CN204439707U - 一种组网式中压电缆分接头在线监测系统 - Google Patents

Abstract

一种组网式中压电缆分接头在线监测系统，包括若干套设置在监测点处的检测装置以及一上位机，所述检测装置包括设置在电缆分接头处的电缆测温传感器，电缆测温传感器通过无线传输模块与一数据处理单元相连，在检测点的变电箱机壳上设有一环境测温传感器，环境测温传感器通过无线传输模块与数据处理单元相连。实用新型采用上述方案，结构设计合理，在进行温度测量的同时对测量检测点处的电压和过流状态均进行检测，辅助判断温度检测，避免了电缆线出现其他故障对检测结果造成影响。上位机能够对实时数据、历史故障数据、过流数据，电压数据等进行综合分析，找到故障点，保证了检测结果稳定准确；整个检测系统安装简单，大大降低了维护维修费用。

Description

一种组网式中压电缆分接头在线监测系统

技术领域：

本实用新型涉及一种组网式中压电缆分接头在线监测系统。

背景技术：

在电力电缆运行中，由于电缆的制造工艺以及电缆接头的结构设计等各种因素，电缆分接头极易出现过温故障，严重时可将分接头烧毁从而导致电力运行故障和经济损失，因此对电缆线分接头需要进行检测，以避免事故的发生。目前，进行接头处温度检测的方式主要有：

1、在接头处安装热敏电阻，通过热敏电阻检测接头处的温度，采用这种方式每个热敏电阻都需要单独布线，安装十分复杂，且热敏电阻极易损坏，给维护和维修带来困难。

2、将感温电缆与电缆线平行安装设置，当电缆线的温度大于某个设定值时，通过感温电感发送一个报警信号，采用这种方式，感温电缆安装程序复杂，维护成本较高，无法完成对电缆接头温度的测量和温度变化趋势的分析。

另外，目前现有的温度检测系统多数为监测点离线测量，测试系统没有将温度信息返回至监控平台，从而给寻找过温故障点带来不便；现有的温度检测系统大都只对电缆线接头处的温度进行检测，容易受到周围环境温度的影响，同时，在检测的过程中，如果电缆线出现其他故障，也会对检测结果造成影响，如出现线路掉电的情况，此时温度出现异常，会对温度的检测造成影响，造成检测结果出现错误。

实用新型内容：

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种组网式中压电缆分接头在线监测系统，在进行温度测量的同时对测量检测点处的电压和过流状态均进行检测，辅助判断温度检测，避免了电缆线出现其他故障对检测结果造成影响；采用多线路多点组网采集的模式，通过电缆测温传感器检测电缆分支箱分接点的温度，由此计算出线芯温度，并将检测结果发送至上位机系统，上位机能够对实时数据、历史故障数据、过流数据，电压数据等进行综合分析，找到故障点，保证了检测结果稳定准确；整个检测系统安装简单，大大降低了维护维修费用，解决了现有技术中存在的问题。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种组网式中压电缆分接头在线监测系统，包括若干套设置在监测点处的检测装置以及一上位机，所述检测装置包括设置在电缆分接头处的电缆测温传感器，电缆测温传感器通过无线传输模块与一数据处理单元相连，在检测点的变电箱机壳上设有一环境测温传感器，环境测温传感器通过无线传输模块与数据处理单元相连，在设置有电缆测温传感器的电缆分接头处还设置有一电流过流传感器，所述电流传感器为光纤电流传感器，电流过流传感器通过光纤信号处理电路与数据处理单元相连，在电缆分接头处还设置有一电压传感器，电压传感器通过一线路电压指示电路与数据处理单元相连；数据处理单元与上位机相连。

所述光纤信号处理电路包括相互并联的A相处理电路、B相处理电路、C相处理电路和零序电流处理电路，所述A相处理电路包括一电压比较器U2D，一光敏二极管D52的一端与电压比较器U2D的同相输入端相连，另一端与一三极管Q2的基极相连，三极管Q2的集电极通过一电阻R52与电源VCC-5相连，三极管Q2的发射极接地设置，电压比较器U2D的输出端与数据处理单元相连；所述B相处理电路包括一电压比较器U3D，一光敏二极管D53的一端与电压比较器U3D的同相输入端相连，另一端与一三极管Q3的基极相连，三极管Q3的集电极通过一电阻R53与电源VCC-5相连，三极管Q3的发射极接地设置，电压比较器U3D的输出端与数据处理单元相连；所述C相处理电路包括一电压比较器U4D，一光敏二极管D54的一端与电压比较器U4D的同相输入端相连，另一端与一三极管Q4的基极相连，三极管Q4的集电极通过一电阻R54与电源VCC-5相连，三极管Q4的发射极接地设置，电压比较器U4D的输出端与数据处理单元相连；所述零序电流处理电路包括一电压比较器U1B，一光敏二极管D51的一端与电压比较器U1B的同相输入端相连，另一端与一三极管Q1的基极相连，三极管Q1的集电极通过一电阻R51与电源VCC-5相连，三极管Q1的发射极接地设置，电压比较器U1B的输出端与数据处理单元相连；电压比较器U2D、电压比较器U3D和电压比较器U4D的反相输入端均相连。

