UA147044U - DEVICE FOR REMOTE MONITORING OF HIGH VOLTAGE CABLE LINE - Google Patents
DEVICE FOR REMOTE MONITORING OF HIGH VOLTAGE CABLE LINE Download PDFInfo
- Publication number
- UA147044U UA147044U UAU202006910U UAU202006910U UA147044U UA 147044 U UA147044 U UA 147044U UA U202006910 U UAU202006910 U UA U202006910U UA U202006910 U UAU202006910 U UA U202006910U UA 147044 U UA147044 U UA 147044U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- cable
- current
- measuring
- temperature
- sensors
- Prior art date
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims 1
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 4
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
Abstract
Пристрій для дистанційного моніторингу стану високовольтної кабельної лінії містить силовий кабель із інтегрованим в його конструкцію датчиком для вимірювання температури. Крім цього містить розміщені на зовнішній оболонці кабелю датчики вимірювання діагностичних показників (температури, струму кабелю, ємнісного струму на землю), мікроконтролер для обробки інформації, що надходить з цих датчиків, пристрій для бездротової передачі по високочастотному каналу радіозв'язку цієї інформації у диспетчерський пункт та автономне джерело живлення всіх цих елементів, яке має індуктивний зв'язок зі струмом кабелю та перетворює енергію його електромагнітного поля в електричну із необхідними параметрами.The device for remote monitoring of a condition of a high-voltage cable line contains a power cable with the sensor for temperature measurement integrated in its design. In addition, it contains sensors for measuring diagnostic parameters (temperature, cable current, capacitive current to ground) placed on the outer sheath of the cable, a microcontroller for processing information coming from these sensors, a device for wireless transmission of high-frequency radio communication information to the control point and an autonomous power supply of all these elements, which has an inductive connection with the current of the cable and converts the energy of its electromagnetic field into electric with the necessary parameters.
Description
Корисна модель належить до електроенергетики, а саме стосується моніторингу стану електротехнічного обладнання, в першу чергу, високовольтних кабельних ліній електропередачі.The useful model belongs to the power industry, namely, it concerns the monitoring of the condition of electrical equipment, primarily, high-voltage cable lines of power transmission.
На теперішній час кабельні лінії високої та надвисокої напруги використовуються для передачі електричної енергії у великих містах (мегаполісах) з високою компактністю населення.Currently, high and ultra-high voltage cable lines are used to transmit electrical energy in large cities (metropolises) with high population density.
До надійності роботи таких ліній висуваються особливі умови. Для підвищення надійності їх роботи використовуються різні технічні засоби, в тому числі проведення безперервного моніторингу температури фазних кабелів, що утворюють високовольтну кабельну лінію. Знаючи температурний режим кабелів впродовж деякого періоду, можна визначити остаточний ресурс його ізоляції та вибрати раціональний режим навантаження кабельної лінії.The reliability of the operation of such lines is subject to special conditions. To increase the reliability of their work, various technical means are used, including continuous monitoring of the temperature of phase cables forming a high-voltage cable line. Knowing the temperature regime of the cables over a period of time, it is possible to determine the final resource of its insulation and choose a rational mode of loading the cable line.
Відомий пристрій для моніторингу теплового стану електротехнічного обладнання великої протяжності, наприклад кабельних ліній, це патент США 5 2006.0115204А1 "Система вимірювання розподіленої температури" який дозволяє вимірювати температуру електротехнічного кабелю із інтегрованим в їх конструкцію волоконно-оптичним модулем.A well-known device for monitoring the thermal state of long-distance electrical equipment, such as cable lines, is US patent 5 2006.0115204A1 "Distributed temperature measurement system" which allows measuring the temperature of electrical cables with a fiber-optic module integrated into their structure.
Недоліком такого технічного рішення є неможливість здійснювати вимірювання температури на вже працюючих кабельних лініях, кабелі яких не мають такого модуля.The disadvantage of such a technical solution is the impossibility of measuring temperature on already working cable lines, the cables of which do not have such a module.
Найбільш близьким технічним рішенням за сукупністю ознак є пристрій, що описано в статті:The closest technical solution in terms of a set of features is the device described in the article:
В. Мокански. Силовой кабель вьісокого напряжения со встроенньім волоконно-оптическим модулем. / Журнал "Кабели и провода", 2009. - Мо 2. В цьому пристрої на етапі виробництва силового кабелю в його конструкцію інтегрується як датчик температури волоконно-оптичний модуль, який дозволяє вимірювати розподіл температури вздовж всього кабелю при протіканні по ньому електричного струму.V. Mokansky. High-voltage power cable with a built-in fiber-optic module. / Magazine "Cables and Wires", 2009. - Mo 2. In this device, at the stage of power cable production, a fiber-optic module is integrated into its design as a temperature sensor, which allows measuring the temperature distribution along the entire cable when an electric current flows through it.
