一種地下高壓電纜綜合監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種地下高壓電纜綜合監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠全面的對地下電纜的情況進(jìn)行監(jiān)控，操作更加方便，實用性更強(qiáng)。本實用新型的技術(shù)方案包括中央處理單元、護(hù)層接地電流監(jiān)測單元、局部放電監(jiān)測單元、環(huán)境監(jiān)控單元、門禁監(jiān)控單元、光纖測溫單元及電源通訊單元；所述護(hù)層接地電流監(jiān)測單元、局部放電監(jiān)測單元、環(huán)境監(jiān)控單元、門禁監(jiān)控單元、光纖測溫單元通過電源通訊單元與中央處理單元連接；所述光纖測溫單元直接與中央處理單元連接；所述電源通訊單元內(nèi)設(shè)有電源模塊和通訊模塊，所述電源模塊為護(hù)層接地電流監(jiān)測單元、局部放電監(jiān)測單元、環(huán)境監(jiān)控單元、門禁監(jiān)控單元提供電能。
【專利說明】一種地下高壓電纜綜合監(jiān)測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電力測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種地下高壓電纜綜合監(jiān)測系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代城市內(nèi)架空線路逐漸被地下電纜方式取代已經(jīng)成為世界潮流。目前國內(nèi)地下電纜的監(jiān)控基本上仍處于初級階段:一是靠人工巡視；二是靠人工測量電纜金屬護(hù)層環(huán)流；三是靠停電測量電纜護(hù)層絕緣電阻和主絕緣電阻以及做交流耐壓試驗。這些傳統(tǒng)的做法不僅費時費力，而且需要停電，影響輸電線路可用率和供電可靠性。此外，傳統(tǒng)的手段和方法不能有效及時地發(fā)現(xiàn)電纜的缺陷和隱患，有些試驗(如耐壓試驗)可能對電纜線路造成永久性傷害。例如，做護(hù)層絕緣電阻試驗，可能使本來就薄弱的護(hù)層絕緣進(jìn)一步惡化，擴(kuò)大了缺陷。有些電纜雖然配置多種監(jiān)視或控制裝置，但每種裝置間缺乏必要的聯(lián)系和有效的協(xié)調(diào)，無法實現(xiàn)真正的信息共享，不具備綜合監(jiān)控的能力，未建立起真正意義上的綜合性電纜計算機(jī)綜合監(jiān)控系統(tǒng)。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型提供了一種針對地下高壓電纜各種指標(biāo)的綜合監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠全面的對地下電纜的情況進(jìn)行監(jiān)控，操作更加方便，實用性更強(qiáng)。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案包括中央處理單元、護(hù)層接地電流監(jiān)測單元、局部放電監(jiān)測單元、環(huán)境監(jiān)控單元、門禁監(jiān)控單元、光纖測溫單元及電源通訊單元；所述護(hù)層接地電流監(jiān)測單元、局部放電監(jiān)測單元、環(huán)境監(jiān)控單元、門禁監(jiān)控單元、光纖測溫單元通過電源通訊單元與中央處理單元連接；所述光纖測溫單元直接與中央處理單元連接；所述電源通訊單元內(nèi)設(shè)有電源模塊和通訊模塊，所述電源模塊為護(hù)層接地電流監(jiān)測單元、局部放電監(jiān)測單元、環(huán)境監(jiān)控單元、門禁監(jiān)控單元提供電能。
[0005]作為優(yōu)選，本實用新型的技術(shù)方案還包括一下內(nèi)容:
[0006]所述護(hù)層接地電流監(jiān)測單元包括電流監(jiān)測處理器和與之相連的電流互感器，所述電流互感器設(shè)于高壓電纜的接地點處，所述電流檢測處理器通過電源通訊單元與中央處理器連接。
[0007]所述局部放電監(jiān)測單元包括高頻電流傳感器和放電監(jiān)測處理器，所述高頻電流傳感器與放電監(jiān)測處理器連接，所述放電監(jiān)測處理器通過電源通訊單元與中央處理器連接。所述高頻電流傳感器采用開口式結(jié)構(gòu)安裝于每相電纜外層屏蔽接地線上。
[0008]所述環(huán)境監(jiān)控單元包括環(huán)境監(jiān)控處理器及與之連接的溫度傳感器、濕度傳感器、水位傳感器、空氣傳感器、風(fēng)機(jī)和水泵，所述環(huán)境監(jiān)控處理器通過電源通訊單元與中央處理器連接。
[0009]所述門禁監(jiān)控單元包括門禁監(jiān)控處理器及與之連接的井蓋開關(guān)傳感器和電控鎖，所述門禁監(jiān)控處理器通過電源通訊單元與中央處理器連接。所述井蓋開關(guān)傳感器為傾角傳感器。