所述线路电压指示电路包括A相电压指示电路、B相电压指示电路和C相电压指示电路，所述A相电压指示电路、B相电压指示电路和C相电压指示电路均包括一整流电路，整流电路的输入端与电压传感器相连，整流电路的输出端与一光耦电路相连，光耦电路的输出端通过一阈值比较电路与数据处理单元相连。

本实用新型采用上述方案，结构设计合理，在进行温度测量的同时对测量检测点处的电压和过流状态均进行检测，辅助判断温度检测，避免了电缆线出现其他故障对检测结果造成影响；采用多线路多点组网采集的模式，通过电缆测温传感器检测电缆分支箱分接点的温度，由此计算出线芯温度，并将检测结果发送至上位机系统，上位机能够对实时数据、历史故障数据、过流数据，电压数据等进行综合分析，找到故障点，保证了检测结果稳定准确；整个检测系统安装简单，大大降低了维护维修费用。

附图说明：

图1为本实用新型的结构原理框图。

图2为本实用新型的光纤信号处理电路电路的A相处理电路、B相处理电路和C相处理电路电路原理图。

图3为本实用新型的光纤信号处理电路电路的零序电流处理电路电路原理图。

图4为本实用新型的线路电压指示电路电路原理图。

图中，1、整流电路，2、光耦电路相连，3、阈值比较电路。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

如图1-4所示，一种组网式中压电缆分接头在线监测系统，包括若干套设置在监测点处的检测装置以及一上位机，所述检测装置包括设置在电缆分接头处的电缆测温传感器，电缆测温传感器通过无线传输模块与一数据处理单元相连，在检测点的变电箱机壳上设有一环境测温传感器，环境测温传感器通过无线传输模块与数据处理单元相连，在设置有电缆测温传感器的电缆分接头处还设置有一电流过流传感器，所述电流传感器为光纤电流传感器，电流过流传感器通过光纤信号处理电路与数据处理单元相连，在电缆分接头处还设置有一电压传感器，电压传感器通过一线路电压指示电路与数据处理单元相连；数据处理单元与上位机相连。

所述电缆测温传感器采用进程温度芯片DS18B20芯片，所述无线传输模块包括数据采集模块和数据接收模块，数据采集模块与电缆测温传感器相连，并与数据接收模块建立无线通信连接，数据接收模块于数据处理单元相连，数据采集模块和数据接收模块均采用无线收发一体芯片NRF9E5芯片，所述数据处理单元采用MSP430处理器。

所述光纤信号处理电路包括相互并联的A相处理电路、B相处理电路、C相处理电路和零序电流处理电路，所述A相处理电路包括一电压比较器U2D，一光敏二极管D52的一端与电压比较器U2D的同相输入端相连，另一端与一三极管Q2的基极相连，三极管Q2的集电极通过一电阻R52与电源VCC-5相连，三极管Q2的发射极接地设置，电压比较器U2D的输出端与数据处理单元相连；所述B相处理电路包括一电压比较器U3D，一光敏二极管D53的一端与电压比较器U3D的同相输入端相连，另一端与一三极管Q3的基极相连，三极管Q3的集电极通过一电阻R53与电源VCC-5相连，三极管Q3的发射极接地设置，电压比较器U3D的输出端与数据处理单元相连；所述C相处理电路包括一电压比较器U4D，一光敏二极管D54的一端与电压比较器U4D的同相输入端相连，另一端与一三极管Q4的基极相连，三极管Q4的集电极通过一电阻R54与电源VCC-5相连，三极管Q4的发射极接地设置，电压比较器U4D的输出端与数据处理单元相连；所述零序电流处理电路包括一电压比较器U1B，一光敏二极管D51的一端与电压比较器U1B的同相输入端相连，另一端与一三极管Q1的基极相连，三极管Q1的集电极通过一电阻R51与电源VCC-5相连，三极管Q1的发射极接地设置，电压比较器U1B的输出端与数据处理单元相连；电压比较器U2D、电压比较器U3D和电压比较器U4D的反相输入端均相连。

所述线路电压指示电路包括A相电压指示电路、B相电压指示电路和C相电压指示电路，所述A相电压指示电路、B相电压指示电路和C相电压指示电路均包括一整流电路1，整流电路1的输入端与电压传感器相连，整流电路1的输出端与一光耦电路2相连，光耦电路2的输出端通过一阈值比较电路3与数据处理单元相连。

工作时，设置在电缆分支箱分接点处的电缆测温传感器实时检测电缆分支箱分接点处电缆表面的温度，设置在变电箱机壳上的环境测温传感器实时检测环境的温度，并将其直接转化为数字量，由无线通信模块中的数据采集模块进行数据采集，再通过无线通信将数据信号发送至与数据处理单元相连的数据接收模块，数据接收模块将实时温度数据发送到数据处理单元MSP430处理器。数据处理单元MSP430处理器对电缆表面温度以及环境温度进行对比，并温度差大于6.5℃作为判断电缆过热故障的必要条件，有效避免了环境温度对检测造成影响。