Така система моніторингу має наступні недоліки. Пристрій можна використовувати лише на кабельних лініях, що використовують силові кабелі із інтегрованим на етапі їх виготовлення волоконно-оптичним модулем. Це не дозволяє здійснювати вимірювання температури на вже існуючих лініях із кабелями, що не містять такого модуля.Such a monitoring system has the following disadvantages. The device can be used only on cable lines using power cables with a fiber-optic module integrated at the stage of their manufacture. This does not allow for temperature measurement on already existing lines with cables that do not contain such a module.
Такий пристрій дозволяє вимірювати розподіл лише температури вздовж кабелю і не дозволяє вимірювати інші діагностичні показники, наприклад електричний струм, що протікає в струмопровідній жилі, ємнісний струм на землю тощо.Such a device allows you to measure only the temperature distribution along the cable and does not allow you to measure other diagnostic indicators, for example, the electric current flowing in the conductive core, the capacitive current to the ground, etc.
Зо Для роботи такого пристрою необхідне джерело живлення, що знаходиться на початку або в кінці кабельної лінії та підключене до зовнішнього джерела електричної енергії.For the operation of such a device, a power source is required, located at the beginning or at the end of the cable line and connected to an external source of electrical energy.
В основу корисної моделі поставлена задача створення пристрою для дистанційного моніторингу стану високовольтної кабельної лінії із розширеними функціональними можливостями, в якій за рахунок введення нових конструктивних елементів досягається новий технічний результат: 1) можливість використовування та здійснення моніторингу як нових, так і вже діючих кабельних ліній, на яких можливо додатково встановити цей пристрій; 2) можливість одночасного вимірювання як температури кабелю, так і інших діагностичних показників (електричний струму в жилі, ємнісний струм на землю тощо); 3) можливість здійснювати моніторинг без використання зовнішнього джерела живлення.The useful model is based on the task of creating a device for remote monitoring of the condition of a high-voltage cable line with extended functionality, in which a new technical result is achieved due to the introduction of new structural elements: 1) the possibility of using and monitoring both new and already operating cable lines, on which it is possible to additionally install this device; 2) the possibility of simultaneous measurement of both cable temperature and other diagnostic parameters (electrical current in the core, capacitive current to the ground, etc.); 3) the ability to monitor without using an external power source.
Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для дистанційного моніторингу стану високовольтної кабельної лінії, що містить силовий кабель із інтегрованим в його конструкцію датчиком для вимірювання температури, згідно з корисною моделлю, містить розміщені на зовнішній оболонці кабелю датчики вимірювання діагностичних показників (температури, струму кабелю, ємнісного струму на землю), мікроконтролер для обробки інформації, що надходить з цих датчиків, пристрій для бездротової передачі по високочастотному каналу радіозв'язку цієї інформації у диспетчерський пункт та автономне джерело живлення всіх цих елементів, яке має індуктивний зв'язок зі струмом кабелю та перетворює енергію його електромагнітного поля в електричну із необхідними параметрами.The task is solved by the fact that the device for remote monitoring of the state of the high-voltage cable line, which contains a power cable with a sensor for measuring temperature integrated into its structure, according to a useful model, contains sensors for measuring diagnostic indicators (temperature, cable current, capacitive current to the ground), a microcontroller for processing the information coming from these sensors, a device for wireless transmission of this information via a high-frequency radio communication channel to the control room and an autonomous power source of all these elements, which has an inductive connection with the cable current and converts the energy of its electromagnetic field into electric energy with the necessary parameters.
Перша додаткова відмінність полягає у тому, що, для вимірювання діагностичних показників лінії в найбільш небезпечних з точки зору експлуатації ділянках кабелю або з'єднувальних муфт, цей пристрій розміщено на зовнішній оболонці кабелю саме на цих ділянках або на зовнішній оболонці муфт.The first additional difference is that, to measure the line's diagnostic parameters in the most operationally dangerous sections of the cable or connecting couplings, this device is placed on the outer sheath of the cable precisely in these sections or on the outer sheath of the couplings.
Друга додаткова відмінність полягає у тому, що для одержання просторового розподілення діагностичних показників кабельної лінії вздовж всієї її довжини із необхідною роздільною здатністю цей пристрій розміщено на зовнішній оболонці кабелів вздовж всієї їх довжини із дискретністю, що відповідає цій роздільній здатності.The second additional difference is that in order to obtain the spatial distribution of diagnostic indicators of the cable line along its entire length with the required resolution, this device is placed on the outer sheath of the cables along their entire length with a discreteness corresponding to this resolution.
У порівнянні з найближчим аналогом запропонований пристрій відрізняється наявністю таких ознак:Compared to the closest analogue, the proposed device differs in the presence of the following features:
містить розміщені на зовнішній оболонці кабелю датчики вимірювання діагностичних показників (температури, струму кабелю, ємнісного струму на землю) та мікроконтролер для обробки інформації, що надходить з цих датчиків; містить пристрій для бездротової передачі по високочастотному каналу радіозв'язку вимірюваної інформації у диспетчерський пункт; містить автономне джерело живлення всіх елементів пристрою, яке має індуктивний зв'язок зі струмом кабелю та перетворює енергію його електромагнітного поля в електричну із необхідними параметрами.contains sensors for measuring diagnostic indicators (temperature, cable current, capacitive current to the ground) placed on the outer sheath of the cable and a microcontroller for processing the information received from these sensors; contains a device for wireless transmission of measured information to the dispatch center via a high-frequency radio communication channel; contains an autonomous power source of all elements of the device, which has an inductive connection with the current of the cable and converts the energy of its electromagnetic field into electric energy with the necessary parameters.
Усі вищенаведені ознаки є суттєвими, кожна окремо і в сукупності забезпечують досягнення нового технічного результату - створення пристрою для моніторингу стану високовольтної кабельної лінії із розширеними функціональними можливостями.All of the above-mentioned features are essential, each individually and collectively ensure the achievement of a new technical result - the creation of a device for monitoring the condition of a high-voltage cable line with enhanced functionality.
Далі суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких всі однакові елементи мають одну й ту ж саму нумерацію. На фіг. 1 схематично показано один фазний кабель 1, на зовнішній оболонці якого розміщено пристрій 2 для дистанційного моніторингу його стану. До цього пристрою входять датчики для вимірювання діагностичних показників - датчик температури З та електричного струму в жилі 4, мікроконтролер 5, пристрій 6, що здійснює бездротову передачу по високочастотному каналу радіозв'язку цієї інформації у диспетчерський пункт 7, та автономне джерело живлення всіх цих елементів 8, яке має індуктивний зв'язок зі струмом кабелю та перетворює енергію його електромагнітного поля в електричну із необхідними параметрами.Next, the essence of a useful model is explained by drawings in which all the same elements have the same numbering. In fig. 1 schematically shows one phase cable 1, on the outer shell of which a device 2 is placed for remote monitoring of its condition. This device includes sensors for measuring diagnostic parameters - a temperature sensor C and electric current in the core 4, a microcontroller 5, a device 6 that wirelessly transmits this information via a high-frequency radio communication channel to the control room 7, and an autonomous power source for all these elements 8, which has an inductive connection with the current of the cable and converts the energy of its electromagnetic field into electric energy with the necessary parameters.
На фіг. 2 показана трифазна кабельна лінія, що складається із трьох однофазних силових кабелів 1, на зовнішніх оболонках яких вздовж всієї їх довжини із просторовим кроком "і" встановлені заявлені пристрої 2 для вимірювання розподілення діагностичних показників лінії із необхідною роздільною здатністю, яка характеризується величиною "1".In fig. 2 shows a three-phase cable line consisting of three single-phase power cables 1, on the outer sheaths of which along their entire length with a spatial step "i" the claimed devices 2 are installed for measuring the distribution of diagnostic indicators of the line with the required resolution, which is characterized by the value "1" .
На фіг. З показано фазний кабель 1 зі з'єднувальною муфтою 9, на поверхні якої розміщено заявлений пристрій 2, що здійснює діагностику стану цієї муфти.In fig. C shows a phase cable 1 with a connecting coupling 9, on the surface of which is placed the claimed device 2, which diagnoses the condition of this coupling.
Запропонований пристрій 2 (фіг. 1) має роз'ємну конструкцію і може бути встановлений на зовнішній оболонці силового кабелю 1 як на етапі його монтажу, так і на вже діючій кабельній лінії. До складу цього пристрою входять датчики для вимірювання температури зовнішньоїThe proposed device 2 (Fig. 1) has a removable design and can be installed on the outer sheath of the power cable 1 both at the stage of its installation and on an already operating cable line. This device includes sensors for measuring the outside temperature
Зо оболонки кабелю 3 та безконтактний датчик електричного струму 4 (наприклад поясFrom the sheath of the cable 3 and the non-contact electric current sensor 4 (for example, a belt
Роговського), мікроконтролер 5, на який подається та обробляється вимірювана інформація, та пристрій 6 для бездротової передачі по високочастотному каналу радіозв'язку цієї інформації у диспетчерський пункт 7. Для живлення всіх елементів цього пристрою запропоновано використовувати автономне джерело живлення 8, яке створене на основі трансформатора струму (із магнітопроводом або без магнітопроводу), первиною обмоткою якого є жила кабелю, а вторинна обмотка підключена до напівпровідникового перетворювача, який виробляє електричну енергію із необхідними параметрами та живить всі елементи пристрою. В загальному випадку джерело 8 може мати акумуляторну батарею, безперервна підзарядка якої здійснюється від цього перетворювача.Rohovsky), a microcontroller 5, which is fed and processed measured information, and a device 6 for wireless transmission of this information via a high-frequency radio communication channel to the control room 7. To power all elements of this device, it is proposed to use an autonomous power source 8, which is based on a current transformer (with or without a magnetic core), the primary winding of which is the core of the cable, and the secondary winding is connected to a semiconductor converter that produces electrical energy with the required parameters and powers all the elements of the device. In the general case, the source 8 can have a storage battery, which is continuously recharged from this converter.
Запропонований пристрій працює наступним чином. При передачі електричної енергії по кабельній лінії внаслідок протікання електричного струму промислової частоти 50 Гц жила кожного кабелю нагрівається, а також навколо кожного кабелю утворюється магнітне поле, енергія якого за допомогою трансформатора струму, що входить до складу джерела 8, перетворюється в електричну енергію і використовується для живлення всіх елементів пристрою. За допомогою встановлених датчиків вимірюються значення температури на поверхні оболонки кабелю та значення струму в його жилі і ці дані надсилаються із встановленою часовою дискретністю на диспетчерський пункт за допомогою радіозв'язку. Таким чином здійснюється дистанційний моніторинг стану кабелю. Запропонований пристрій здатен працювати доти, поки по кабелю протікає електричний струм, а при встановленні акумуляторної батареї, ще деякий додатковий час, поки ця батарея не розрядиться.The proposed device works as follows. During the transmission of electric energy along the cable line, as a result of the flow of electric current with an industrial frequency of 50 Hz, the core of each cable is heated, and a magnetic field is formed around each cable, the energy of which is transformed into electric energy with the help of a current transformer included in the source 8 and is used for power supply of all elements of the device. With the help of installed sensors, the temperature values on the surface of the cable sheath and the current values in its core are measured, and these data are sent with the set time discreteness to the control room using radio communication. In this way, remote monitoring of the condition of the cable is carried out. The proposed device is able to work as long as the electric current flows through the cable, and if the battery is installed, some additional time until this battery is discharged.
Вирішення поставленої задачі - створення пристрою для дистанційного моніторингу стану високовольтної кабельної лінії із розширеними функціональними можливостями, досягається тим, що: 1) завдяки роз'ємній конструкції цей пристрій може використовуватися для здійснення моніторингу як нових, так і вже діючих кабельних ліній, 2) він має можливість одночасного вимірювання як температури кабелю, так і інших діагностичних показників - електричного струму в жилі, ємнісного струму на землю тощо, 3) його робота здійснюється без використання зовнішнього джерела живлення за рахунок тільки внутрішнього джерела.The solution to the task - the creation of a device for remote monitoring of the condition of a high-voltage cable line with extended functionality is achieved by the fact that: 1) thanks to the detachable design, this device can be used to monitor both new and existing cable lines, 2) it has the possibility of simultaneous measurement of both cable temperature and other diagnostic parameters - electric current in the core, capacitive current to the ground, etc., 3) its operation is carried out without using an external power source at the expense of only an internal source.
