CN220671595U - 一种基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于监控装置技术领域，公开了包括绝缘盒体、主控单元、运行状况采集单元以及通信单元，绝缘盒体设置于地下高压电缆接头处，绝缘盒体与地下高压电缆接头两端的地下高压电缆可拆卸连接，且绝缘盒体的内部设置有密闭腔，主控单元、运行状况采集单元以及通信单元均设置于密闭腔的内部，且主控单元分别与运行状况采集单元和通信单元电性连接，通信单元与外部的监测中心通信连接，运行状况采集单元设置于地下高压电缆接头处。本实用新型解决了现有技术存在的结构简单、稳定性差、数据传输困难、实用性差、安装复杂以及成本投入大的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于监控装置技术领域，具体涉及一种基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置。
背景技术
地下高压电缆接头用于地下高压电缆本体之间的连接，但一直是地下高压电缆系统运行中的薄弱环节，在地下高压线路诸多事故中，由于地下高压电缆接头发生故障所导致的安全事故最为常见。因此，需要对地下高压电缆接头运行状况进行实时监测，对提高地下高压电缆接头的可靠性、地下高压电缆线路的安全运行有重要意义。
现有技术中，采用电流传感器在地下高压电缆接头处检测漏电电流，这种方式结构简单，由于地下高压电缆深埋于地下，对采集的漏电电流进行传输困难，稳定性差，并且由于地下环境复杂，容易因为地下水、石块压力等原因导致电流传感器损坏，实用性低；虽然现有技术中，已经出现了监测装置对地下高压电缆接头进行监测，但是现有的监测装置安装复杂，需要对地下高压电缆接头进行改装，导致地下高压电缆的安装复杂，成本投入大，影响地下高压电缆的正常使用。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的结构简单、稳定性差、数据传输困难、实用性差、安装复杂以及成本投入大的问题，提出一种基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置。
本实用新型所采用的技术方案为：
一种基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置，包括绝缘盒体、主控单元、运行状况采集单元以及通信单元，绝缘盒体设置于地下高压电缆接头处，绝缘盒体与地下高压电缆接头两端的地下高压电缆可拆卸连接，且绝缘盒体的内部设置有密闭腔，主控单元、运行状况采集单元以及通信单元均设置于密闭腔的内部，且主控单元分别与运行状况采集单元和通信单元电性连接，通信单元与外部的监测中心通信连接，运行状况采集单元设置于地下高压电缆接头处。
进一步地，绝缘盒体沿地下高压电缆方向的一端设置有进线口，绝缘盒体的另一端设置有出线口，绝缘盒体垂直于地下高压电缆水平方向的一侧设置有合页，绝缘盒体的另一侧设置有卡扣，且绝缘盒体包括上盒体和下盒体，上盒体的一侧和下盒体的对应侧通过合页轴承链接，且上盒体的另一侧和下盒体的对应侧通过卡扣可拆卸连接，主控单元、运行状况采集单元以及通信单元均设置于上盒体的内部，进线口的直径和出线口的直径均等于地下高压电缆的直径。
进一步地，主控单元包括具体型号为STM32F103C8T6的主控芯片模块、具体型号为PCM1802DBR的A/D转换器、复位模块以及晶振模块，主控芯片模块分别与通信单元、复位模块、晶振模块以及A/D转换器电性连接，A/D转换器与运行状况采集单元电性连接。
进一步地，主控单元还包括具体型号为ZED-F9P的定位模块，定位模块与主控芯片模块电性连接。
进一步地，运行状况采集单元包括环形导电片、具体型号为LM-PT100的温度传感器、具体型号为HM1500LF的湿度传感器以及具体型号为CSNS300F-003的电流传感器，环形导电片与地下高压电缆接头的绝缘层外侧固定连接，温度传感器的检测端设置于环形导电片处，且温度传感器的信息端与A/D转换器电性连接，湿度传感器设置于密闭腔的内部，且湿度传感器的信息端与A/D转换器电性连接，电流传感器的输入端与环形导电片电性连接，电流传感器的输出端接地，且电流传感器的信息端与A/D转换器电性连接。
进一步地，通信单元为设置于密闭腔内部的具体型号为SX1278-S的无线通信模块，无线通信模块与主控单元电性连接，且无线通信模块与外部的监测中心无线通信连接。
进一步地，通信单元还包括设置于绝缘盒体的外部顶端的通信接口，通信接口与主控单元电性连接，通信接口通过通信线缆与外部的监测中心有线通信连接，且通信接口与通信线缆的连接处设置有绝缘防水层。
进一步地，地下高压电缆接头运行状况监测装置还包括电源单元，电源单元包括锂电池、具体型号为FP8208A的电池充电模块、具体型号为XWY005的稳压模块、具体型号为SYK20-18M的光伏发电板以及具体型号为6EP1333-4BA00的电源管理模块，锂电池、电池充电模块、稳压模块以及电源管理模块均设置于密闭腔的内部，电源管理模块分别与主控单元、锂电池以及电池充电模块电性连接，电池充电模块、稳压模块以及光伏发电板依次电性连接，光伏发电板设置于地下高压电缆接头的上方地面处。
