CN103528701A - 电力电缆温度与载流量在线监测*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力电缆温度与载流量在线监测***，包括数据采集器主机、电流检测装置、温度传感器、T型连接器和数据管理服务器终端；所述电流检测装置包括护层循环电流检测器和运行电流检测器；所述电流检测装置和T型连接器均与所述数据采集器主机相连接，每个T型连接器上连接有多个温度传感器；所述数据采集器主机通过通信网络与所述数据管理服务器终端相连接。本发明的电力电缆温度与载流量在线监测***，具有可对电力电缆的温度和电流进行实时监控、实时地确定高压电缆的运行状态、提高电力电缆的工作可靠性等优点。

Description

电力电缆温度与载流量在线监测***

技术领域

本发明涉及一种电力电缆温度与载流量在线监测***。

背景技术

随着现代化的城市建设对电力输送提出了更高的要求，高压电缆的使用量急剧上升，确保高压电缆安全运行就变得极为重要。通过电缆在线监测***对电缆线路进行维护管理，对于供电部门生产、建设、经营管理具有重要的指导意义。

与架空线路不同，由于电缆线路运行条件严格、所处环境复杂（如敷设方式、环境温度等），这给电缆运行维护带来了不少困难。通常对于高压电缆线路要做以下运行维护和检修试验工作：1）定期或不定期巡检，以便发现电缆及其附属设施的异常和隐患，并及时处理；2）每季度对电缆终端、中间接头和附属设施进行一次红外热成像测试；3）每季度测量一次电缆护层循环电流；4）在新电缆投运一年后进行一次预防性试验，此后每6年进行一次预防性试验。主要项目是测试主绝缘电阻、护层绝缘电阻和主绝缘做交流耐压试验。

电缆绝缘的好坏是影响电缆安全可靠运行的关键因素。为了保证电缆安全稳定的运行，就需要对电缆绝缘进行及时有效地在线监测和诊断，以便及时发现电缆绝缘的缺陷和老化，做到及早发现及早应对。现在的定期预防性试验有诸多弊端：第一，必须停电进行试验，对提高供电可靠性水平构成了障碍；第二，过多的试验加速了电缆绝缘性能的劣化。因此，用对电缆护套、本体、中间接头与终端进行绝缘在线监测是非常必要的。

因此，需要安装一种在线监测***，对电缆运行进行掌控，掌握第一手资料。该在线监测***在交联聚乙烯电缆运行状态下，连续或随机检测电力电缆的温度情况、护层绝缘状况及电力电缆故障点位置的相应参数，同时监测电缆工井井盖开启状态及工井内水位状态，将所有监测信息集中上报至中心主站，对电缆进行全面有效预控，运行状态正确评估，以便于早期发现问题和鉴定绝缘老化状况，提高电缆线路安全运行系数，确保供电***的安全运行。

发明内容

本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种电力电缆温度与载流量在线监测***，以便于电力电缆进行实时监控、提高电力电缆的工作可靠性。

本发明为解决技术问题采用以下技术方案。

电力电缆温度与载流量在线监测***，其结构特点是，包括数据采集器主机、电流检测装置、温度传感器、T型连接器和数据管理服务器终端；所述电流检测装置包括护层循环电流检测器和运行电流检测器；所述电流检测装置和T型连接器均与所述数据采集器主机相连接，每个T型连接器上连接有多个温度传感器；所述数据采集器主机通过通信网络与所述数据管理服务器终端相连接。

本发明的电力电缆温度与载流量在线监测***的结构特点也在于：

所述温度传感器为数字式温度传感器DS18B20。

所述数据采集器主机通过GPRS或者CDMA无线通信网络与所述数据管理服务器终端相通信。

所述T型连接器与所述数据采集器之间可通过RS485总线相连接。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明的电力电缆温度与载流量在线监测***，用于实现电缆运行整体状态无线传输方式的在线监测。

采用感应方式从运行高压电缆上获取现场装置工作所需电能，无需外部敷设供电线缆。在线监测高压电缆的中间接头部位护层循环接地电流，利用高压电缆护层绝缘状况的独特判据可以判断电缆的护层绝缘状况。把点式测温传感器安放在高压电缆接头处或恶劣环境处，并在其它高压电缆关键部位安放，监测高压电缆运行时重要部位温度的变化情况。现场装置通过无线GPRS方式将所有监测数据上传给监测中心主站服务器，由专业的数据处理软件的对各种数据进行分析、判断并保存，高压电缆维护人员在局域网内通过WEB的方式浏览、查询各种监测数据及其曲线等，分析、确定高压电缆的运行状态。采用专业SQL数据库保存所有监测数据及分析结果。***运行初期，专业人员采用实地监测方式来校验该***参数的准确性，确保该在线监测***对电缆运行状况做出可靠评估。解决现场装置的环境适应性问题，采取相应的防水措施。

