CN216670126U - 一种电缆系统综合监控终端 - Google Patents

Abstract

一种电缆系统综合监控终端，包括箱体以及皆设置在箱体中的环流监测模块、局放监测模块、电缆表温监测模块、光纤震动防外破模块、处理器模块；处理器分别与环流监测模块、局放监测模块、电缆表温监测模块、光纤震动防外破模块连接。本实用新型实施例通过环流监测模块、局放监测模块、电缆表温监测模块可以实现对电缆运行基本状态的监测，通过光纤震动防外破模块可以实现对电缆隧道墙面的监测，进而及时知晓电缆是否存在于高危的工作状态下。通过处理器模块可以实现对环流监测模块、局放监测、电缆表温监测和光纤震动防外破模块所监测到的数据进行集中，便于后续进行统一传输和处理。

Description

一种电缆系统综合监控终端

技术领域

本实用新型属于高压输电领域，具体涉及一种电缆系统综合监控终端。

背景技术

随着城市的发展，用电量的增加，电缆网络的覆盖率日益庞大，高压电缆出现故障的现象时有发生，大多情况下设备运行环境恶劣无人值守，在电缆局部发生故障后不易被发现，在事故蔓延后，容易造成重大事故，影响正常生产，给电力企业造成经济和信誉的重大损失。因此，预防电力事故的发生则成为安全生产的根本。而接地箱作为电力传输中难以避免的重要设备，相应的也被提出了越来越高的要求。

目前，市面上也出现了一些具备监控电缆部分参数的智能接地箱。但是这些智能接地箱主要存在以下不足：一方面是功能过于简单，仅仅只能对电缆本身进行检测；另一方面是接地箱内部功能设备基本独立设置，不能进行统一的数据传输和处理。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种功能多样化且具备数据统一传输和处理能力的电缆系统综合监控终端。

根据本实用新型实施例的电缆系统综合监控终端，包括箱体以及皆设置于所述箱体中的：环流监测模块，用于采集电缆的接地环流数据；局放监测模块，用于采集所述电缆及电缆接头处的电脉冲信号；电缆表温监测模块，用于采集所述电缆的表面温度；光纤震动防外破模块，用于采集电缆隧道墙面的第一震动信号；处理器模块，分别与所述环流监测模块、局放监测模块、电缆表温监测模块和光纤震动防外破模块连接。

根据本实用新型实施例的电缆系统综合监控终端，至少具有如下技术效果：通过环流监测模块、局放监测模块、电缆表温监测模块可以实现对电缆运行基本状态的监测，通过电缆表温监测模块还可以同时对电缆所在工作环境温度的监测，通过光纤震动防外破模块可以实现对电缆隧道墙面的监测，进而及时知晓电缆是否存在于高危的工作状态下。通过处理器模块可以实现对环流监测模块、局放监测、电缆表温监测和光纤震动防外破模块所监测到的数据进行集中，便于后续进行统一传输；且通过统一收集之后，也便于在需要使用处理器模块进行数据处理时，可以在本地实现简单的数据判断过程。

根据本实用新型的一些实施例，所述箱体包括可拆卸连接的上箱体和下箱体；所述下箱体包括高压室和低压室；所述局放监测模块、电缆表温监测模块、光纤震动防外破模块、处理器模块皆采用抽屉式结构并设置于所述低压室中。

根据本实用新型的一些实施例，上述电缆系统综合监控终端还包括设置于所述高压室中的接地保护组件。

根据本实用新型的一些实施例，上述电缆系统综合监控终端还包括设置于所述高压室中的防盗及灭火组件，所述防盗及灭火组件用于开箱报警、震动报警、倾斜报警、自动灭火中至少一种。

根据本实用新型的一些实施例，上述电缆系统综合监控终端还包括设置于所述上箱体外侧的太阳能供电单元以及设置于所述上箱体内并与所述太阳能供电单元连接的蓄电池模块。

根据本实用新型的一些实施例，上述电缆系统综合监控终端还包括设置于所述上箱体顶部的吊装组件。

根据本实用新型的一些实施例，所述高压室和低压室之间设置有多个通气孔。

根据本实用新型的一些实施例，所述低压室采用前后双开门结构。

根据本实用新型的一些实施例，所述上箱体顶部的设置有至少一个排水口。

根据本实用新型的一些实施例，所述环流监测模块包括电流传感器和接地环流采集模块；所述电流传感器用于采集所述电缆的接地环流数据，所述接地环流采集模块分别与所述电流传感器和处理器模块连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述局放监测模块包括高频电流传感器和信号处理器；所述高频电流传感器安装在所述电缆及电缆接头处，用于采集所述电脉冲信号；所述信号处理器连接在所述高频电流传感器和处理器模块之间，用于将所述电脉冲信号进行放大、滤波并转换为数字信号。