[0010]所述光纖測溫單元包括光纖測溫處理器和與之連接的測溫光纖，所述測溫光纖沿電纜鋪設(shè)，所述光纖測溫處理器與中央處理器連接。
[0011]所述電源通訊單元采用有線或者無線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，采用無線傳輸時，電源通訊單元內(nèi)設(shè)有無線通訊模塊；采用有線傳輸時，其傳輸介質(zhì)為光纖。
[0012]本實用新型的有益效果在于:
[0013]1、將多個子單元納入統(tǒng)一平臺內(nèi)，通過信息共享與交互，可對與地下電纜相關(guān)聯(lián)的多種性能指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，包括護(hù)層絕緣狀態(tài)、終端接頭溫度、本體的破壞、局部放電狀態(tài)、井蓋開閉狀態(tài)、電纜溫度及電纜隧道的環(huán)境溫度、積水點、空氣質(zhì)量，由此對電纜實現(xiàn)綜合狀態(tài)評估、分析預(yù)警，保障電纜的安全穩(wěn)定運行。
[0014]2、有效避免了采用人工巡視、人工測量及停電測量等方式對地下電纜的監(jiān)控，省時、省力，同時也避免了采用破壞性的試驗對電纜線路造成永久性傷害，影響電纜的正常使用。
[0015]3、能夠及時有效地發(fā)現(xiàn)地下電纜的缺陷和隱患，便于快速采取補(bǔ)救措施。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型一種實施例的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實用新型的實施例。
[0018]如圖所示，本實施例中所述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括中央處理單元及護(hù)層接地電流監(jiān)測單元1、局部放電監(jiān)測單元2、環(huán)境監(jiān)控單元3、門禁監(jiān)控單元4、光纖測溫單元5以及電源通訊單元；
[0019]護(hù)層接地電流監(jiān)測單元1、局部放電監(jiān)測單元2、環(huán)境監(jiān)控單元3、門禁監(jiān)控單元4、光纖測溫單元5通過電源通訊單元與中央處理單元連接；光纖測溫單元5直接與中央處理單元連接；電源通訊單元內(nèi)設(shè)有電源模塊，電源模塊為護(hù)層接地電流監(jiān)測單元1、局部放電監(jiān)測單元2、環(huán)境監(jiān)控單元3、門禁監(jiān)控單元4提供電能。
[0020]作為優(yōu)選，本實用新型的技術(shù)方案還包括一下內(nèi)容:
[0021]如圖所示，護(hù)層接地電流監(jiān)測單元I包括電流監(jiān)測處理器和與之相連的電流互感器，電流互感器設(shè)于高壓電纜的接地點處，電流檢測處理器通過電源通訊單元與中央處理器連接。
[0022]局部放電監(jiān)測單元2包括高頻電流傳感器和放電監(jiān)測處理器，高頻電流傳感器與放電監(jiān)測處理器連接，放電監(jiān)測處理器通過電源通訊單元與中央處理器連接。高頻電流傳感器采用開口式結(jié)構(gòu)安裝于每相電纜外層屏蔽接地線上。
[0023]環(huán)境監(jiān)控單元3包括環(huán)境監(jiān)控處理器及與之連接的溫度傳感器、濕度傳感器、水位傳感器、空氣傳感器、風(fēng)機(jī)和水泵，環(huán)境監(jiān)控處理器通過電源通訊單元與中央處理器連接。
[0024]門禁監(jiān)控單元4包括門禁監(jiān)控處理器及與之連接的井蓋開關(guān)傳感器和電控鎖，門禁監(jiān)控處理器通過電源通訊單元與中央處理器連接。井蓋開關(guān)傳感器為傾角傳感器。
[0025]光纖測溫單元5包括光纖測溫處理器和與之連接的測溫光纖，測溫光纖沿電纜鋪設(shè)，光纖測溫處理器與中央處理器連接。
[0026]在本實施例中，電源通訊單元內(nèi)設(shè)有無線通訊模塊，采用無線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0027]以下描述該單元的工作原理:
[0028]1、護(hù)層接地電流在線監(jiān)測單元
[0029]安裝在電纜護(hù)層接地點附近，每個接地點處均安裝一套，其中電流監(jiān)測處理器安裝于監(jiān)控防水箱內(nèi)。電流互感器采用屏蔽電纜連接至電流監(jiān)測處理器，環(huán)境特別惡劣的地方可外套金屬保護(hù)管。電流互感器均采用開口式結(jié)構(gòu)，絕緣防水，安裝電流互感器無需電纜斷電，安裝簡單方便，安全可靠，對電纜本體不造成任何影響。
[0030]在檢測時，電流互感器對電纜護(hù)層的絕緣狀態(tài)進(jìn)行檢測，并將檢測信息傳送給電流監(jiān)測處理器，電流監(jiān)測處理器根據(jù)檢測信息判斷是否存在多點接地的故障，并將判斷信息上傳到中央處理器。
[0031]2、局部放電監(jiān)測單元
