CN218350397U - 电力设备监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种电力设备监测系统，将变压器监测单元、回流电缆监测单元和接地网监测单元同时与监测主机通讯连接。由此，使得用户仅通过对监测主机的监测数据进行监控，就能够获知电力设备的工作情况，提升了设备运行的安全性。同时，进一步利用接地网状态监测仪、电阻率监测仪和PH值监测仪对接地网进行监测，最大限度地保证了接地网监控的准确性。

Description

电力设备监测系统

技术领域

本实用新型涉及系统监测技术领域，尤其涉及一种电力设备监测系统。

背景技术

电气化铁道(electric railway)是指采用电力牵引的铁路。在铁路沿线设有向电力机车和电动车供电的电力牵引供电系统。上述的电力牵引供电系统包括接地网和变压器等多个电力设备。对于这些电力设备的有效监控，可以间接提高电力机车运行的稳定性和安全性。如何保证对电力牵引供电系统的有效监控成为需要解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种电力设备监测系统，利用与监测主机通讯连接的多个监测单元，实现对于现场设备的实时监控。

本实用新型实施例的电力设备监测系统包括：

变压器监测单元，与变压器的接地端通讯连接；

回流电缆监测单元，与回流电缆通讯连接；

接地网监测单元，包括接地网状态监测仪、电阻率监测仪和PH值监测仪，所述接地网状态监测仪具有激励端和感应端，所述激励端用于向接地网注入激励电流，所述感应端用于接收激励电流所产生的电磁场；以及

监测主机，与所述接地监测单元、所述变压器监测单元和所述回流电缆监测单元通讯连接，并将接收到的监测数据上传。

进一步地，所述激励端包括第一线圈，所述感应端包括第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈可拆卸地套接于接地引下线上。

进一步地，所述变压器监测单元包括：

接线盒；

线缆，一端与变压器的接地端电连接，另一端与所述接线盒的接线端电连接；以及

第一支架，所述第一支架为L型，所述第一支架的竖直安装板与所述接线盒固定连接，所述第一支架的水平安装板具有第二固定孔，所述第一支架通过所述第二固定孔与变压器的裙边底部固定连接。

进一步地，所述变压器监测单元包括：

接线盒；

线缆，一端与变压器的接地端电连接，另一端与所述接线盒的接线端电连接；以及

第二支架，所述第二支架包括竖直安装板以及两个水平安装板，两个所述水平安装板连接于所述竖直安装板同侧的板面上，并且两个所述水平安装板分别与变压器的裙边顶部和底部固定连接。

进一步地，所述电力设备监测系统还包括：

管理中心，与所述监测主机通讯连接并根据所述监测数据进行显示和/或告警。

进一步地，所述回流电缆监测单元包括：

多个电流互感器，任一回流电缆均设置有所述电流互感器，所述电流互感器包括线缆窗口以及可拆分的第一部分和第二部分，所述线缆窗口位于所述第一部分和所述第二部分的相对侧。

进一步地，所述第一部分包括两个第一连接面和位于两个所述第一连接面之间的第一凹槽，所述第二部分具有两个第二连接面和位于两个所述第二连接面之间的第二凹槽；

所述第一部分和所述第二部分通过所述第一连接面和所述第二连接面彼此扣合且所述第一凹槽和所述第二凹槽形成所述线缆窗口。

进一步地，所述第一部分还包括位于所述第一连接面的多个第一固定孔，所述第二部分还包括位于所述第二连接面的多个第一螺纹孔；

所述电流互感器还包括同时与多个所述第一固定孔和多个所述第一螺纹孔对应的第一固定螺栓。

进一步地，所述电流互感器还包括：

多个第二固定螺栓以及凸设在所述电流互感器侧向的多个支耳，所述支耳的凸起方向与所述线缆窗口的朝向相同并开设有螺纹通孔，多个所述螺纹通孔与多个所述第二固定螺栓一一对应；

