禁监控处理器与电源通讯单元采用屏蔽电缆连接。也可仅配置井盖状态监测功能，不配置电控闭锁。
门禁监控处理器可对电缆井盖状态进行实时监测，并通过电子锁闭锁井盖，通过电子钥匙或远程授权开启，防止井盖非法开启或被盗。
(6)光纤测温单元
本单元包括光纤测温处理器和与之连接的测温光纤，测温光纤沿电缆铺设，测温光纤通过光纤传感技术对电缆及其接头进行温度实时监测，并将监测信息传送到光纤测温处理器进行处理，并将处理信息传送至中央处理器，判断是否有过热隐患。
Claims (10)
1.一种地下高压电缆综合监测系统，其特征在于：所述系统包括中央处理单元、护层接地电流监测单元、局部放电监测单元、环境监控单元、门禁监控单元、光纤测温单元、电源通讯单元；所述护层接地电流监测单元、局部放电监测单元、环境监控单元、门禁监控单元、光纤测温单元通过电源通讯单元与中央处理单元连接；所述光纤测温单元直接与中央处理单元连接；所述电源通讯单元内设有电源模块和通讯模块，所述电源模块为护层接地电流监测单元、局部放电监测单元、环境监控单元、门禁监控单元提供电能。
2.根据权利要求1所述的一种地下高压电缆综合监测系统，其特征在于：所述护层接地电流监测单元包括电流监测处理器和与之相连的电流互感器，所述电流互感器设于高压电缆的接地点处，所述电流检测处理器通过电源通讯单元与中央处理器连接。
3.根据权利要求2所述的一种地下高压电缆综合监测系统，其特征在于：所述局部放电监测单元包括高频电流传感器和放电监测处理器，所述高频电流传感器与放电监测处理器连接，所述放电监测处理器通过电源通讯单元与中央处理器连接。
4.根据权利要求3所述的一种地下高压电缆综合监测系统，其特征在于：所述高频电流传感器采用开口式结构安装于每相电缆外层屏蔽接地线上。
5.根据权利要求3所述的一种地下高压电缆综合监测系统，其特征在于：所述环境监控单元包括环境监控处理器及与之连接的温度传感器、湿度传感器、水位传感器、空气传感器、风机和水泵，所述环境监控处理器通过电源通讯单元与中央处理器连接。
6.根据权利要求5所述的一种地下高压电缆综合监测系统，其特征在于：所述门禁监控单元包括门禁监控处理器及与之连接的井盖开关传感器和电控锁,所述门禁监控处理器通过电源通讯单元与中央处理器连接。
7.根据权利要求6所述的一种地下高压电缆综合监测系统，其特征在于：所述井盖开关传感器为倾角传感器。
8.根据权利要求7所述的一种地下高压电缆综合监测系统，其特征在于：所述光纤测温单元包括光纤测温处理器和与之连接的测温光纤，所述测温光纤沿电缆铺设，所述光纤测温处理器与中央处理器连接。
9.根据权利要求1至8之一所述的一种地下高压电缆综合监测系统，其特征在于：所述通讯模块为无线通讯模块，与中央处理器通过无线方式进行数据传输。
10.根据权利要求1至8之一所述的一种地下高压电缆综合监测系统，其特征在于：所述电源通讯单元通过光纤与中央处理器进行数据传输。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20180628 Address after: 430000 room 1, unit 55, H District, Jinxiu Longcheng District, 888, East Lake high tech Development Zone, Wuhan, Hubei, China, 1201 Patentee after: Li Wenan Address before: 430000 Wuhan University of technology, East Lake, Hubei, 1 yuan, 3 / F, business building, science and Technology Park, Wuhan University. Patentee before: WUHAN JINLANG ELECTRICAL CO.,LTD. |
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Granted publication date: 20141112 |