CN208860895U - 一种高压电缆接地电流监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电流监测技术领域，具体涉及一种高压电缆接地电流监测装置，该高压电缆接地电流监测装置包括电源模块和数据采集模块，电源模块用于向数据采集模块供电，而不用CT取能，对设备的启动电流没有要求，无论电缆的电流状态，数据采集模块均能够全天候持续稳定地运行。该监测装置除去常规的持续监测之外，还可以捕捉电缆在故障的状况下负荷电流与接地电流的变化状况，对电流突变、温度骤升等异常状况作出反应，及时预警，因而监测装置的性能更加可靠。

Description

一种高压电缆接地电流监测装置

技术领域

本实用新型属于电流监测技术领域，具体涉及一种高压电缆接地电流监测装置。

背景技术

高压电缆金属护层接地电流是表征高压电缆外绝缘状况的重要参数之一。引起电缆接地电流值异常的主要因素有外力破坏、交叉互联系统接错、接地线被盗等等。接地电流值异常容易造成电缆局部温度升高，加速电缆绝缘老化，影响电缆的载流量，增加线路运行损耗，严重时可能导致高压电缆发生单相接地故障而停电。因此，监测高压电缆金属护层接地电流有十分重要的意义。另一方面，由于单段电缆有长度限制，所以，需要用接头把单段的电缆连接起来，才能达到所需要的长度。实际运行中，高压电力电缆头往往是电缆运行中最薄弱、最容易故障的地方，实际运行表明电缆接头正在成为影响电缆供电安全的主要因素。当前电缆线路进行接地电流监测主要使用铁芯式电流互感器进行测量与监测，但是传统的互感器包括铁芯和铁芯上缠绕的线圈，由于铁芯重量大、易饱和，户外使用铁芯防水难易生锈、寿命短、带电安装震动大、且存在伤人风险。

实际运行中电缆接头发生事故前，往往出现异常升温，因此对电缆接头进行在线测温是预防和减少电缆接头故障的有效手段，目前电缆接头线芯测温装置普遍采用电池供电或远程低压电缆供电两种方式，使用电池供电的方式，电池的容量有限，导致需要经常更换电池，使用远程低压电缆供电，需要布放低压电缆，远程布线供电的要求高，施工困难，成本高昂。现有技术中的监测设备大多采用CT取能的方式进行，直接在监测设备中设置存储模块，将二次电流转换为电能存储于存储模块中。然而，CT取能受负荷电流影响大，设备对启动电流要求高，数据采集不够稳定。

实用新型内容

为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型旨在提供一种高压电缆接地电流监测装置，使其无论电缆的电流状态，均能够全天候持续稳定地监测电流状况。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种高压电缆接地电流监测装置，包括电源模块和数据采集模块，所述电源模块用于向数据采集模块供电，所述数据采集模块用于对高压电缆的接地电流进行监测。所述数据采集模块包括负荷电流监测罗氏线圈、接地电流罗氏线圈和电缆尾管温度监测传感器，所述负荷电流监测罗氏线圈用于采集电缆本体的负荷电流，接地电流罗氏线圈用于采集电缆的接地电流，所述电缆尾管温度监测传感器用于监测电缆尾管的实时温度。所述负荷电流监测罗氏线圈、接地电流罗氏线圈和电缆尾管温度监测传感器与高频采样单元的输入端连接，所述高频采样单元将采集到的负荷电流、接地电流以及实时温度的信号转换为数字量信号，所述高频采样单元的输出端与MCU微处理器连接，所述MCU微处理器负责触发采样、发起数据传输以及对采集到的数据整理。所述电源模块包括太阳能电池板和太阳能控制器，所述太阳能电池板通过所述太阳能控制器与数据采集模块连接，用于向数据采集模块供电。

具体地，所述太阳能电池板通过太阳能控制器分别向MCU微处理器、高频采样单元以及负荷电流监测罗氏线圈、接地电流罗氏线圈和电缆尾管温度监测传感器供电，所述太阳能控制器分别与MCU微处理器、高频采样单元以及负荷电流监测罗氏线圈、接地电流罗氏线圈和电缆尾管温度监测传感器连接。