多个所述支耳镜像对称设置在所述第一部分和所述第二部分上，所述第二固定螺栓的尾端通过所述螺纹通孔可伸缩地移动至所述线缆窗口上方。

进一步地，所述电流互感器还包括橡胶垫，所述橡胶垫连接在所述第二固定螺栓的尾端。

本实用新型实施例的电力设备监测系统，将变压器监测单元、回流电缆监测单元和接地网监测单元同时与监测主机通讯连接。由此，使得用户仅通过对监测主机的监测数据进行监控，就能够获知电力设备的工作情况，提升了设备运行的安全性。同时，进一步利用接地网状态监测仪、电阻率监测仪和PH值监测仪对接地网进行监测，最大限度地保证对接地网监控的准确性。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是本实用新型实施例的电力设备监测系统的拓扑结构示意图；

图2是本实用新型实施例的接地网状态监测仪与接地网的连接位置示意图；

图3是本实用新型实施例的变压器监测单元在一些实施方式中的安装示意图；

图4是本实用新型实施例的变压器监测单元在另一些实施方式中的安装示意图；

图5是本实用新型实施例的变压器监测单元在又一些实施方式中的安装示意图；

图6是本实用新型实施例的电流互感器的结构示意图；

图7是本实用新型实施例的电流互感器的爆炸示意图。

附图标记说明：

1-变压器监测单元；

11-接线盒；12-第一支架；121-竖直安装板；122-水平安装板；123-第二固定孔；13-第二支架；

2-回流电缆监测单元；

21-电流互感器；211-线缆窗口；212-第一部分；2121-第一连接面；2122-第一凹槽；2123-第一固定孔；213-第二部分；2131-第二连接面；2132-第二凹槽；2133-第一螺纹孔；214-第一固定螺栓；215-第二固定螺栓；216-支耳；2161-螺纹通孔；217-橡胶垫；

3-接地网监测单元；

31-接地网状态监测仪；311-第一线圈；312-第二线圈；313-接地引下线；32-电阻率监测仪；33-PH值监测仪；

4-监测主机；

5-管理中心。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个申请文件中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为易于说明，诸如“内”、“外”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等等的空间相关术语在此被用于描述图中例示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是，空间相关术语可意欲包含设备在使用或操作中的除图中描绘的方位之外的不同的方位。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件于是将被定位为在该其它元件或特征“上方”。因而，示例术语“下方”能包含上方和下方的方位二者。设备可以以其它方式被定向(旋转90度或处于其它方位)，并且在此使用的空间相关描述词应该被相应地解释。

牵引变电所的作用是把区域电力系统送来的电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，以此为电力机车供电，或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统，为地铁电动车辆或电车供电。因此，牵引变电所会对应配置不同的电力设备，例如变压器、接地网以及用于传输电能的电缆等。

其中，变压器可以实现的作用是将三相电压降低，同时以单相方式馈出。接地网是埋入大地中并与大地紧密接触的金属网，为故障电流或雷电流快速泄放提供入地通道、保护人身安全和电气设备安全。牵引变电所在供电时会产生两个回路，也即轨回流和地回流，回流线路上的线缆可以提供有效的监测位置。由此，对变压器、接地网和线缆的监控可以直接或间接的反映出牵引变电所实际的工作状态，从而向用户提供有效的监测数据，保证了电力机车等电力驱动设备的稳定运行。

图1是本实施例的电力设备监测系统的拓扑结构示意图。如图1所示，本实施例的电力设备监测系统包括变压器监测单元1、回流电缆监测单元2、接地网监测单元3和监测主机4。上述变压器监测单元1与变压器的接地端通讯连接，回流电缆监测单元2与回流电缆通讯连接，接地网监测单元3包括接地网状态监测仪31、电阻率监测仪32和PH值监测仪33，接地网状态监测仪31具有激励端和感应端，激励端用于向接地网注入激励电流，感应端用于接收激励电流所产生的电磁场。监测主机4，与接地网监测单元3、变压器监测单元1和回流电缆监测单元2通讯连接，并将接收到的监测数据上传。本实施例的接地网状态监测仪31利用激励端产生激励电流并在感应端接收与其对应的电磁场，从而通过检测接地网的阻抗，直接获取当前接地网的安全性能。与此相对的，在接地网监测单元3还设置有PH值监测仪33和电阻率监测仪32，通过对土壤的电阻率和酸碱度的评估，可以间接地评估出土壤对接地网的腐蚀速度。