与此同时，当电缆的电流超过设定值时，电流过流传感器即通过光纤将过流信号传出，光纤信号处理电路中的光敏二极管在接收到光信号后，产生达10微安的光电流，光纤信号处理电路将过流信号发送至数据处理单元。光纤电流过流传感器的供电方式为高压测感应取电，而通过光纤信号处理电路将过流信号转化为低压的过流信号，保证了信号稳定不易受干扰，从而达到了高压侧与低压侧电器隔离的目的。

与设置在电缆分接头处的电压传感器相连的电压指示电路的作用为将电压信号传送至数据处理单元，整流电路能够将电压信号进行分压，以得到较低的电压来触发光耦电路中的光电耦合器，所述经光电耦合器采用6n139型，隔离电压达3750V，保证了处理器与强点隔离。触发后的信号，经过阈值比较电路进行阈值比较后送入处理器来判断当前的线路电压值，所述阈值比较电路采用的滞回比较模式有效的避免了电压波动带来的检测误差。

当数据处理单元接收到温度数据、过流信号和电压值数据后，通过对这些数据进行分析，判断电缆分支箱分接点是否出现过热故障。数据处理单元将原始检测数据以及故障数据均传送至上位机，上位机对数据进行储存，如果出现过热故障则进行报警提示，以便及时发现采取必要的措施。同时上位机能够进行检测信息的远程访问，能够通过网络了解大电网各分区的数据，实现数据共享。

采用本实用新型的组网式中压电缆分接头在线监测系统，在进行温度测量的同时对测量检测点处的电压和过流状态均进行检测，辅助判断温度检测，避免了电缆线出现其他故障对检测结果造成影响；采用多线路多点组网采集的模式，通过电缆测温传感器检测电缆分支箱分接点的温度，由此计算出线芯温度，并将检测结果发送至上位机系统，上位机能够对实时数据、历史故障数据、过流数据，电压数据等进行综合分析，找到故障点，保证了检测结果稳定准确；整个检测系统安装简单，大大降低了维护维修费用。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (3)

1.一种组网式中压电缆分接头在线监测系统，其特征在于：包括若干套设置在监测点处的检测装置以及一上位机，所述检测装置包括设置在电缆分接头处的电缆测温传感器，电缆测温传感器通过无线传输模块与一数据处理单元相连，在检测点的变电箱机壳上设有一环境测温传感器，环境测温传感器通过无线传输模块与数据处理单元相连，在设置有电缆测温传感器的电缆分接头处还设置有一电流过流传感器，所述电流传感器为光纤电流传感器，电流过流传感器通过光纤信号处理电路与数据处理单元相连，在电缆分接头处还设置有一电压传感器，电压传感器通过一线路电压指示电路与数据处理单元相连；数据处理单元与上位机相连。

2.根据权利要求1所述的一种组网式中压电缆分接头在线监测系统，其特征在于：所述光纤信号处理电路包括相互并联的A相处理电路、B相处理电路、C相处理电路和零序电流处理电路，所述A相处理电路包括一电压比较器U2D，一光敏二极管D52的一端与电压比较器U2D的同相输入端相连，另一端与一三极管Q2的基极相连，三极管Q2的集电极通过一电阻R52与电源VCC-5相连，三极管Q2的发射极接地设置，电压比较器U2D的输出端与数据处理单元相连；所述B相处理电路包括一电压比较器U3D，一光敏二极管D53的一端与电压比较器U3D的同相输入端相连，另一端与一三极管Q3的基极相连，三极管Q3的集电极通过一电阻R53与电源VCC-5相连，三极管Q3的发射极接地设置，电压比较器U3D的输出端与数据处理单元相连；所述C相处理电路包括一电压比较器U4D，一光敏二极管D54的一端与电压比较器U4D的同相输入端相连，另一端与一三极管Q4的基极相连，三极管Q4的集电极通过一电阻R54与电源VCC-5相连，三极管Q4的发射极接地设置，电压比较器U4D的输出端与数据处理单元相连；所述零序电流处理电路包括一电压比较器U1B，一光敏二极管D51的一端与电压比较器U1B的同相输入端相连，另一端与一三极管Q1的基极相连，三极管Q1的集电极通过一电阻R51与电源VCC-5相连，三极管Q1的发射极接地设置，电压比较器U1B的输出端与数据处理单元相连；电压比较器U2D、电压比较器U3D和电压比较器U4D的反相输入端均相连。

3.根据权利要求1所述的一种组网式中压电缆分接头在线监测系统，其特征在于：所述线路电压指示电路包括A相电压指示电路、B相电压指示电路和C相电压指示电路，所述A相电压指示电路、B相电压指示电路和C相电压指示电路均包括一整流电路，整流电路的输入端与电压传感器相连，整流电路的输出端与一光耦电路相连，光耦电路的输出端通过一阈值比较电路与数据处理单元相连。