进一步地，上盒体的顶端设置有隔离腔，主控单元和通信单元均设置于隔离腔的内部。
进一步地，绝缘盒体的材料为绝缘硬质材料，绝缘硬质材料为聚四氟乙烯材料、陶瓷材料或碳纤维材料。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型提供的基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置，内部结构满足运行状况监测的实际要求，实现了地下高压电缆接头的运行状况数据采集和传输功能，通过绝缘盒体保护装置内部的硬件结构，提高了装置的实用性和对地下环境的适用性，运行状况采集单元采集地下高压电缆接头的运行状况数据，基于物联网，使用通信单元进行远距离传输，保证了装置的稳定性，可拆卸连接的绝缘盒体安装简单，仅仅需要对现有的地下高压电缆接头进行简单的装置安装，无需停工进行改造，减少了成本投入。
本实用新型的其他有益效果将在具体实施方式中进一步进行说明。
附图说明
图1是本实用新型中基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置的结构正视剖面图。
图2是本实用新型中基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置的结构正视平面图。
图3是本实用新型中基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置的结构后视平面图。
图4是本实用新型中基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置的结构侧视立体图。
图中，1、绝缘盒体；11、密闭腔；12、进线口；13、出线口；14、合页；15、卡扣；16、上盒体；17、下盒体；18、隔离腔；2、主控单元；3、运行状况采集单元；31、环形导电片；32、温度传感器；33、湿度传感器；34、电流传感器；4、通信单元；41、无线通信模块；42、通信接口；5、地下高压电缆接头；6、地下高压电缆；7、电源单元。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1：
如图1至图4共同所示，本实施例提供一种基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置，包括绝缘盒体1、主控单元2、运行状况采集单元3以及通信单元4，绝缘盒体1设置于地下高压电缆接头5处，绝缘盒体1与地下高压电缆接头5两端的地下高压电缆6可拆卸连接，且绝缘盒体1的内部设置有密闭腔11，即绝缘盒体1的内壁、地下高压电缆接头5的外壁以及地下高压电缆6的外壁三者之间的空间为密闭腔11，主控单元2、运行状况采集单元3以及通信单元4均设置于密闭腔11的内部，且主控单元2分别与运行状况采集单元3和通信单元4电性连接，通信单元4与外部的监测中心通信连接，运行状况采集单元3设置于地下高压电缆接头5处。
使用方法：
挖开地下高压电缆6的土层，保证地下高压电缆6正常运行的情况下，在地下高压电缆接头5两端的地下高压电缆6安装可拆卸的绝缘盒体1，填埋土层，主控单元2控制其他单元的正常工作，密闭腔11为运行状况采集单元3提供稳定、准确的数据采集环境，避免了其他环境因素干扰，同时隔绝了环境对地下高压电缆接头5的损坏，运行状况采集单元3实时采集地下高压电缆接头5的运行状况数据，通过通信单元4将运行状况数据发送至外部的监测中心进行管理和分析。
作为优选，绝缘盒体1沿地下高压电缆6方向的一端设置有进线口12，绝缘盒体1的另一端设置有出线口13，绝缘盒体1垂直于地下高压电缆6水平方向的一侧设置有合页14，绝缘盒体1的另一侧设置有卡扣15，且绝缘盒体1包括上盒体16和下盒体17，上盒体16的一侧和下盒体17的对应侧通过合页14轴承链接，且上盒体16的另一侧和下盒体17的对应侧通过卡扣15可拆卸连接，主控单元2、运行状况采集单元3以及通信单元4均设置于上盒体16的内部，进线口12的直径和出线口13的直径均等于地下高压电缆6的直径。
合页14和卡扣15保证了上盒体16和下盒体17能够围绕地下高压电缆接头5可拆卸连接，简化了安装步骤，使进线口12和出线口13保证与地下高压电缆6紧密贴合，防止低下环境中的低下水或其它动物破坏地下高压电缆接头5，提高了地下高压电缆接头5的可靠性。
作为优选，主控单元2包括具体型号为STM32F103C8T6的主控芯片模块、具体型号为PCM1802DBR的A/D转换器、复位模块以及晶振模块，主控芯片模块分别与通信单元4、复位模块、晶振模块以及A/D转换器电性连接，A/D转换器与运行状况采集单元3电性连接。
主控芯片模块控制其他硬件的正常工作，A/D转换器将运行状况采集单元3采集的模拟信号转换为主控芯片模块能够识别的数字信号，复位模块和晶振模块用于辅助主控芯片模块的正常运行。