进一步地，所述电源模块还包括储能单元，所述储能单元的输入/输出端与太阳能控制器连接，用于将太阳能转化为电能存储起来，在太阳能电池板无法提供电能时，储能单元向数据采集模块供电，保证电源模块为数据采集模块提供充足可靠的电能。例如，所述储能单元包括锂电池，所述锂电池通过太阳能控制器与数据采集模块连接，可以在太阳能控制器的控制下由太阳能电池板向锂电池充电；也可以在太阳能控制器的控制下向数据采集模块供电。

优选地，所述负荷电流监测罗氏线圈为三相负荷电流监测罗氏线圈，所述接地电流罗氏线圈为三相接地电流罗氏线圈，所述电缆尾管温度监测传感器为三相电缆尾管温度监测传感器，用以克服相位误差。

进一步地，所述数据采集模块还包括数据传输终端，所述MCU微处理器与数据传输终端连接，通过数据传输终端将信号发送至其他设备。优选地，所述数据传输终端为4G DTU数据传输单元。

进一步的，所述数据采集模块还包括时钟单元，所述时钟单元的输出端与MCU微处理器连接。所述时钟单元为MCU微处理器提供授时服务，保证采样频率和时间精准。

本实用新型提供的高压电缆接地电流监测装置，可达到如下效果：

1、采用了无铁芯的罗氏线圈用于检测电缆中的电流状态，避免了铁芯容易生锈、寿命较短的缺陷，且其重量较轻，使监测装置易于安装，直接缠绕于电缆即可，罗氏线圈在检测电流的过程中不存在磁饱和的问题，因而测量量程更大、无相位误差。

2、铺设了单独的电源模块用于向数据采集模块供电，而不用CT取能，对设备的启动电流没有要求，无论电缆的电流状态，数据采集模块均能够全天候持续稳定地运行。

3、本实用新型的电流监测装置的采样频率可以高达200kpsp，可持续监测电流变化过程。

4、该监测装置除去常规的持续监测之外，还可以捕捉电缆在故障的状况下负荷电流与接地电流的变化状况，对电流突变、温度骤升等异常状况作出反应，及时预警，因而监测装置的性能更加可靠。

附图说明

图1是实施例1提供的高压电缆接地电流监测装置的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例详细说明本实用新型的技术方案。

实施例1

一种高压电缆接地电流监测装置，包括电源模块10和数据采集模块20，所述电源模块10用于向数据采集模块20供电，所述数据采集模块20用于对高压电缆的接地电流进行监测。所述数据采集模块20包括负荷电流监测罗氏线圈210、接地电流罗氏线圈220和电缆尾管温度监测传感器230，所述负荷电流监测罗氏线圈210用于采集电缆本体的负荷电流，接地电流罗氏线圈220用于采集电缆的接地电流，所述电缆尾管温度监测传感器230用于监测电缆尾管的实时温度。所述负荷电流监测罗氏线圈210、接地电流罗氏线圈220和电缆尾管温度监测传感器230与高频采样单元22的输入端连接，所述高频采样单元22将采集到的负荷电流、接地电流以及实时温度的信号转换为数字量信号，所述高频采样单元22的输出端与MCU微处理器23连接，所述MCU微处理器23负责触发采样、发起数据传输以及对采集到的数据整理。所述电源模块10包括太阳能电池板11和太阳能控制器12，所述太阳能电池板11通过所述太阳能控制器12与数据采集模块20连接，所述太阳能控制器12控制太阳能电池板11向数据采集模块20供电。

所述负荷电流罗氏线圈210套设于电缆的负荷电线上，所述接地电流罗氏线圈220套设于电缆的接地线上，所述电缆尾管温度监测传感器230设置于高压电缆的尾管接头处。

所述太阳能电池板11通过太阳能控制器12分别向MCU微处理器23、高频采样单元22以及负荷电流监测罗氏线圈210、接地电流罗氏线圈220和电缆尾管温度监测传感器230供电。

进一步地，所述电源模块10还包括储能单元13，所述储能单元13的输入/输出端与太阳能控制器12连接，用于将太阳能转化为电能存储起来，在太阳能电池板11无法提供10电能时，储能单元13向数据采集模块20供电，通过充电和放电，保证电源模块2为数据采集模块提供充足可靠的电能。例如，所述储能单元13包括锂电池，所述锂电池的输入/输出端与太阳能控制器12连接，通过太阳能控制器12与数据采集模块20连接，可以在太阳能控制器12的控制下由太阳能电池板11向锂电池充电；也可以在太阳能控制器12的控制下向数据采集模块20供电。