根据本实用新型的一些实施例，上述电缆系统综合监控终端还包括设置于所述箱体内并与所述处理器模块连接的接地线防盗割模块，所述接地线防盗割模块用于采集接地电缆的第二震动信号。

根据本实用新型的一些实施例，上述电缆系统综合监控终端还包括设置于所述低压室内并与所述处理器模块连接的故障定位模块，所述故障定位用于对故障点进行测距。

根据本实用新型的一些实施例，所述电缆表温监测模块采用测温光纤，所述测温光纤设置于所述电缆的表面。

根据本实用新型的一些实施例，所述光纤震动防外破模块采用振动光纤，所述振动光纤设置于所述电缆隧道墙面上。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施例的结构框图；

图2是本实用新型实施例的主视图(去除柜门)；

图3是本实用新型实施例的主视图；

图4是本实用新型实施例的侧视图；

图5是本实用新型实施例的第一视角轴侧图；

图6是本实用新型实施例的第二视角轴侧图。

附图标记：

环流监测模块110、局放监测模块120、电缆表温监测模块130、光纤震动防外破模块140、处理器模块150、接地线防盗割模块160、故障定位模块170、

上箱体210、吊装组件211、排水口212、下箱体220、高压室221、低压室222、柜门223、走线槽224

接地保护组件310、防盗及灭火组件320、

太阳能供电单元410、蓄电池模块420。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，如果有描述到第一、第二、第三、第四等等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1至图6描述根据本实用新型实施例的电缆系统综合监控终端。

根据本实用新型实施例的电缆系统综合监控终端，包括箱体、环流监测模块110、局放监测模块120、电缆表温监测模块130、光纤震动防外破模块140、处理器模块150。环流监测模块110、局放监测模块120、电缆表温监测模块130、光纤震动防外破模块140和处理器模块150皆设置在箱体内。环流监测模块110，用于采集电缆的接地环流数据；局放监测模块120，用于采集电缆及电缆接头处的电脉冲信号；电缆表温监测模块130，用于采集电缆的表面温度；光纤震动防外破模块140，用于采集电缆隧道墙面的第一震动信号；处理器模块150，分别与环流监测模块110、局放监测模块120、电缆表温监测模块130和光纤震动防外破模块140连接。

参考图1至图6，高压电缆运行的基本数据通常包括了接地环流数据、电缆及电缆接头处的电脉冲信号、电缆的表面温度。通过环流监测模块110、局放监测模块120、电缆表温监测模块130可分别实现对这些基本数据的采集。电缆表温监测模块130通常会设置在电缆的表面，因此电缆表温监测模块130还可以监测电缆所在环境的温度，当环境温度过高时，也可以及时知晓危险的存在，进而及时的保护电缆。在本实用新型的一些实施例中，为了尽可能的提高对温度监测的范围，电缆表温监测模块130会同时在多根电缆的多个位置进行温度采集。

但是在实际工程中，仅仅只是监测电缆本身的基本数据并不够，特别在一些需要构建电缆隧道的地方，对于电缆隧道的监测也十分的重要，因为电缆隧道一旦出现问题，特别是坍塌之类的故障，则会对电缆的安全造成重大的隐患或直接出现损伤，因此一旦发生重大震动之类的问题之后，应该及时到出事地点进行查看，避免存在潜在的危险或及时排除已发生的险情。而光纤震动防外破模块140 就可以及时的监测到电缆隧道的震动情况，一旦发现光纤震动防外破模块140传输的第一震动信号过大时，就应该去现场进行检查。

在很多情况下，不可能在每个接地箱都配备专门的人员进行实时查看，因此通常都选择将一片区域的接地箱的数据集中到一个监测终端进行统一查看，这样会便于对人员进行调度。如果环流监测模块110、局放监测模块120、电缆表温监测模块130和光纤震动防外破模块140采集到的数据都通过各自单独的通道传输到监测终端，则会对现场布线造成很大的麻烦，即使采用无线通讯的方式，也会造成数据传输的冲突，采用处理器模块150对所有数据进行统一接收，然后再统一进行发送，则可以避免上述的问题出现。同时通过处理器模块150也可以实现在对一些简单的故障进行判断，然后再将判断之后的数据发送到监测终端，特别是对电流、温度、频率等常见数据的处理更是尤为简单。

