電纜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了電纜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，以對電纜運(yùn)行狀態(tài)提供監(jiān)測，以便后續(xù)可及時發(fā)現(xiàn)故障或預(yù)測故障。該系統(tǒng)包括：電纜運(yùn)行狀態(tài)采集器，用于采集電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)；采集站，用于匯集所述電纜運(yùn)行狀態(tài)采集器上傳的電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，將所述電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成主控機(jī)可識別的電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并上傳；主控機(jī)，用于匯集所述采集站上傳的電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。在本發(fā)明實(shí)施例中，采用電纜運(yùn)行狀態(tài)采集器采集電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)匯總至主控機(jī)，實(shí)現(xiàn)了對電纜運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測，并且，后續(xù)可及時發(fā)現(xiàn)故障或預(yù)測故障。
【專利說明】電纜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及電纜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]與一些發(fā)達(dá)國家相比，我國電網(wǎng)的電纜平均故障率偏高。其中一個重要原因是缺乏對電纜運(yùn)行狀態(tài)有效得監(jiān)測手段，從而不能及時發(fā)現(xiàn)故障或預(yù)測故障。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供電纜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，以對電纜運(yùn)行狀態(tài)提供監(jiān)測，以便后續(xù)可及時發(fā)現(xiàn)故障或預(yù)測故障。
[0004]為實(shí)現(xiàn)目的，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案:
[0005]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，提供一種電纜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，包括:
[0006]電纜運(yùn)行狀態(tài)采集器，用于采集電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)；
[0007]采集站，用于匯集所述電纜運(yùn)行狀態(tài)采集器上傳的電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，將所述電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成主控機(jī)可識別電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并上傳；
[0008]主控機(jī)，用于匯集所述采集站上傳的電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0009]結(jié)合第一方面，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述電纜運(yùn)行狀態(tài)采集器與所述采集站之間通過有線方式或無線方式通信；所述采集站與所述主控機(jī)之間通過有線方式或無線方式通信。
[0010]結(jié)合第一方面或第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述電纜運(yùn)行狀態(tài)采集器包括電纜溫度采集器，所述電纜溫度采集器用于采集電纜溫度；所述電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)包括電纜溫度；所述主控機(jī)還用于，在所述電纜溫度異常時，進(jìn)行報警。
[0011]結(jié)合第一方面第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述電纜溫度采集器具有固定且唯一的編號。
[0012]結(jié)合第一方面第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述電纜溫度采集器采用寄生電源方式供電。
[0013]結(jié)合第一方面第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述電纜溫度采集器包括點(diǎn)式溫度傳感器和光纖光柵溫度傳感器的至少一種。
[0014]結(jié)合第一方面第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述有線方式為CAN總線通訊方式。