[0032]采用高頻電流耦合法，通過電磁耦合來測量局部放電電流，由于在高壓電纜和測量回路間沒有直接的電氣連接，從而能很好地抑制噪聲，靈活方便、操作安全、抗干擾性強(qiáng)，利用頻率響應(yīng)10kHz — 30MHz的高頻電流傳感器耦合電纜接地線上的脈沖信號，并通過增益和閥值調(diào)節(jié)去除干擾，利用分析軟件圖形方式表示局部放電的大小、數(shù)量、相位、趨勢。
[0033]高頻電流傳感器采用開口式結(jié)構(gòu)，靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)，方便帶電安裝。非接觸測量方式，檢測單元與一次設(shè)備沒有任何電氣上的連接，不影響一次設(shè)備運行，對使用者和檢測設(shè)備更安全。
[0034]高頻電流傳感器的信號傳送至放電監(jiān)測處理器，然后由放電監(jiān)測處理器對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到局部放電的相關(guān)數(shù)據(jù)，并通過電源通訊單元上傳到中央處理器。
[0035]3、環(huán)境監(jiān)控單元
[0036](I)環(huán)境溫度、濕度監(jiān)測
[0037]電纜隧道環(huán)境溫度、濕度是電纜運行狀態(tài)監(jiān)測的重要輔助參數(shù)，本單元中主要采用在隧道內(nèi)各個檢測點設(shè)置溫度傳感器和濕度傳感器，并將溫度傳感器、濕度傳感器與環(huán)境監(jiān)控處理器連接，各傳感器檢測信息通過環(huán)境監(jiān)控處理器處理后傳送到中央處理器。
[0038](2)空氣質(zhì)量監(jiān)測
[0039]電纜隧道內(nèi)會產(chǎn)生由于內(nèi)部絕緣材料老化產(chǎn)生的有害氣體、不良沉積物變質(zhì)揮發(fā)氣體產(chǎn)生或外界有害氣體侵入并聚集的現(xiàn)象，空氣內(nèi)含氧量的異常、有害氣體(主要是一氧化碳、甲烷和硫化氫)在隧道內(nèi)的聚集不但會直接影響電纜設(shè)備的安全，提高隧道火災(zāi)的風(fēng)險程度，更會威脅到進(jìn)入隧道進(jìn)行巡視維護(hù)工作人員的生命安全。
[0040]本單元中采用在隧道內(nèi)各個檢測點設(shè)置空氣傳感器，可對監(jiān)測點的氧氣、一氧化碳、甲烷和硫化氫進(jìn)行實時監(jiān)測，并將檢測信息傳給環(huán)境監(jiān)控處理器進(jìn)行處理，最后將處理信息匯總到中央處理器。
[0041](3)積水監(jiān)測
[0042]長期運行的電纜隧道會因結(jié)構(gòu)滲漏、地下水倒灌和接口封堵不利等多種原因引起隧道內(nèi)積水，積水的產(chǎn)生不但會增加隧道內(nèi)空氣的濕度，腐蝕隧道內(nèi)的電氣設(shè)備，更會加快電纜絕緣的老化速度，因此一旦發(fā)現(xiàn)積水水位越限就應(yīng)啟動各類排水設(shè)施及時排除積水。
[0043]在本單元中采用投入式壓力式水位傳感器，利用液體的壓強(qiáng)與高度成正比的關(guān)系通過測量液體底部的壓力來折算水位高度。
[0044](4)聯(lián)動控制輸出
[0045]在本單元中，還設(shè)置了多路輸出控制接口，可用于控制風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備?？赏ㄟ^監(jiān)測的環(huán)境狀態(tài)自動聯(lián)動控制設(shè)備的動作，也可在站控端遠(yuǎn)程控制。
[0046](5)門禁監(jiān)控單元
[0047]電纜井蓋門禁監(jiān)控單元包括門禁監(jiān)控處理器及與之連接的井蓋開關(guān)傳感器和電控鎖，
[0048]井蓋開關(guān)傳感器采用傾角感應(yīng)原理，當(dāng)井蓋非法搬動并產(chǎn)生一定傾角，能夠及時準(zhǔn)確發(fā)出報警信息。電控鎖對電纜井蓋進(jìn)行閉鎖，未經(jīng)授權(quán)無法開啟。門禁監(jiān)控處理器與中央處理器通過電源通訊單元通信，上傳實時狀態(tài)，接收遠(yuǎn)程開閉鎖指令。
[0049]現(xiàn)場工作人員可利用手機(jī)發(fā)送指令開啟或關(guān)閉電控鎖；在特殊情況，可采用應(yīng)急鑰匙開啟。
[0050]門禁監(jiān)控單元的安裝需對原有井蓋進(jìn)行改造；或直接更換成帶門禁監(jiān)控的專用井蓋。門禁監(jiān)控處理器與電源通訊單元采用屏蔽電纜連接。也可僅配置井蓋狀態(tài)監(jiān)測功能，不配置電控閉鎖。
[0051]門禁監(jiān)控處理器可對電纜井蓋狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測，并通過電子鎖閉鎖井蓋，通過電子鑰匙或遠(yuǎn)程授權(quán)開啟，防止井蓋非法開啟或被盜。
[0052](6)光纖測溫單元