本实施例的电力设备监测系统，将变压器监测单元1、回流电缆监测单元2和接地网监测单元3同时与监测主机4通讯连接。由此，使得用户仅通过对监测主机4的监测数据进行监控，就能够获知电力设备的工作情况，提升了设备运行的安全性。同时，进一步利用接地网状态监测仪31、电阻率监测仪32和PH值监测仪33对接地网进行监测，最大限度地保证了接地网监控的准确性。

进一步地，电力设备监测系统还包括管理中心5，与监测主机4通讯连接并根据监测数据进行显示和/或告警。

具体地，管理中心5包括用于显示可视化数据的监控屏幕和用于发出告警提示音的扬声器。当监测主机4监测到变压器监测单元1、回流电缆监测单元2和接地网监测单元3中的任何一个的监测数据异常时，立即通过上述监控屏幕显示该数据并通过上述扬声器发出告警信息，从而向位于管理中心5的值班人员发出提醒。

图2是接地网状态监测仪与接地网的连接位置示意图。如图1-2所示，在一些实施方式中，激励端包括第一线圈311(如图2中的左侧虚线框所示)，感应端包括第二线圈312(如图2中的右侧虚线框所示)，第一线圈311和第二线圈312可拆卸地套接于接地引下线上。本实施例的接地引下线与接地网相连接，通过将第一线圈311和第二线圈312套设在接地引下线上，实现了将接地网状态监测仪31与接地网的电性连接。

图3是一个变压器监测单元1通过电流互感器21与两个变压器电性连接的安装示意图。图中的变压器监测单元与变压器的接地扁铁电性连接。

图4是一种变压器监测单元安装于变压器上的结构示意图。如图1-4所示，在一些实施方式中，变压器监测单元1包括接线盒11、线缆和第一支架12。线缆的一端与变压器的接地端电连接，另一端与接线盒11的接线端电连接。第一支架12为L型，第一支架12的竖直安装板121与接线盒固定连接，第一支架12的水平安装板122具有第二固定孔123，第一支架12通过第二固定孔123与变压器的裙边底部固定连接。

图5是另一种变压器监测单元安装于变压器上的结构示意图。如图1-5所示，在一些实施方式中，变压器监测单元1包括接线盒11、线缆和第二支架13。线缆的一端与变压器的接地端电连接，另一端与接线盒的接线端电连接。第二支架13包括竖直安装板121以及两个水平安装板122，两个水平安装板122连接于竖直安装板121同侧的板面上，并且两个水平安装板122分别与变压器的裙边顶部和底部固定连接。

容易理解，上述实施例中接线盒11与变压器的两种安装方式可分别对应于不同的变压器。对于第一支架12的使用，可以应用到上下壳体通过螺栓连接的变压器，利用位于水平安装板122的第二固定孔123，将第一支架12连同上下壳体一起通过螺栓进行固定，从而简化了连接步骤。对于第二支架13的使用，可以应用到上下壳体通过焊接连接的变压器。通过两个水平安装板122将变压器的裙边夹持在二者之间。从而，进一步提升了接线盒11安装后的稳定性。

图6和图7是电流互感器21的结构示意图和爆炸示意图。在一些实施方式中，如图1-7所示，回流电缆监测单元2包括多个电流互感器21，任一回流电缆均设置有上述电流互感器21，电流互感器21包括线缆窗口211以及可拆分的第一部分212和第二部分213，线缆窗口211位于第一部分212和第二部分213的相对侧。电流互感器21的作用可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。

本实施例中在每一路的回流电缆上均设置有电流互感器21，从而便于监控牵引变电所各回路上的电流变化。由此，提升了牵引变电所运行的安全性。同时，将电流互感器21配置为可以相互分离和拼装的第一部分212和第二部分213，简化了将电流互感器21装配在线缆上的操作流程。

进一步地，第一部分212包括两个第一连接面2121和位于两个第一连接面2121之间的第一凹槽2122，第二部分213具有两个第二连接面2131和位于两个第二连接面2131之间的第二凹槽2132。第一部分212和第二部分213通过第一连接面2121和第二连接面2131彼此扣合且第一凹槽2122和第二凹槽2132形成线缆窗口211。

具体地，图7中示出了一种可以相互拆分的第一部分212和第二部分213，两个部分大致呈C型结构，第一凹槽2122和第二凹槽2132都位于C型结构的内凹位置。通过将两个C型结构相互拼接，上述第一凹槽2122和第二凹槽2132可以同时拼接成线缆窗口211。该线缆窗口211的宽度可以和对应的线缆外径匹配，例如略小于线缆的直径，从而保证电流互感器21卡接在线缆上时不会轻易地从线缆上滑落。

在一些实施方式中，如图1-7所示，第一部分212还包括位于第一连接面2121的多个第一固定孔2123，第二部分213还包括位于第二连接面2131的多个第一螺纹孔2133。电流互感器21还包括同时与多个第一固定孔2123和多个第一螺纹孔2133对应的第一固定螺栓214。本实施例中利用第一固定螺栓214将第一部分212和第二部分213彼此固定在一起。图7中示出的第一固定螺栓214的数量为2个，与此相对的，第一螺纹孔2133和第一固定孔2123的数量也为2个。两个第一固定螺栓214位于线缆窗口211的两侧，从而保证了第一部分212和第二部分213拼接后的稳定性。

在一些实施方式中，如图1-7所示，电流互感器21还包括多个第二固定螺栓215以及凸设在电流互感器21侧向的多个支耳216，支耳216的凸起方向与线缆窗口211的朝向相同并开设有螺纹通孔2161，多个螺纹通孔2161与多个第二固定螺栓215一一对应。多个支耳216镜像对称设置在第一部分212和第二部分213上，第二固定螺栓215的尾端通过螺纹通孔2161可伸缩地移动至线缆窗口211上方。

为了进一步对电流互感器21进行固定，本实施例利用了第二固定螺栓215将电流互感器21与线缆相对稳定的安装在一起。图7中示出了一种安装方式，图中共有4个支耳216，其中2个支耳216位于第一部分212上，与此相对的，另两个支耳216位于第二部分213上。处于相对位置的2个支耳216的连线与线缆窗口211相对应。当第二固定螺栓215穿设在螺纹通孔2161内时，通过旋转第二固定螺栓215可以调整第二固定螺栓215尾端到支耳216的距离。由此，便于安装人员通过第二固定螺栓215旋入和旋出控制电流互感器21与线缆的连接强度，在保证电流互感器21处于相对稳定的状态下，避免对线缆的过多挤压。

进一步地，电流互感器21还包括橡胶垫217，橡胶垫217连接在第二固定螺栓215的尾端。本实施例中的橡胶垫217可以起到很好的绝缘作用，避免第二固定螺栓215与线缆中的电流相互作用。同时，橡胶垫217产生的形变也能很好的起到保护线缆的作用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电力设备监测系统，其特征在于，所述电力设备监测系统包括：

变压器监测单元(1)，与变压器的接地端通讯连接；

回流电缆监测单元(2)，与回流电缆通讯连接；

接地网监测单元(3)，包括接地网状态监测仪(31)、电阻率监测仪(32)和PH值监测仪(33)，所述接地网状态监测仪(31)具有激励端和感应端，所述激励端用于向接地网注入激励电流，所述感应端用于接收激励电流所产生的电磁场；以及

监测主机(4)，与所述接地网监测单元(3)、所述变压器监测单元(1)和所述回流电缆监测单元(2)通讯连接，并将接收到的监测数据上传。

2.根据权利要求1所述的电力设备监测系统，其特征在于，所述激励端包括第一线圈(311)，所述感应端包括第二线圈(312)，所述第一线圈(311)和所述第二线圈(312)可拆卸地套接于接地引下线上。

3.根据权利要求1所述的电力设备监测系统，其特征在于，所述变压器监测单元(1)包括：

接线盒(11)；

线缆，一端与变压器的接地端电连接，另一端与所述接线盒(11)的接线端电连接；以及

第一支架(12)，所述第一支架(12)为L型，所述第一支架(12)的竖直安装板(121)与所述接线盒固定连接，所述第一支架(12)的水平安装板(122)具有第二固定孔(123)，所述第一支架(12)通过所述第二固定孔(123)与变压器的裙边底部固定连接。

4.根据权利要求1所述的电力设备监测系统，其特征在于，所述变压器监测单元(1)包括：

接线盒(11)；

线缆，一端与变压器的接地端电连接，另一端与所述接线盒的接线端电连接；以及

第二支架(13)，所述第二支架(13)包括竖直安装板(121)以及两个水平安装板(122)，两个所述水平安装板(122)连接于所述竖直安装板(121)同侧的板面上，并且两个所述水平安装板(122)分别与变压器的裙边顶部和底部固定连接。

5.根据权利要求1所述的电力设备监测系统，其特征在于，所述电力设备监测系统还包括：

管理中心(5)，与所述监测主机(4)通讯连接并根据所述监测数据进行显示和/或告警。

6.根据权利要求1所述的电力设备监测系统，其特征在于，所述回流电缆监测单元(2)包括：

多个电流互感器(21)，任一回流电缆均设置有所述电流互感器，所述电流互感器(21)包括线缆窗口(211)以及可拆分的第一部分(212)和第二部分(213)，所述线缆窗口(211)位于所述第一部分(212)和所述第二部分(213)的相对侧。

7.根据权利要求6所述的电力设备监测系统，其特征在于，所述第一部分(212)包括两个第一连接面(2121)和位于两个所述第一连接面(2121)之间的第一凹槽(2122)，所述第二部分(213)具有两个第二连接面(2131)和位于两个所述第二连接面(2131)之间的第二凹槽(2132)；

所述第一部分(212)和所述第二部分(213)通过所述第一连接面(2121)和所述第二连接面(2131)彼此扣合且所述第一凹槽(2122)和所述第二凹槽(2132)形成所述线缆窗口(211)。

8.根据权利要求7所述的电力设备监测系统，其特征在于，所述第一部分(212)还包括位于所述第一连接面(2121)的多个第一固定孔(2123)，所述第二部分(213)还包括位于所述第二连接面(2131)的多个第一螺纹孔(2133)；

所述电流互感器(21)还包括同时与多个所述第一固定孔(2123)和多个所述第一螺纹孔(2133)对应的第一固定螺栓(214)。

9.根据权利要求7所述的电力设备监测系统，其特征在于，所述电流互感器(21)还包括：

多个第二固定螺栓(215)以及凸设在所述电流互感器(21)侧向的多个支耳(216)，所述支耳(216)的凸起方向与所述线缆窗口(211)的朝向相同并开设有螺纹通孔(2161)，多个所述螺纹通孔(2161)与多个所述第二固定螺栓(215)一一对应；

多个所述支耳(216)镜像对称设置在所述第一部分(212)和所述第二部分(213)上，所述第二固定螺栓(215)的尾端通过所述螺纹通孔(2161)可伸缩地移动至所述线缆窗口(211)上方。

10.根据权利要求9所述的电力设备监测系统，其特征在于，所述电流互感器(21)还包括橡胶垫(217)，所述橡胶垫(217)连接在所述第二固定螺栓(215)的尾端。

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