优选地，所述负荷电流监测罗氏线圈210为三相负荷电流监测罗氏线圈，所述接地电流罗氏线圈220为三相接地电流罗氏线圈，所述电缆尾管温度监测传感器230为三相电缆尾管温度监测传感器，克服相位误差。

进一步地，所述数据采集模块20还包括数据传输终端24，所述MCU微处理器23与数据传输终端24连接，通过数据传输终24端将信号发送至其他设备。优选地，所述数据传输终端24为4G DTU数据传输单元。

进一步的，所述数据采集模块20还包括时钟单元25，所述时钟单元25的输出端与MCU微处理器23连接。所述时钟单元25为MCU微处理器23提供授时服务，保证采样频率和时间精准。

实施例1提供的高压电缆接地电流监测装置，可达到如下效果：

1、采用了无铁芯的罗氏线圈用于检测电缆中的电流状态，避免了铁芯容易生锈、寿命较短的缺陷，且其重量较轻，使监测装置易于安装，直接缠绕于电缆即可，罗氏线圈在检测电流的过程中不存在磁饱和的问题，因而测量量程更大、无相位误差。

2、铺设了单独的电源模块用于向数据采集模块供电，而不用CT取能，对设备的启动电流没有要求，无论电缆的电流状态，数据采集模块均能够全天候持续稳定地运行。

3、实施例1的电流监测装置的采样频率可以高达200kpsp，可持续监测电流变化过程。

4、实施例1的电流监测装置配备三相电缆尾管温度监测传感器，可同步采样电路尾管温度，并通过数据传输终端传送至后台。

5、该监测装置除去常规的持续监测之外，还可以捕捉电缆在故障的状况下负荷电流与接地电流的变化状况，对电流突变、温度骤升等异常状况作出反应，及时预警，因而监测装置的性能更加可靠。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (8)

1.一种高压电缆接地电流监测装置，其特征在于，包括电源模块和数据采集模块，所述数据采集模块包括负荷电流监测罗氏线圈、接地电流罗氏线圈和电缆尾管温度监测传感器，所述负荷电流监测罗氏线圈、接地电流罗氏线圈和电缆尾管温度监测传感器与高频采样单元的输入端连接，所述高频采样单元的输出端与MCU微处理器连接；所述电源模块包括太阳能电池板和太阳能控制器，所述太阳能电池板与太阳能控制器连接，所述太阳能控制器与数据采集模块连接。

2.根据权利要求1所述的高压电缆接地电流监测装置，其特征在于，所述负荷电流罗氏线圈套设于电缆的负荷电线上，所述接地电流罗氏线圈套设于电缆的接地线上，所述电缆尾管温度监测传感器设置于高压电缆的尾管接头处。

3.根据权利要求1所述的高压电缆接地电流监测装置，其特征在于，所述太阳能控制器与MCU微处理器、高频采样单元以及负荷电流监测罗氏线圈、接地电流罗氏线圈和电缆尾管温度监测传感器分别连接。

4.根据权利要求1所述的高压电缆接地电流监测装置，其特征在于，所述电源模块还包括储能单元，所述储能单元的输入/输出端与太阳能控制器连接。

5.根据权利要求4所述的高压电缆接地电流监测装置，其特征在于，所述储能单元包括锂电池，所述锂电池通的输入/输出端与太阳能控制器连接。

6.根据权利要求1所述的高压电缆接地电流监测装置，其特征在于，所述负荷电流监测罗氏线圈为三相负荷电流监测罗氏线圈，所述接地电流罗氏线圈为三相接地电流罗氏线圈，所述电缆尾管温度监测传感器为三相电缆尾管温度监测传感器。

7.根据权利要求1所述的高压电缆接地电流监测装置，其特征在于，所述数据采集模块还包括数据传输终端，所述MCU微处理器与数据传输终端连接。

8.根据权利要求1所述的高压电缆接地电流监测装置，其特征在于，所述数据采集模块还包括时钟单元，所述时钟单元的输出端与MCU微处理器连接。