作为优选，主控单元2还包括具体型号为ZED-F9P的定位模块，定位模块与主控芯片模块电性连接。
定位模块实时获取地下高压电缆接头5的位置数据，便于对地下高压电缆接头5或监测装置进行维修，提高了监测装置的实用性和对低下环境的适应性。
作为优选，运行状况采集单元3包括环形导电片31、具体型号为LM-PT100的温度传感器32、具体型号为HM1500LF的湿度传感器33以及具体型号为CSNS300F-003的电流传感器34，环形导电片31与地下高压电缆接头5的绝缘层外侧固定连接，温度传感器32的检测端设置于环形导电片31处，且温度传感器32的信息端与A/D转换器电性连接，湿度传感器33设置于密闭腔11的内部，且湿度传感器33的信息端与A/D转换器电性连接，电流传感器34的输入端与环形导电片31电性连接，电流传感器34的输出端接地，且电流传感器34的信息端与A/D转换器电性连接。
地下高压电缆接头5的绝缘层发生漏电情况，是导致安全事故的主要原因之一，正常状况下，绝缘层能够防止漏电，通过地下高压电缆接头5的绝缘层外侧设置环形导电片31，能够第一时间捕捉漏电电流，通过电流传感器34将漏电信息传输至主控单元2，漏电电流使环形导电片31温度升高，温度传感器32采集环形导电片31的温度数据传输至主控单元2，湿度传感器33采集密闭腔11的湿度数据传输至主控单元2，湿度影响空气中的导电率，同样是需要监测的数据之一。
作为优选，通信单元4为设置于密闭腔11内部的具体型号为SX1278-S的无线通信模块41，无线通信模块41与主控单元2电性连接，且无线通信模块41与外部的监测中心无线通信连接。
无线通信模块41建立了监测装置与监控中心的无线数据传输通道，实现了地下高压电缆接头5的运行状况数据的远距离传输，保证了监测装置的数据传输稳定性和可靠性。
作为优选，通信单元4还包括设置于绝缘盒体1的外部顶端的通信接口42，通信接口42与主控单元2电性连接，通信接口42通过通信线缆与外部的监测中心有线通信连接，且通信接口42与通信线缆的连接处设置有绝缘防水层。
当监测装置的所处环境恶劣时，即无线传输信号差，本实施例还设置了有线数据传输通道，与无线数据传输通道作为备用，根据实际情况决定设置通信接口42的必要性。
作为优选，地下高压电缆接头5运行状况监测装置还包括电源单元7，电源单元7包括锂电池、具体型号为FP8208A的电池充电模块、具体型号为XWY005的稳压模块、具体型号为SYK20-18M的光伏发电板以及具体型号为6EP1333-4BA00的电源管理模块，锂电池、电池充电模块、稳压模块以及电源管理模块均设置于密闭腔11的内部，电源管理模块分别与主控单元2、锂电池以及电池充电模块电性连接，电池充电模块、稳压模块以及光伏发电板依次电性连接，光伏发电板设置于地下高压电缆接头5的上方地面处。
由于地下高压电缆接头5的铺设环境复杂，大多位于恶劣的野外环境，因此对监测装置的供电需求，本实施例设置了光伏发电的补充供电方式，锂电池存储电能，供给监测装置的工作电压，光伏发电板将光能转换为电能，通过稳压模块转换为稳定的直流电压，并通过电池充电模块对锂电池进行充电，电源管理模块根据锂电池的电量信息，转换锂电池充电、锂电池放电以及光伏发电板供电的工作模式。
作为优选，上盒体16的顶端设置有隔离腔18，主控单元2和通信单元4均设置于隔离腔18的内部。
由于地下高压电缆接头5发生漏电情况时，过高的漏电电流容易损坏监测装置，将监测装置的重要硬件放置于隔离腔18，保证了监测装置的正常运行。
作为优选，绝缘盒体1的材料为绝缘硬质材料，绝缘硬质材料为聚四氟乙烯材料、陶瓷材料或碳纤维材料。
本实用新型提供的基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置，内部结构满足运行状况监测的实际要求，实现了地下高压电缆接头的运行状况数据采集和传输功能，通过绝缘盒体保护装置内部的硬件结构，提高了装置的实用性和对地下环境的适用性，运行状况采集单元采集地下高压电缆接头的运行状况数据，基于物联网，使用通信单元进行远距离传输，保证了装置的稳定性，可拆卸连接的绝缘盒体安装简单，仅仅需要对现有的地下高压电缆接头进行简单的装置安装，无需停工进行改造，减少了成本投入。
本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。
Claims (10)