[0015]結(jié)合第一方面第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述主控機(jī)還用于，發(fā)出告警搜索命令；所述電纜溫度采集器中存儲有溫度上限值和溫度下限值，所述電纜溫度采集器中存儲有溫度上限值和溫度下限值，所述電纜溫度采集器還用于在采集到的電纜溫度大于所述溫度上限值或小于所述溫度下限值時，將器件內(nèi)的告警標(biāo)志置位，并對所述告警搜索命令作出響應(yīng)。
[0016]結(jié)合第一方面第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述電纜溫度采集器與二次側(cè)高壓電位隔離。
[0017]可見，在本發(fā)明實(shí)施例中，采用電纜運(yùn)行狀態(tài)采集器采集電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)匯總至主控機(jī)，實(shí)現(xiàn)了對電纜運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測，并且，后續(xù)可及時發(fā)現(xiàn)故障或預(yù)測故障。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的電纜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。[0021 ] 本發(fā)明實(shí)施例要求保護(hù)電纜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。
[0022]請參見圖1，系統(tǒng)可包括:
[0023]電纜運(yùn)行狀態(tài)采集器I，用于采集電纜4的電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0024]采集站2，用于匯集電纜運(yùn)行狀態(tài)采集器I上傳的電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，將電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成主控機(jī)可識別的電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并上傳。
[0025]電纜運(yùn)行狀態(tài)采集器I與采集站2之間可通過有線方式或無線方式進(jìn)行通信。
[0026]由于有線方式通信穩(wěn)定，所以優(yōu)先采用有線方式通信。在無法進(jìn)行有線通信時，可采用無線方式通信，例如在電纜井中可采用無線通信。
[0027]采集站的個數(shù)可為一個或多個。
[0028]主控機(jī)3，用于匯集采集站2上傳的電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0029]采集站2與主控機(jī)3之間通過有線方式或無線方式通信。
[0030]可見，在本發(fā)明實(shí)施例中，采用電纜運(yùn)行狀態(tài)采集器采集電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)匯總至主控機(jī)，實(shí)現(xiàn)了對電纜運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測，并且，后續(xù)可及時發(fā)現(xiàn)故障或預(yù)測故障。
[0031]溫度檢測是電纜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測的重要方面。因此，在本發(fā)明其他實(shí)施例中，上述所有實(shí)施例中的電纜運(yùn)行狀態(tài)采集器至少可包括電纜溫度采集器。
[0032]電纜溫度采集器可用于采集電纜的局部或全線溫度。相應(yīng)的，上述電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)至少可包括電纜溫度。
[0033]與之對應(yīng)，上述主控機(jī)3在本實(shí)施例中還可用于，在電纜溫度異常時，進(jìn)行報警。
[0034]進(jìn)一步的，溫度異常可包括電纜溫度超過預(yù)警值和電纜溫度超過越限溫度值中的至少一種。
[0035]預(yù)警值和越限值可根據(jù)用戶需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0036]此外，主控機(jī)3還可用于根據(jù)溫度變化趨勢對可能出現(xiàn)的事故(故障)進(jìn)行報警，從而避免事故(故障)的發(fā)生。
[0037]報警的方式可采用聲光報警(也即采用聲光報警器，聲光報警器可與主控機(jī)連接，受主控機(jī)的指令控制)。
[0038]主控機(jī)還可連接打印機(jī)，對越限事故進(jìn)行自動記錄打印。此外，也可打印指定的各類圖形和統(tǒng)計(jì)報表。
[0039]主控機(jī)還可具有事故追憶功能。
[0040]為了方便用戶查看，上述主控機(jī)還能夠?qū)⑺袦囟葦?shù)據(jù)生成各種數(shù)據(jù)庫報表和圖?艮表。
[0041 ] 在本發(fā)明其他實(shí)施例中，除了電纜溫度采集器外，上述電纜運(yùn)行狀態(tài)采集器還可包括濕度傳感器、水位傳感器和煙霧傳感器中的至少一種，相應(yīng)的，上述電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)還可包括濕度、水位和煙霧狀態(tài)數(shù)據(jù)中的至少一種。
[0042]下面將對電纜溫度采集器進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0043]電纜溫度采集器可包括點(diǎn)式溫度傳感器和光纖光柵(FBG)溫度傳感器的至少一種。
[0044]點(diǎn)式溫度傳感器具體可包括熱電偶溫度傳感器、熱電阻溫度傳感器、熱敏電阻溫度傳感器、數(shù)字溫度傳感器。
[0045]點(diǎn)式溫度傳感器可用于測量中間接頭保護(hù)殼外表面或者電纜本體外護(hù)套表面的局部點(diǎn)溫度?？捎糜趯χ攸c(diǎn)區(qū)域監(jiān)測，具有成本低、安裝簡單、技術(shù)成熟。
[0046]至于FBG光纖光柵溫度傳感器，在一根光纖上可連接多個不同波長的FBG傳感器，可以組成分布式測量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一根光纜定位測量的目的。
[0047]光纖光柵是在光纖的纖芯中通過紫外刻蝕方式形成周期性折射率變化的一段光纖，這樣的結(jié)構(gòu)將會反射特定波長的光譜。而通過改變溫度可以改變光纖光柵的周期和有效折射率，從而光纖光柵的反射波長也發(fā)生改變。通過光柵波長變化量的大小可推算出溫度的改變大小。
[0048]FBG溫度傳感器可沿著電纜線路綁扎在電纜外護(hù)套表面，也可在電纜生產(chǎn)過程中將FBG溫度傳感器預(yù)埋在電纜內(nèi)部。
[0049]無論是哪種溫度傳感器，其所在的位置可為中間頭、終端頭、電纜本體。
[0050]一個溫度傳感器對應(yīng)一個采集點(diǎn)。每一電纜溫度采集器可具有固定且唯一的編號，從而采集點(diǎn)也具有固定且唯一的編號。
[0051]由于具有固定且唯一的編號，主控機(jī)能準(zhǔn)確顯示溫度異常的電纜頭所在位置，便于為事故(故障)搶修贏得時間，大大降低工人的勞動強(qiáng)度。并可確定破壞點(diǎn)，從而避免人工測溫時遇到突發(fā)性的電纜頭放炮，造成人身傷害的問題。
[0052]在本發(fā)明其他實(shí)施例中，上述所有實(shí)施例中的電纜溫度采集器可與二次側(cè)高壓電位隔離，這樣能確保在電纜頭放炮的情況下，不會影響主控機(jī)的安全和正常報警。電位的絕緣強(qiáng)度高達(dá)1KV以上。這解決了兩個問題:一是防止故障時高壓傳入主機(jī)，造成設(shè)備和人身傷害；二是防止電磁對主機(jī)的干擾
[0053]下面將介紹電纜溫度采集器的結(jié)構(gòu)。
[0054]在本實(shí)施例中，電纜溫度采集器中包括DS1820單線數(shù)字化測溫集成電路。
[0055]DS1820內(nèi)部主要包括寄生電源、溫度靈敏元件、64位激光ROM單線接口、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器(內(nèi)含便箋式RAM)、非易失性溫度告警觸發(fā)器TH和TL、8位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC)發(fā)生器等。
[0056]DS1820可采用寄生電源方式供電。寄生電源不是實(shí)際的電源器件，而是一種供電方式，即通過數(shù)據(jù)線供電。此外，DS1820也可用外部5V電源供電。
[0057]在本發(fā)明其他實(shí)施例中，電纜溫度采集器還可采用蓄電池供電。
[0058]DS1820的溫度測量原理是:
[0059]DS1820通過門開通期間內(nèi)低溫度系數(shù)振蕩器經(jīng)歷的時鐘周期個數(shù)計(jì)數(shù)來測量溫度，而門開通期由高溫度系數(shù)振蕩器決定。DS1820內(nèi)部還有斜率累加器，可對頻率的非線性予以補(bǔ)償。測量結(jié)果存入溫度寄存器中。一般情況下的溫度值應(yīng)為9位(符號占I位)，但因符號位擴(kuò)展成高8位，故以16位補(bǔ)碼形式讀出。
[0060]64位ROM編碼的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下:
[0061]開始8位是產(chǎn)品類型的編號(DS1820為10H)，接著是每個器件的唯一的序號，共有48位，最后8位是前56位的CRC校驗(yàn)碼，這也是多個DS1820可以采用一線進(jìn)行通信的原因。
[0062]上述高速暫存器由便箋式RAM和非易失性電擦寫EERAM組成，后者用于存儲TH、TL值。數(shù)據(jù)先寫入RAM，經(jīng)校驗(yàn)后再傳給EERAM。便箋式RAM占9個字節(jié)，包括溫度信息(第1、2字節(jié))、TH和TL值(3、4字節(jié))、計(jì)數(shù)寄存器(7、8字節(jié))、CRC (第9字節(jié))等，第5、6字節(jié)不用。
[0063]在正常測溫情況下，DS1820的測溫分辨力為0.5°C，可采用下述方式獲得高分辨率的溫度測量結(jié)果:首先用DS1820提供的讀暫存器指令(BEH)讀出以0.5°C為分辨率的溫度測量結(jié)果，然后切去測量結(jié)果中的最低有效位(LSB)，得到所測實(shí)際溫度的整數(shù)部分TZ，然后再用BH!指令取計(jì)數(shù)器I的計(jì)數(shù)剩余值CS和每度計(jì)數(shù)值CD?？紤]到DS1820測量溫度的整數(shù)部分以0.25°C、0.75°C為進(jìn)位界限的關(guān)系，實(shí)際溫度TS可用下式計(jì)算:
[0064]TS = (TZ — 0.250C ) + (CD — CS)/CD。
[0065]電纜溫度采集器中存儲有溫度上限值(TH)和溫度下限值(TL)，具體存在前述高速暫存器的EERAM中。
[0066]在本發(fā)明其他實(shí)施例中，上述主控機(jī)I還可用于，發(fā)出告警搜索命令。
[0067]電纜溫度采集器則還可用于在采集到的電纜溫度大于溫度上限值(TH)或小于溫度下限值(TL)時，將器件內(nèi)的告警標(biāo)志置位。
[0068]只要告警標(biāo)志置位，電纜溫度采集器((DS1820)將對告警搜索命令作出響應(yīng)。這允許并聯(lián)連接多個DS1820器件，同時進(jìn)行溫度測量。如果某處溫度超過溫度上限或低于溫度下限，那么可以識別出正在告警的DS1820器件而不必讀出非告警的DS1820器件。
[0069]CRC 的產(chǎn)生:
[0070]在64位ROM編碼的最高有效字節(jié)中存有循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC)。主控機(jī)可根據(jù)ROM的前56位來計(jì)算CRC值，并和存入DS1820中的CRC值作比較，以判斷收到的ROM數(shù)據(jù)是否正確。
[0071]在本發(fā)明其他實(shí)施例中，采集站與主控機(jī)之間可采用上下位機(jī)的兩極結(jié)構(gòu)，其中采集站為下位機(jī)，主控機(jī)為上位機(jī)。
[0072]采集站與主控機(jī)之間采用的有線方式具體可為CAN總線通訊方式。
[0073]在下位機(jī)的LED顯示器上和上位機(jī)的顯示器上可同時顯示各溫度采集器采集的溫度，且每個電纜頭的預(yù)警溫度值和越限溫度值可單獨(dú)設(shè)置和修改。
[0074]本說明書中各個實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0075]對所公開的實(shí)施例的說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電纜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括: 電纜運(yùn)行狀態(tài)采集器，用于采集電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)； 采集站，用于匯集所述電纜運(yùn)行狀態(tài)采集器上傳的電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，將所述電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成主控機(jī)可識別的電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并上傳； 主控機(jī)，用于匯集所述采集站上傳的電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述電纜運(yùn)行狀態(tài)采集器與所述采集站之間通過有線方式或無線方式通信； 所述采集站與所述主控機(jī)之間通過有線方式或無線方式通信。
3.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜運(yùn)行狀態(tài)采集器包括電纜溫度采集器，所述電纜溫度采集器用于采集電纜溫度；所述電纜運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)包括電纜溫度； 所述主控機(jī)還用于，在所述電纜溫度異常時，進(jìn)行報警。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜溫度采集器具有固定且唯一的編號。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜溫度采集器采用寄生電源方式供電。
6.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜溫度采集器包括點(diǎn)式溫度傳感器和光纖光柵溫度傳感器中的至少一種。
7.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述有線方式為CAN總線通訊方式。
8.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述主控機(jī)還用于，發(fā)出告警搜索命令； 所述電纜溫度采集器中存儲有溫度上限值和溫度下限值，所述電纜溫度采集器還用于在采集到的電纜溫度大于所述溫度上限值或小于所述溫度下限值時，將器件內(nèi)的告警標(biāo)志置位，并對所述告警搜索命令作出響應(yīng)。
9.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜溫度采集器與二次側(cè)高壓電位隔離。
【文檔編號】G01K1/02GK104280147SQ201410601726
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】胡朋杰, 吳信文, 胡茜, 邵文晉, 楊友樂, 潘登, 李瓊鵬, 孫彬華, 張治忠 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司溫州供電公司, 國網(wǎng)浙江樂清市供電公司