CN212845583U - 智能型高压电缆接地监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能型高压电缆接地监测系统，包括远端采集装置和监控中心，其中：远端采集装置包括电缆护层交叉互联保护接地箱，接地箱包括密闭的箱体，箱体内设有控制器和电缆护层保护器，控制器上设有信号采集板和通讯模块，信号采集板连接有电流互感器、电压传感器、温度传感器和防盗检测装置；电流互感器、电压传感器、温度传感器和防盗检测装置采集设备的运行状态，并发送到信号采集板；信号采集板将运行状态转换为数字信号，并发送到通讯模块；通讯模块将数字信号发送到监控中心，监控中心对数字信号进行分析和保存。本实用新型可以远程监测电缆及接地设备的运行参数，减少管理人员的工作量，同时减少因故障产生的经济损失。

Description

智能型高压电缆接地监测系统

技术领域

本实用新型属于供电局输送电系统的电力电缆安全监测技术领域，具体涉及一种智能型高压电缆接地监测系统。

背景技术

在城市的输送电系统中，为了使城市更安全、整洁美观，把原来的架空电缆改为地下电缆进行输送电力，这样在道路上面就看不到电（塔）杆和送电电线，但是由于地下采用的是带护层的铜芯电力电缆，会产生以下几个安全隐患：

（1）、电缆护层会产生对地几十伏甚至几百伏的感应电压和几安到十几安的感应电流，这样会使电缆护层发热甚至发生击穿的现象，严重影响送电的安全性；

（2）、由于从架空线到地下线，电力电缆会产生机械、化学损伤，甚至产生失窃的现象。

针对以上情况，传统的解决方式是：

（1）、采用交叉互联双端接地或单端直接接地的运行方式；

（2）、对线路进行周期性的巡检，并用工具对护层电压、电流和温度时行测量。

传统的解决方法有以下缺点：

（1）、工作量大：由于一条线路的输送电距离一般都在几公里至几十公里，而且一个城市的送电线路都有几十条甚至上百条；

（2）、不能及时发现问题：线路发生是存在不确定性的，管理人员不能及时了解到线路的实时状况，工作人员即便按正常的巡检，也会出现线路故障，造成较大的损失；

（3）、有接地设备有失窃时也不能及时发现，在设备失窃后给线路运行也会带来极大的运行安全隐患。

实用新型内容

技术目的：针对现有技术中存在的问题，本实用新型公开了一种智能型高压电缆接地监测系统，可以远程监测电缆及接地设备的运行参数，减少了管理人员的工作量，同时减少因故障产生的经济损失。

技术方案：本实用新型采用如下技术方案：一种智能型高压电缆接地监测系统，其特征在于，包括远端采集装置和监控中心，远端采集装置和监控中心之间通过无线通信连接；其中：

远端采集装置包括电缆护层交叉互联保护接地箱，接地箱包括密闭的箱体，箱体内设有控制器和电缆护层保护器，电缆护层保护器设于电缆护层与地之间，控制器上设有信号采集板和通讯模块，信号采集板上设有电压传感器，电压传感器采集接地箱内每相电缆护层上的电压值；

信号采集板的输入端还连接有电流互感器、温度传感器和防盗检测装置，其中：电流互感器设于接地箱内每相电缆护层接地点，采集每相电缆护层接地环流；温度传感器设于接地箱内每相电缆护层上或每相电缆接头表面，采集每相电缆护层或每相电缆接头的温度；防盗检测装置包括接地箱的防盗箱门和设于箱门上的开门检测开关，采集接地箱的防盗信息；

信号采集板的输出通过通讯模块无线连接监控中心。

优选地，远端采集装置还包括太阳能发电板和蓄电池，太阳能发电板为远端采集装置和蓄电池供电，蓄电池为远端采集装置供电。

优选地，远端采集装置还包括CT取电环和蓄电池，CT取电环感应取电为远端采集装置和蓄电池供电，蓄电池为远端采集装置供电。

优选地，通讯模块采用GPRS模块、4G或5G SIM卡。

优选地，监控中心通过GPRS模块的基站信息在电子地图上显示远端采集装置的位置。

优选地，监控中心包括服务器、电脑终端、手机，其中，服务器分别与电脑终端和手机无线连接。

有益效果：本实用新型具有如下有益效果：

（1）、本实用新型通过GPRS及其网络通讯技术，使得远程电脑或手机APP可以实时监测电缆及接地箱的运行参数，不需要管理人员的实地巡检，极大程度的减少了管理人员的工作量，提高了工作效率；

（2）、本实用新型当电力电缆护层出现异常时会在后台报警，也可同时发信息给管理人员，使管理人员可以及时的去处理异常状况，比如电缆过温、过压、过流等，提前做好预处理，防止进一步的故障发生，提高输送电的安全性，减少因故障产生的经济损失；

（3）、本实用新型通过防盗检测装置，当接地箱发生盗窃时会及时向管理中心或管理人员手机发送信息，做到及时制止，保障了接地箱的安全防范。

附图说明

图1为本实用新型的模块结构图；

图2为本实用新型的实物示意图；

其中，箱体1，接地汇流铜排2，接地铜排3，电流互感器4，相铜排5，电缆护层保护器6，控制器7，防盗检测装置8，太阳能发电板9。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

本实用新型公开了一种智能型高压电缆接地监测系统，采用二级架构，分为远端采集装置和监控中心，其中远端采集装置负责信息的采集和预处理，将电流、电压和温度信号转化为数字信号进行传送；监控中心负责所辖区域内远端采集装置上传信号的处理，并将告警信息传递给管理人员，同时负责该区域内相关信息的处理与统计。

监控中心包括服务器、电脑终端、手机及其相应的监控软件，根据需要设立，主要负责前端信息的汇总与处理，为电力电缆的统一管理提供必要的信息和决策依据。其中，服务器分别与电脑终端和手机无线连接，服务器分析和保存远端采集装置发送的数字信号，将分析结果发送给电脑终端和手机；同时，服务器还根据分析结果生成报警信息，并将报警信息发送给电脑终端和手机。在后期的监测系统扩容中，监控中心配置不必改变，只需增加相应的远端采集装置监控点，根据网络组网情况，集中收敛到监控中心，即可完成对所辖区域内单芯电缆接地电流、电压数据的集中监控管理。若发生异常情况，可通过电话、短信、本地多媒体声光等多种方式进行告警，并及时通知管理人员，便于采取有效措施进行防范。

远端采集装置包括电缆护层交叉互联保护接地箱，接地箱包括密封的箱体1以及箱体1内的3根交叉设置的相铜排5，3根相铜排5的一端分别与A相电缆、B相电缆和C相电缆连接，3根相铜排5的另一端分别通过1根接地铜排3连接到接地汇流铜排2。

远端采集装置还包括设于电缆护层交叉互联保护接地箱箱体1内的控制器7、电缆护层保护器6，控制器7上设有信号采集板和通讯模块，信号采集板上集成有电压传感器，信号采集板还连接有电流互感器4、温度传感器和防盗检测装置8。通讯模块采用GPRS模块、4G或5G SIM卡。电流互感器、电压传感器、温度传感器和防盗检测装置采集接地箱内电缆与接地箱的运行状态，并将运行状态发送到信号采集板；信号采集板将电缆和接地箱的运行状态转换为数字信号，并发送到通讯模块；通讯模块将数字信号发送到监控中心，监控中心对数字信号进行分析和保存。

其中，控制器7可采用YNDLCB；电缆护层保护器6可采用BHQ-7/600；信号采集板可采用YNSB10；电流互感器4可采用CTT-100A/20mA；温度传感器可采用PT100；GPRS模块可采用YNTX01。

电缆护层交叉互联保护接地箱箱体内装有0～100A单模精确电流互感器4，电流互感器4是电缆护层电流采集传感器，实时监测110kV及以上高压电缆的每相电缆护层接地点的电流参数，可实现对0～100A接地环流的精确测量及定时巡检测量，取代传统人工方式的定期接地环流巡测，大大减轻现场测量的劳动强度，提高系统维护效率。接地环流监测用于电缆护层接地环流的缓变数值监测，反映护层接地良好程度、电缆老化程度、线芯负荷大小变化等情况；同时高压电缆线路正常运行的情况下，当接地环流值产生突变减小或为零时，结合电调情况及电缆运行状态分析诊断模型，可以有效判断接地箱被盗或接地线被盗割的情况。电流互感器采集电缆护层的接地环流，通过信号采集板转换为数字信号，再通过通讯模块传送至服务器，服务器对数字信号进行分析和保存，并分发给管理人员的手机和电脑终端；若服务器判断接地环流超过预设值、产生突变减小或为零时，服务器同时生成报警信息并发送给管理人员的手机和电脑终端，手机和电脑终端上的监控软件就会马上显示报警信息。

电压传感器集成在信号采集板上，可实时监测每相电缆护层上的电压值，超过预设值时可发送报警信息。电压传感器采集电缆护层的电压值，通过信号采集板转换为数字信号，再通过通讯模块传送至服务器，服务器对数字信号进行分析和保存，并分发给管理人员的手机和电脑终端；若服务器判断电缆护层的电压值超过预设值时，服务器同时生成报警信息并发送给管理人员的手机和电脑终端，手机和电脑终端上的监控软件就会马上显示报警信息。

每相电缆护层与地之间安装有电缆护层保护器6，当电缆护层的电压值达到保护额定值时对地导通放电，从而达到保护电缆护层的目的。

温度传感器可采用测温三极管，为了配合环流检测，把测温三极管固定在接地电缆护层上并密封，经过测温探头把相关接地电缆温度信息传递到信号采集板上，也可以把监测探头放置在电缆接头表面来检测电缆接头温度，可实现对高压电缆接头表面运行温度24小时不间断连续在线监测，温度采集范围为-55℃～+125℃。通过对高压电缆本体护层温度的统计分析，可使管理人员全面掌握其工作状况，及时了解电缆护层的老化情况，并在接头温度急剧升高达到极限温度时，发出报警信号提醒管理人员紧急处理。测温三极管采集温度值，通过信号采集板转换为数字信号，再通过通讯模块传送至服务器，服务器对数字信号进行分析和保存，并分发给管理人员的手机和电脑终端；若服务器判断温度值急剧升高且达到极限温度时，服务器同时生成报警信息并发送给管理人员的手机和电脑终端，手机和电脑终端上的监控软件就会马上显示报警信息。

箱体1内设有防盗检测装置8，包括防盗箱门和开门检测开关，具备开门报警功能。开门检测开关检测防盗信息，通过信号采集板转换为数字信号，再通过通讯模块传送至服务器，服务器对数字信号进行分析和保存，并分发给管理人员的手机和电脑终端。如果防盗箱门被打开或撬开，接地箱内的报警器就会发出刺耳的警报声（约120分贝），同时服务器生成报警信息（接地箱发出报警后）并分发给管理人员的手机和电脑终端，手机和电脑终端上的监控软件就会马上显示报警信息，报警信息以红色字体显示，同时还可以自动拨打事先设置好的接警电话（可以设置2个短信接警号和3个语音接警号），并通过箱体内的摄像头监听周围动静，通过在箱体内设置扬声器实施现场喊话，可以根据情况来确定是否需要报案。

本实用新型的监控中心通过远端采集装置内设置的经纬度数据或GPRS模块的基站信息，在电子地图上显示远端采集装置的具体位置。

由于远端采集装置大多数分布在荒郊野外，通常无法获取220V交流电源，所以一般采用以下两种方式获取远端采集装置的供电电源：

电缆感应取电装置：远端采集装置中设有CT取电环和蓄电池，CT取电环安装在主电缆上，在主电缆有电流通过时通过CT取电环感应取电，一方面供电给远端采集装置的主板电源，同时也给蓄电池充电；在主电缆无电流通过时，CT取电环无法感应取电，蓄电池直接为远端采集装置的主板电源供电。CT取电环可采用CTG-5W。

光伏太阳能板取电方式：远端采集装置中设有太阳能发电板9和蓄电池，太阳能发电板安装在电缆护层交叉互联保护接地箱顶部，当光照强度足够时，太阳能发电板一方面供电给远端采集装置的主板电源，同时也给蓄电池充电；当光照强度不够时，太阳能发电板无法供电，蓄电池直接为远端采集装置的主板电源供电。

本实用新型的工作原理如下：远端采集装置将电缆护层电流、电压信号及电缆温度值、防盗等设备信息通过信号采集板转化为数字信号，然后通过GPRS模块传送至服务器，服务器对数字信号进行分析保存，根据分析结果生成报警信息，并将分析结果分发给手机和电脑终端，这样手机或电脑终端可以实时查看和采集各个设备的数据和其它信息，并接收报警信息。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种智能型高压电缆接地监测系统，其特征在于，包括远端采集装置和监控中心，远端采集装置和监控中心之间通过无线通信连接；其中：

远端采集装置包括电缆护层交叉互联保护接地箱，接地箱包括密闭的箱体，箱体内设有控制器和电缆护层保护器，电缆护层保护器设于电缆护层与地之间，控制器上设有信号采集板和通讯模块，信号采集板上设有电压传感器，电压传感器采集接地箱内每相电缆护层上的电压值；

信号采集板的输入端还连接有电流互感器、温度传感器和防盗检测装置，其中：电流互感器设于接地箱内每相电缆护层接地点，采集每相电缆护层接地环流；温度传感器设于接地箱内每相电缆护层上或每相电缆接头表面，采集每相电缆护层或每相电缆接头的温度；防盗检测装置包括接地箱的防盗箱门和设于箱门上的开门检测开关，采集接地箱的防盗信息；

信号采集板的输出通过通讯模块无线连接监控中心。

2.根据权利要求1所述的一种智能型高压电缆接地监测系统，其特征在于，远端采集装置还包括太阳能发电板和蓄电池，太阳能发电板为远端采集装置和蓄电池供电，蓄电池为远端采集装置供电。

3.根据权利要求1所述的一种智能型高压电缆接地监测系统，其特征在于，远端采集装置还包括CT取电环和蓄电池，CT取电环感应取电为远端采集装置和蓄电池供电，蓄电池为远端采集装置供电。

4.根据权利要求1所述的一种智能型高压电缆接地监测系统，其特征在于，通讯模块采用GPRS模块、4G或5G SIM卡。

5.根据权利要求4所述的一种智能型高压电缆接地监测系统，其特征在于，监控中心通过GPRS模块的基站信息在电子地图上显示远端采集装置的位置。

6.根据权利要求1所述的一种智能型高压电缆接地监测系统，其特征在于，监控中心包括服务器、电脑终端、手机，其中，服务器分别与电脑终端和手机无线连接。

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