根据本实用新型实施例的电缆系统综合监控终端，通过环流监测模块110、局放监测模块120、电缆表温监测模块130可以实现对电缆运行基本状态的监测，通过电缆表温监测模块130还可以同时对电缆接地线温度和电缆所在工作环境温度的监测，通过光纤震动防外破模块140可以实现对电缆隧道墙面的监测，进而及时知晓电缆是否存在于高危的工作状态下。通过处理器模块150可以实现对环流监测模块110、局放监测、电缆表温监测和光纤震动防外破模块 140所监测到的数据进行集中，便于后续进行统一传输；且通过统一收集之后，也便于在需要使用处理器模块150进行数据处理时，可以在本地实现简单的数据判断过程。

在本实用新型的一些实施例中，参考图2至图6，箱体包括可拆卸连接的上箱体210和下箱体220；下箱体220包括高压室221和低压室222；局放监测模块120、电缆表温监测模块130、光纤震动防外破模块140、处理器模块150皆采用抽屉式结构并设置于低压室 222中。箱体分为多个空间之后，可以根据不同的需求对每个空间进行布置。上箱体210设置在最上方，可以作为储物使用，同时可以便于在上箱体210顶部铺设太阳能组件。高压室221和低压室222 可以对不同的功能模块进行放置，便于布线、接线和后期的维护。对于高压室221和低压室222依据强弱电分离的思路进行布置，例如：电源连接部分、接地组件可以设置在高压室221中，而局放监测模块120、电缆表温监测模块130、光纤震动防外破模块140、处理器模块150等功能模块则可以设置在低压室222中，便于后续进行更换或增加其他的功能模块。在本实用新型的一些实施例中，局放监测模块120、电缆表温监测模块130、光纤震动防外破模块140、处理器模块150等功能模块皆采用抽屉式结构并设置在低压室222 中，低压室222中设置了与每个功能模块相对应的滑轨，以便于调试和更换。

在本实用新型的一些实施例中，参考图1、图2，上述电缆系统综合监控终端还包括设置于高压室221中的接地保护组件310。接地保护组件310主要是防止高压电的危害，因此可以直接设置在高压室221中。接地保护组件310通常包括接地线和保护器。

在本实用新型的一些实施例中，参考图1、图2，上述电缆系统综合监控终端还包括设置于高压室221中的防盗及灭火组件320，防盗及灭火组件320用于开箱报警、震动报警、倾斜报警、自动灭火中至少一种。开箱报警、震动报警、倾斜报警这些功能有效的防止有人对电缆系统综合监控终端进行暴力开启等行为，可以起到一定的防盗作用。在出现短路或长时间过载导致的高温情形下，自动灭火能够及时有效的进行降温。

在本实用新型的一些实施例中，参考图1、图2，防盗及灭火组件320包括皆与处理器模块150连接的门开关传感器、震动传感器、角度传感器和自动灭火模块。在高压室221、低压室222的柜门223 上设置门开关传感器，一旦柜门223开启则门开关传感器输出开门信号至处理器模块150，并由处理器模块150进行报警操作。震动传感器直接设置在箱体中并与处理器模块150连接即可，当震动幅度过大或震动频率过高时，会通过处理器模块150进行报警操作。角度传感器可以设置在箱体中的任意位置，但角度传感器检测到箱体角度偏差大于预设的门限值时，则通过处理器模块150进行报警操作。

在本实用新型的一些实施例中，自动灭火模块可以采用喷洒干粉的装置，也可采用喷洒二氧化碳、四氯化碳等惰性气体的装置。自动灭火模块包括了设置在箱体内的温度传感器、火焰传感器、灭火设备和控制灭火设备启动的接触器。在检测到温度过高且有火焰发生时，处理器模块150会控制接触器动作，进而使灭火设备喷出干粉、二氧化碳或四氯化碳等。

在本实用新型的一些实施例中，参考图1至图6，上述电缆系统综合监控终端还包括设置于上箱体210外侧的太阳能供电单元410 以及设置于上箱体210内并与太阳能供电单元410连接的蓄电池模块420。如果只使用市电进行供电，则在市电失电的情况下，便不能再进行监测，光纤震动防外破模块140、自动灭火模块和接地线防盗割模块160等功能模块也会失去作用，则会存在一定的风险。使用太阳能供电单元410，一方面可以减轻供电负担、节约成本；另一方面，在结合蓄电池模块420之后，则可以在市电失电的情况仍然可以较长时间的运行。蓄电池模块420可以设置在上箱体210内，这样可以缩短与太阳能供电单元410之间的距离，减小损耗。在本实用新型的一些实施例中，上箱体210内部会用作储物使用，此时则可以将蓄电池模块420设置在低压室222中。太阳能供电单元410 可直接采用光伏组件。