1.一种基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置，其特征在于：包括绝缘盒体(1)、主控单元(2)、运行状况采集单元(3)以及通信单元(4)，所述的绝缘盒体(1)设置于地下高压电缆接头(5)处，绝缘盒体(1)与地下高压电缆接头(5)两端的地下高压电缆(6)可拆卸连接，且绝缘盒体(1)的内部设置有密闭腔(11)，所述的主控单元(2)、运行状况采集单元(3)以及通信单元(4)均设置于密闭腔(11)的内部，且主控单元(2)分别与运行状况采集单元(3)和通信单元(4)电性连接，所述的通信单元(4)与外部的监测中心通信连接，所述的运行状况采集单元(3)设置于地下高压电缆接头(5)处。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置，其特征在于：所述的绝缘盒体(1)沿地下高压电缆(6)方向的一端设置有进线口(12)，绝缘盒体(1)的另一端设置有出线口(13)，绝缘盒体(1)垂直于地下高压电缆(6)水平方向的一侧设置有合页(14)，绝缘盒体(1)的另一侧设置有卡扣(15)，且绝缘盒体(1)包括上盒体(16)和下盒体(17)，所述的上盒体(16)的一侧和下盒体(17)的对应侧通过合页(14)轴承链接，且上盒体(16)的另一侧和下盒体(17)的对应侧通过卡扣(15)可拆卸连接，所述的主控单元(2)、运行状况采集单元(3)以及通信单元(4)均设置于上盒体(16)的内部，所述的进线口(12)的直径和出线口(13)的直径均等于地下高压电缆(6)的直径。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置，其特征在于：所述的主控单元(2)包括具体型号为STM32F103C8T6的主控芯片模块、具体型号为PCM1802DBR的A/D转换器、复位模块以及晶振模块，所述的主控芯片模块分别与通信单元(4)、复位模块、晶振模块以及A/D转换器电性连接，所述的A/D转换器与运行状况采集单元(3)电性连接。
4.根据权利要求3所述的基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置，其特征在于：所述的主控单元(2)还包括具体型号为ZED-F9P的定位模块，所述的定位模块与主控芯片模块电性连接。
5.根据权利要求3所述的基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置，其特征在于：所述的运行状况采集单元(3)包括环形导电片(31)、具体型号为LM-PT100的温度传感器(32)、具体型号为HM1500LF的湿度传感器(33)以及具体型号为CSNS300F-003的电流传感器(34)，所述的环形导电片(31)与地下高压电缆接头(5)的绝缘层外侧固定连接，所述的温度传感器(32)的检测端设置于环形导电片(31)处，且温度传感器(32)的信息端与A/D转换器电性连接，所述的湿度传感器(33)设置于密闭腔(11)的内部，且湿度传感器(33)的信息端与A/D转换器电性连接，所述的电流传感器(34)的输入端与环形导电片(31)电性连接，电流传感器(34)的输出端接地，且电流传感器(34)的信息端与A/D转换器电性连接。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置，其特征在于：所述的通信单元(4)为设置于密闭腔(11)内部的具体型号为SX1278-S的无线通信模块(41)，所述的无线通信模块(41)与主控单元(2)电性连接，且无线通信模块(41)与外部的监测中心无线通信连接。
7.根据权利要求6所述的基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置，其特征在于：所述的通信单元(4)还包括设置于绝缘盒体(1)的外部顶端的通信接口(42)，所述的通信接口(42)与主控单元(2)电性连接，通信接口(42)通过通信线缆与外部的监测中心有线通信连接，且通信接口(42)与通信线缆的连接处设置有绝缘防水层。
8.根据权利要求1所述的基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置，其特征在于：所述的地下高压电缆接头(5)运行状况监测装置还包括电源单元(7)，所述的电源单元(7)包括锂电池、具体型号为FP8208A的电池充电模块、具体型号为XWY005的稳压模块、具体型号为SYK20-18M的光伏发电板以及具体型号为6EP1333-4BA00的电源管理模块，所述的锂电池、电池充电模块、稳压模块以及电源管理模块均设置于密闭腔(11)的内部，所述的电源管理模块分别与主控单元(2)、锂电池以及电池充电模块电性连接，所述的电池充电模块、稳压模块以及光伏发电板依次电性连接，所述的光伏发电板设置于地下高压电缆接头(5)的上方地面处。
9.根据权利要求2所述的基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置，其特征在于：所述的上盒体(16)的顶端设置有隔离腔(18)，所述的主控单元(2)和通信单元(4)均设置于隔离腔(18)的内部。
10.根据权利要求1所述的基于物联网的地下高压电缆接头运行状况监测装置，其特征在于：所述的绝缘盒体(1)的材料为绝缘硬质材料，所述的绝缘硬质材料为聚四氟乙烯材料、陶瓷材料或碳纤维材料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |