CN210835050U - 电缆排管在线监测系统 - Google Patents

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CN210835050U CN201921690139.8U CN201921690139U CN210835050U CN 210835050 U CN210835050 U CN 210835050U CN 201921690139 U CN201921690139 U CN 201921690139U CN 210835050 U CN210835050 U CN 210835050U
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李永平
吉广伟
程璐
郭瑞
王雪飞
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Abstract

本实用新型属于电缆排管中电缆安全运行监测领域,具体为电缆排管在线监测系统,包括现场数据监测终端、通信链路和电缆隧道综合监控主机;其中现场数据监测终端包括供电电源模块、电流传感器、温度采集模块和采集器,电流传感器安装在高压电缆的接地线或交叉互联线上,温度采集模块安装在高压电缆接头处,电流传感器、温度采集模块都和采集器连接,供电电源模块和采集器连接;通信链路由无线通信模块实现,无线通信模块和采集器连接。电缆排管在线监测系统可实现对电缆排管中电缆接头温度和接地电流的远程监测,监测信号被实时远传到监控主机,使相关人员可以及时发现电缆的安全运行情况,并做出相应的处理和安排。

Description

电缆排管在线监测系统
技术领域
本实用新型属于电缆排管中电缆安全运行监测领域,具体为电缆排管在线监测系统。
背景技术
当前,随着城市化建设的不断发展,为了人身安全和城市的美观,越来越多的架空线路改为电缆线路而转入地下,在所有的地下电缆安装形式中,电缆排管有强度高、摩擦阻力小、成本低等特点,所以,被广泛应用在城市电缆安装形式中;由于运行维护人员的增长速度远远跟不上电力基础设施的增长速度,致使高压电缆和电力排管运维工作面临着巨大压力。如何保证排管内电缆不因过载、过热、被盗等情况突发大的运行安全事故,想解决当前面临的种种问题,仅靠大量增加运行人员数量来应对电缆排管的迅速增长和管理压力已经不现实,采用现代化的技术手段来提高电缆和电力排管运行维护水平是当务之急。
电缆是电力公司的最重要资源之一,电缆接头是电缆的最重要资产,也是电缆中最容易发生故障的点。而电缆排管中电缆接头等易发热部位的监测缺乏有效的手段, 不能及时发现接头发热, 线路运行的安全可靠性得不到有效保证。另外当电缆金属护套因敷设机械损伤、化学腐蚀或老鼠破坏导致多点接地,致使环流(接地电流)过大,引起电缆损耗剧增,严重威胁电力系统的运行安全,电缆排管中电缆接地电流的监测也缺乏有效的手段。
发明内容
本实用新型为了对电缆排管中电缆接头发热和接地电流进行有效监测,提供了电缆排管在线监测系统。
本实用新型是采用如下的技术方案实现的:电缆排管在线监测系统,包括现场数据监测终端、通信链路和电缆隧道综合监控主机;其中现场数据监测终端包括供电电源模块、电流传感器、温度采集模块和采集器,电流传感器安装在电缆的接地线或交叉互联线上,温度采集模块安装在电缆接头处,电流传感器、温度采集模块都和采集器连接,供电电源模块和采集器连接;通信链路由无线通信模块实现,无线通信模块和采集器连接。本系统利用电流传感器、温度采集模块实现对电缆接地电流和电缆接头温度的监测,采集的数据输入到采集器中,再由采集器通过无线通信模块传输到电缆隧道综合监控主机,监控主机对传输的数据进行显示、分析、存储,接地电流或接地电流与运行电流的比值达到设定值时,监控主机将发出报警,当温度超过设定值时监控主机将发出报警。
进一步的,温度采集模块采用电缆接头数字温度多点采集带,电缆接头数字温度多点采集带采用内置总线式温度传感器作为感应元件,内置总线式温度传感器本身自带高精度数据转换器和现场总线管理器,直接将温度数据转换成适合远距离传输的数字信号。电缆接头数字温度多点采集带可以直接贴敷在电缆接头部位。对电缆接头进行全方位的温度监测,并可以根据电缆接头的位置灵活进行配置测温点,大大减少了客户运维检修时间。
进一步的,电缆接头数字温度多点采集带环绕包裹在电缆的表皮, 360度全方位的检测电缆接头温度。
进一步的,供电电源模块采用CT取电方式,在运行电缆上安装CT取电装置配合蓄电池组及电池管理系统对整个电源模块进行控制。电缆排管中利用CT取电可提供稳定的供电电压,提高监测系统运行稳定性。
电缆排管在线监测系统可实现对电缆排管中电缆接头温度和接地电流的远程监测,监测信号被实时远传到监控主机,使相关人员可以及时发现电缆的安全运行情况,并做出相应的处理和安排。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图。
具体实施方式
电缆排管在线监测系统组成包括现场数据监测终端、通信链路和电缆隧道综合监控主机,现场数据监测终端包括系统供电电源模块、电流传感器、温度采集模块和采集器。
系统各模块功能如下:
电流传感器安装在高压电缆的接地线或交叉互联线上,实时连续地采集各被监测点的接地电流大小,并将测量数据发送给采集器。温度采集模块安装在高压电缆接头处,用于实时监测电缆接头的温度,并将数据发送给采集器。
采集器将接收到的电流数据、温度数据转化成标准的4~20mA的模拟信号,并将采集到所有传感器信号集成,通过无线方式传到电缆隧道综合监控主机。
通信链路用于连接采集器与电缆隧道综合监控主机,可以以485总线、工业现场以太网的方式无线传输,本系统采用4G/3G/GPRS/GSM方式构成通信链路。
电缆隧道综合监控主机接收采集器传来的数据,并转化成数字信号,采集到的数据经过分析与处理,以实现监测、报警、数据存档等功能。
供电电源模块为采集器供电。
系统各模块具体实现结构如下:
采集器由通信控制器、MCU、底板和CT调理电路模块组成采集单元,采集单元装在优质金属防水机箱内,固定在要监测的电缆接地线附近,通过屏蔽电缆与温度采集模块、电流传感器进行连接。该采集器具有较强的抗干扰性能和自保护功能,可在隧道里潮湿环境使用。采集器将从传感器输入的电流信号、温度信号转换成电压信号,通过CT调理电路滤波、放大、限幅等处理后,再经数字采集系统采集、计算处理后,将相应的数据通过无线数据终端传到电缆隧道综合监控主机上。采集器可设定报警阈值,达到报警上限主动上传数据。
电流传感器采用开启式电流互感器,开启式电流互感器适用于110KV、220KV交流电力系统的电气设备的电流测量、信号采样和微机保护。该电流互感器具有体积小、重量轻、可开启、便于安装等特点。
温度采集模块采用电缆接头数字温度多点采集带对电缆隧道内的中间电缆接头进行360度全方位的温度监测,电缆隧道综合监控主机采用3D显示全面的显示电缆接头每个面每个点的温度值,当电缆接头某点温度超过设定值时监控主机将发出报警提示,保障电缆的稳定安全运行。电缆接头数字温度多点采集带采用内置总线式温度传感器作为感应元件,每个采集带内内置8组总线式温度传感器,内置总线式数据传感器本身自带12位高精度数据转换器和现场总线管理器,直接将温度数据转换成适合远距离传输的数字信号,而每个传感器本身都有唯的识别ID及编号,采集带包裹在电缆的表皮,可360度全方位的检测电缆接头温度。
无线模块采用GPRS通信模块,GPRS通信模块采用高性能工业级无线模块及嵌入式处理器,以实时操作系统作为软件支撑平台,内嵌TCP/IP协议,提供高速、稳定可靠、永远在线的透明数据传输通道,支持GPRS和短消息双通道传输数据;支持与多中心进行数据通信,支持远程参数设置、程序升级。
供电电源模块采用CT取电方式,在运行电缆上安装CT(电流互感器)取电装置配合蓄电池组及电池管理系统(BMS)对整个电源系统进行控制。CT取电装置输出电压为27V,额定输出功率为50W(高温持续满载功率需下降20%),支持取电的最大导线外径为120mm。该取电装置采用电势湖技术和高频隔离DC/DC变换技术,辅以电源状态监视以及超能电容智能充放电管理,配套专用取能互感器,使整个感应电源系统体积小巧,转化效率高,满足了电网大电流冲击和负载跳变等多种恶劣情况下的安全供电要求。可应用于高压电缆大功率应用要求。BMS可采集蓄电池组中的每节电池的端电压和温度,充放电电流及电池包总电压,及时给出电池状况,挑选出问题电池,保持整组电池运行的可靠性和高效性,实现剩余电量估计模型的计算,从而大大延长了蓄电池的使用寿命。