В найбільш поширеному випадку запропонований пристрій доцільно встановлювати в найбільш небезпечних з точки зору експлуатації лінії ділянках кабелю. Також за його допомогою бо можна вимірювати просторове розподілення діагностичних показників кабельної лінії вздовж всієї її довжини із необхідною роздільною здатністю, яка характеризується просторовим кроком "". В цьому випадку, як показано на фіг. 2, такі пристрої необхідно розміщувати на зовнішній оболонці кабелів вздовж всієї їх довжини із таким самим просторовим кроком "1".In the most common case, it is advisable to install the proposed device in the most dangerous sections of the cable from the point of view of line operation. Also, with its help, it is possible to measure the spatial distribution of diagnostic indicators of the cable line along its entire length with the necessary resolution, which is characterized by the spatial step "". In this case, as shown in fig. 2, such devices must be placed on the outer sheath of the cables along their entire length with the same spatial step "1".
Відомо, що для побудови кабельної лінії значної довжини використовуються з'єднувальні муфти. Для моніторингу стану таких муфт також можливе використання запропонованого пристрою. Для цього його необхідно розмістити на зовнішній оболонці цих муфт, як показано на фіг. 3.It is known that connecting couplings are used to build a cable line of considerable length. It is also possible to use the proposed device to monitor the condition of such couplings. To do this, it must be placed on the outer shell of these couplings, as shown in fig. 3.
Дане технічне рішення на теперішній час проходить випробування на створеному у лабораторних умовах макеті пристрою моніторингу стану силових кабелів.This technical solution is currently being tested on a mock-up of a device for monitoring the condition of power cables created in laboratory conditions.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU202006910U UA147044U (en) | 2020-10-28 | 2020-10-28 | DEVICE FOR REMOTE MONITORING OF HIGH VOLTAGE CABLE LINE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU202006910U UA147044U (en) | 2020-10-28 | 2020-10-28 | DEVICE FOR REMOTE MONITORING OF HIGH VOLTAGE CABLE LINE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA147044U true UA147044U (en) | 2021-04-07 |
Family
ID=75336258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU202006910U UA147044U (en) | 2020-10-28 | 2020-10-28 | DEVICE FOR REMOTE MONITORING OF HIGH VOLTAGE CABLE LINE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA147044U (en) |
-
2020
- 2020-10-28 UA UAU202006910U patent/UA147044U/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10473696B2 (en) | Wireless rogowski coil system | |
| CN102590670B (en) | High voltage cable smart grounding box | |
| US9575101B2 (en) | Power monitoring systems and methods | |
| US9500716B2 (en) | Power monitoring systems and methods | |
| KR101979631B1 (en) | Wireless temperature diagnosis apparatus | |
| WO2010005658A1 (en) | Wireless current transformer | |
| TW201526438A (en) | Systems and methods for monitoring temperature of electrical conductor | |
| AU2013263083A1 (en) | Power monitoring system and method | |
| CN110596538A (en) | Method and system for calculating electrical parameters of power cable | |
| CN214590528U (en) | Cable intermediate joint and joint assembly | |
| CN214702545U (en) | Built-in cable joint conductor temperature measuring device | |
| UA147044U (en) | DEVICE FOR REMOTE MONITORING OF HIGH VOLTAGE CABLE LINE | |
| CN108318732A (en) | A kind of transformer iron core grounding current on-Line Monitor Device and method | |
| CN208635927U (en) | A kind of temperature monitoring early warning system of high-voltage switch cabinet of transformer substation | |
| CN203151237U (en) | Intelligent power grid system | |
| RU2439590C1 (en) | Real-time measurement device for operative current control in high-voltage power networks | |
| RU184759U1 (en) | DEVELOPMENT OF CORROSION MONITORING UNDERGROUND PIPELINES AND WATER-CURRENT CURRENTS ON A FLEXIBLE SUBSTRATE | |
| CA2908307C (en) | Power monitoring systems and methods | |
| CA3059421C (en) | Magnetic energy harvesting device and method for electric metallurgical furnaces and similar environments | |
| CN208833847U (en) | Low-voltage distribution station monitoring device and system | |
| CN202188919U (en) | On-line monitoring system of high-voltage handcart switch cabinet | |
| CN105527029A (en) | Cabinet type transformer station wireless temperature measurement system | |
| RU203226U1 (en) | AUTOMATED POINT OF COMMERCIAL METERING OF ELECTRICITY 6 (10) KV | |
| CN206362904U (en) | One kind is based on automatic electricity getting wireless telecommunications motor on-Line Monitor Device | |
| RU100291U1 (en) | INTEGRATED MEASURING CONVERTER OF CURRENT AND VOLTAGE PARAMETERS WHEN OPERATING ELECTRICAL EQUIPMENT OF VARIOUS PURPOSE |