在本实用新型的一些实施例中，参考图2至图5,上述电缆系统综合监控终端还包括设置于上箱体210顶部的吊装组件211。通过吊装组件211便于对箱体进行安装。在本实用新型的一些实施例中，吊装组件211包括分别设置在上箱体210顶部左右两侧的吊环。吊环包括吊母和螺栓。在吊环与上箱体210连接部位加设有防水垫，以提高防水性能，通常防水等级可以提升IP66等级。

在本实用新型的一些实施例中，高压室221和低压室222之间设置有多个通气孔。在高压室221和低压室222之间设置通气孔之后，可以让高压室221中的自动灭火模块喷射出来的灭火气体能够快速的充满高压室221和低压室222，使得灭火的效果更佳。而如果没有设置通气孔，则灭火气体智能通过各种缝隙缓慢的向低压室222 中渗透，很可能会导致火情得不到有效的控制。

在本实用新型的一些实施例中，参考图5，低压室222采用前后双开门结构。在低压室222的前侧和后侧都设置柜门223，可以便于对低压室222中的多个功能模块进行安装和维护。且可以直接在后侧设置走线槽224，直接从后侧与功能模块进行接线，相较于从前端走线的方式而言，其美观程度，后期维护难度都得到了巨大的降低。

在本实用新型的一些实施例中，上箱体210和下箱体220的连接处、下箱体220的柜门223等部位都进行密封处理，以最大程度的提高防护性能。

在本实用新型的一些实施例中，参考图6，上箱体210顶部的设置有至少一个排水口212。通过排水口212可以使上箱体210顶部积水直接排出而不用流经箱体提升了箱体内部件的安全性。在本实用新型的一些实施例中，上箱体210顶部的顶沿设计有四个直径为10mm 的排水口212，使顶部积水可直接排出而不用流经箱体提升设备可靠性。

在本实用新型的一些实施例中,环流监测模块110包括电流传感器和接地环流采集模块；电流传感器用于采集电缆的接地环流数据，接地环流采集模块分别与电流传感器和处理器模块150连接。为了保证测量的准确性，电流传感器通常会采用精度较高的产品。电缆穿过电流传感器后，只要有电流通过，就会被电流传感器感应到，电流传感器会将感应到的数据传输到接地环流采集模块，最后通过接地环流采集模块传输到处理器模块150。在需要采集的点较多时，则会使用多个接地环流采集模块同时进行数据接收，然后传输到数据采集板进行统一管理，以保证传输到处理器模块150的接地环流数据不会发生冲突和错误。

在本实用新型的一些实施例中，局放监测模块120包括高频电流传感器和信号处理器；高频电流传感器安装在电缆及电缆接头处，用于采集电脉冲信号；信号处理器连接在高频电流传感器和处理器模块150之间，用于将电脉冲信号进行放大、滤波并转换为数字信号。高频电流传感器可以通过耦合的方式获取电缆及电缆接头处的电脉冲信号。但直接采集的电脉冲信号为模拟信号，且信号质量可能会较差，不能直接传输给处理器模块150。因此需要通过信号处理器进行放大、滤波并转换为数字信号之后才能传输到处理器，这样极大的减少了处理器的运算负担。

在本实用新型的一些实施例中，参考图1、图2，上述电缆系统综合监控终端还包括设置于箱体内并与处理器模块150连接的接地线防盗割模块160，接地线防盗割模块160用于采集接地电缆的第二震动信号。在实际工程中，因为接地线地理位置的原因，接地线很容易发生被盗的情况，而盗取时通常是通过割取的方式进行，因此在盗割发生时，接地线必然会有震动出现，处理器模块150通过震动传感器就可直接有效的监测到割取接地线时因震动产生的第二震动信号，以便及时触发报警，进而快速的制止盗割行为，或在盗割发生后能够及时处理接地线断裂带来的险情。

在本实用新型的一些实施例中，接地线防盗割模块160采用震动传感器。采用震动传感器皆可直接有效的检测出接地线的震动。也可以采用震动光纤进行震动检测。

在本实用新型的一些实施例中，参考图1、图2，上述电缆系统综合监控终端还包括设置于低压室222内并与处理器模块150连接的故障定位模块170，故障定位用于对故障点进行测距。在故障发生之后，最重要事情就是定位故障位置，在实际工程中，不可能在一根电缆上布置过密的传感器，因此通过仅通过故障报警的信号有时候很难直接判断出具体的故障位置。而故障定位模块170就可以有效的对故障位置进行定位，可以极大的提高对险情或事故处理的效率，也便于对人员的迅速调度。

在本实用新型的一些实施例中，故障定位模块170包括根据D 型行波测距原理布置的行波浪涌采集装置和GPS授时装置，行波浪涌采集装置用于采集故障初始行波浪涌，GPS授时装置用于记录故障初始行波浪涌到达行波浪涌采集装置的时间。D型行波测距原理是一个较为成熟的理论，通过行波浪涌采集装置可以采集到故障初始行波浪涌，通过GPS授时装置准确的记录时间，进而可以准确的计算出具体的故障地点。

在本实用新型的一些实施例中，电缆表温监测模块130采用测温光纤，测温光纤设置于电缆的表面。测温光纤贴合在电缆的表面，相较于传统的测温模块，可以更加准确的测量出电缆的温度，同时也可以实现对一段长度电缆的温度的测量。

在本实用新型的一些实施例中，光纤震动防外破模块140采用振动光纤，振动光纤设置于电缆隧道墙面上。采用振动光纤可以更加的贴合在电缆隧道墙面上，可以更为精确的测量出电缆隧道墙面的震动。光纤震动防外破模块140也可以采用震动传感器进行测量，但是在很多情况下，却需要使用多个震动传感器才能完成对一个电缆隧道的监测。

在本实用新型的一些实施例中，处理器模块150可以采用PLC、单片机、DSP或嵌入式系统。具体可以采用单片机，在不需要进行大量数据进行处理时，可以有效的降低成本。单片机可以采用STM32 系列。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上述结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电缆系统综合监控终端，其特征在于，包括箱体以及皆设置于所述箱体中的：

环流监测模块(110)，用于采集电缆的接地环流数据；

局放监测模块(120)，用于采集所述电缆及电缆接头处的电脉冲信号；

电缆表温监测模块(130)，用于采集所述电缆的表面温度；

光纤震动防外破模块(140)，用于采集电缆隧道墙面的第一震动信号；

处理器模块(150)，分别与所述环流监测模块(110)、局放监测模块(120)、电缆表温监测模块(130)和光纤震动防外破模块(140)连接。

2.根据权利要求1所述的电缆系统综合监控终端，其特征在于，所述箱体包括可拆卸连接的上箱体(210)和下箱体(220)；所述下箱体(220)包括高压室(221)和低压室(222)；所述局放监测模块(120)、电缆表温监测模块(130)、光纤震动防外破模块(140)、处理器模块(150)皆采用抽屉式结构并设置于所述低压室(222)中。

3.根据权利要求2所述的电缆系统综合监控终端，其特征在于，还包括设置于所述高压室(221)中的接地保护组件(310)。

4.根据权利要求2或3所述的电缆系统综合监控终端，其特征在于，还包括设置于所述高压室(221)中的防盗及灭火组件(320)，所述防盗及灭火组件(320)用于开箱报警、震动报警、倾斜报警、自动灭火中至少一种。

5.根据权利要求2所述的电缆系统综合监控终端，其特征在于，还包括设置于所述上箱体(210)外侧的太阳能供电单元(410)以及设置于所述上箱体(210)内并与所述太阳能供电单元(410)连接的蓄电池模块(420)。

6.根据权利要求2所述的电缆系统综合监控终端，其特征在于，还包括设置于所述上箱体(210)顶部的吊装组件(211)。

7.根据权利要求1所述的电缆系统综合监控终端，其特征在于，所述环流监测模块(110)包括电流传感器和接地环流采集模块；所述电流传感器用于采集所述电缆的接地环流数据，所述接地环流采集模块分别与所述电流传感器和处理器模块(150)连接。

8.根据权利要求1所述的电缆系统综合监控终端，其特征在于，所述局放监测模块(120)包括高频电流传感器和信号处理器；所述高频电流传感器安装在所述电缆及电缆接头处，用于采集所述电脉冲信号；所述信号处理器连接在所述高频电流传感器和处理器模块(150)之间，用于将所述电脉冲信号进行放大、滤波并转换为数字信号。

9.根据权利要求1所述的电缆系统综合监控终端，其特征在于，还包括设置于所述箱体内并与所述处理器模块(150)连接的接地线防盗割模块(160)，所述接地线防盗割模块(160)用于采集接地电缆的第二震动信号。

10.根据权利要求2所述的电缆系统综合监控终端，其特征在于，还包括设置于所述低压室(222)内并与所述处理器模块(150)连接的故障定位模块(170)，所述故障定位用于对故障点进行测距。

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