[0053]本單元包括光纖測溫處理器和與之連接的測溫光纖，測溫光纖沿電纜鋪設(shè)，測溫光纖通過光纖傳感技術(shù)對電纜及其接頭進(jìn)行溫度實時監(jiān)測，并將監(jiān)測信息傳送到光纖測溫處理器進(jìn)行處理，并將處理信息傳送至中央處理器，判斷是否有過熱隱患。
【權(quán)利要求】
1.一種地下高壓電纜綜合監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括中央處理單元、護(hù)層接地電流監(jiān)測單元、局部放電監(jiān)測單元、環(huán)境監(jiān)控單元、門禁監(jiān)控單元、光纖測溫單元、電源通訊單元；所述護(hù)層接地電流監(jiān)測單元、局部放電監(jiān)測單元、環(huán)境監(jiān)控單元、門禁監(jiān)控單元、光纖測溫單元通過電源通訊單元與中央處理單元連接；所述光纖測溫單元直接與中央處理單元連接；所述電源通訊單元內(nèi)設(shè)有電源模塊和通訊模塊，所述電源模塊為護(hù)層接地電流監(jiān)測單元、局部放電監(jiān)測單元、環(huán)境監(jiān)控單元、門禁監(jiān)控單元提供電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下高壓電纜綜合監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述護(hù)層接地電流監(jiān)測單元包括電流監(jiān)測處理器和與之相連的電流互感器，所述電流互感器設(shè)于高壓電纜的接地點處，所述電流檢測處理器通過電源通訊單元與中央處理器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種地下高壓電纜綜合監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述局部放電監(jiān)測單元包括高頻電流傳感器和放電監(jiān)測處理器，所述高頻電流傳感器與放電監(jiān)測處理器連接，所述放電監(jiān)測處理器通過電源通訊單元與中央處理器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種地下高壓電纜綜合監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述高頻電流傳感器采用開口式結(jié)構(gòu)安裝于每相電纜外層屏蔽接地線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種地下高壓電纜綜合監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述環(huán)境監(jiān)控單元包括環(huán)境監(jiān)控處理器及與之連接的溫度傳感器、濕度傳感器、水位傳感器、空氣傳感器、風(fēng)機(jī)和水泵，所述環(huán)境監(jiān)控處理器通過電源通訊單元與中央處理器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種地下高壓電纜綜合監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述門禁監(jiān)控單元包括門禁監(jiān)控處理器及與之連接的井蓋開關(guān)傳感器和電控鎖，所述門禁監(jiān)控處理器通過電源通訊單元與中央處理器連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種地下高壓電纜綜合監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述井蓋開關(guān)傳感器為傾角傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種地下高壓電纜綜合監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述光纖測溫單元包括光纖測溫處理器和與之連接的測溫光纖，所述測溫光纖沿電纜鋪設(shè)，所述光纖測溫處理器與中央處理器連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的一種地下高壓電纜綜合監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述通訊模塊為無線通訊模塊，與中央處理器通過無線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的一種地下高壓電纜綜合監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述電源通訊單元通過光纖與中央處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
【文檔編號】G01R19/00GK203941220SQ201420385567
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】黎文安 申請人:武漢金瑯電氣有限公司