Claims (4)

1.电缆排管在线监测系统,其特征在于包括现场数据监测终端、通信链路和电缆隧道综合监控主机;其中现场数据监测终端包括供电电源模块、电流传感器、温度采集模块和采集器,电流传感器安装在高压电缆的接地线或交叉互联线上,温度采集模块安装在高压电缆接头处,电流传感器、温度采集模块都和采集器连接,供电电源模块和采集器连接;通信链路由无线通信模块实现,无线通信模块和采集器连接。
2.根据权利要求1所述的电缆排管在线监测系统,其特征在于温度采集模块采用电缆接头数字温度多点采集带,电缆接头数字温度多点采集带采用内置总线式温度传感器作为感应元件,内置总线式温度传感器本身自带高精度数据转换器和现场总线管理器,直接将温度数据转换成适合远距离传输的数字信号。
3.根据权利要求2所述的电缆排管在线监测系统,其特征在于电缆接头数字温度多点采集带环绕包裹在电缆的表皮, 360度全方位的检测电缆接头温度。
4.根据权利要求1或2所述的电缆排管在线监测系统,其特征在于供电电源模块采用CT取电方式,在运行电缆上安装CT取电装置配合蓄电池组及电池管理系统对整个电源系统进行控制。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111769649A (zh) * 2020-07-31 2020-10-13 国网山东省电力公司寿光市供电公司 一种电缆中间接头监测系统
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