本发明的电力电缆温度与载流量在线监测***，具有可对电力电缆的温度和电流进行实时监控、实时地确定高压电缆的运行状态、提高电力电缆的工作可靠性等优点。

附图说明

图1为本发明的电力电缆温度与载流量在线监测***的结构框图。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，电力电缆温度与载流量在线监测***，其包括数据采集器主机、电流检测装置、温度传感器、T型连接器和数据管理服务器终端；所述电流检测装置包括护层循环电流检测器和运行电流检测器；所述电流检测装置和T型连接器均与所述数据采集器主机相连接，每个T型连接器上连接有多个温度传感器；所述数据采集器主机通过通信网络与所述数据管理服务器终端相连接。

由护层循环电流检测器、运行电流检测器和温度传感器实时采集电缆护层循环电流、运行电流和电缆表面温度等电缆运行参数值，集中传输给数据采集器主机。监测***还同时监测电缆接头工井的水位超限和井盖开启状态，并通过GPRS通信方式发送给数据管理服务器终端。在高压电缆接头处或恶劣环境处和在其它高压电缆关键部位安放温度传感器，采集各个监测参数的传感器。T型连接器主要用于连接多段***总线及传感器节点。数据管理服务器终端内安装***的监测软件，采用SQL数据库，接收数据采集器发送的测量数据，并对其进行保存、分析等操作处理。

所述温度传感器为数字式温度传感器DS18B20。

采用数字式温度传感器DS18B20，此类传感器为数字式传感器，而且仅需要一条数据线进行数据传输，易于与单片机连接，可以去除去A/D模块，降低硬件成本，简化***电路，测量温度精度高。

所述数据采集器主机通过GPRS或者CDMA无线通信网络与所述数据管理服务器终端相通信。通过GPRS/CDMA无线传输方式，安装快捷，不受电缆敷设方式的影响，尤其是可以克服有线传输方式需随电缆同步敷设的限制，可以在运行状态下进行敷设和调试。

所述T型连接器与所述数据采集器之间可通过RS485总线相连接。

RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。RS-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。

具体实施时，根据设计图纸资料、施工记录、竣工验收资料和电缆运行环境现状，统计出接头类型、接头数量、接头具***置、交叉互联接地线情况、PVC管路段和沟井路段位置及线路状况等，并对勘测资料正确分析。结合高压电缆现状进行勘测并采集数据分析，确定高压电缆在线监测***的合理方案，现场勘察，确定现场采集装置安装位置及监测参数。

开发高压电力电缆在线监测***即：电缆绝缘接头、中间接头、终端头温度及异常过热在线监测；接地电流、线芯电流在线监测；电缆工井水位及井盖开启状态在线监测。使三个在线监测项目集成一体。

安装使用高压电缆在线监测***数据采集装置，采集各种传感器接现场实时监测数据，并将数据进行处理、打包，发送给监测中心上位机。监测中心上位机对各种监测数据进行分析、判断，将结果存储到SQL专业数据库中，从而建立起一体化的、集成的高压电缆运行状态监测及维护的可靠评估平台。

温度传感器、护套绝缘传感器、故障电流传感器正确选型和安装，在恶劣环境下能长时间正常工作，对电缆形成立体化监控。通过感应方式从运行电缆上获取电能作为现场数据采集装置的工作电源，并确保低功耗、恶劣环境下能长时间正常工作。测量装置在恶劣复杂环境下的适应性及工作可靠性。现场数据采集装置将各种监测数据通过移动的无线GPRS网络信道传输到监测中心的上位机。专业的高压电缆在线监测***软件将收到信息进行分析、处理，自动存档，为运行维护人员提供实时监测信息。

本发明的电力电缆温度与载流量在线监测***采用全面监测方式：

1）实时检测电缆温度及变化情况，对电缆的负荷量进行控制，对电缆某一点的绝缘受损或导体接触不良而导致温度上升的变化情况进行精确定位，以及对电缆周边环境特别是热源对电缆影响的监控。

2）实时检测电缆每一段绝缘状况，对电缆本体及接头绝缘程度进行分析，相应鉴别出电缆绝缘良好、绝缘受潮、绝缘老化和电缆水树枝形成及严重程度，为电缆实施状态检修和合理运行维护方式提供可靠依据。

3）实时监测电缆运行状态，对电缆的故障段进行预报，为电缆故障抢修提供准确位置，缩短抢修时间，增强电缆抢修的可靠性。

4）实时监测电缆接头工井的水位及井盖状态，及时发现水位超限及非法进入工井的事件，避免造成电力运行事故。

通讯方式采用***的无线GPRS，无需敷设通讯光纤或电缆，降低了网络建设成本，为用户节省大量的费用。现场装置采用感应方式从电缆上获取电能，无需敷设专用供电电缆，降低了***建设成本，节省了费用。工程建设周期短，扩容性强，可灵活方便地进行安装布置。提供高可靠性，保证不间断地实时监控。数据传输速率高、实时性强。支持远程数据监控。设备成本低，性价比高。

数据采集器通过实时监测电缆接头表面温度、金属护层循环电流、运行电流，工井水位超限状态及井盖开启状态，并将数据以无线GPRS通讯方式上报至数据管理中心服务器，通过专业的高压电缆运行状态管理软件来诊断电缆运行状态，为运行维护人员提供可靠数据资料。目前可以通过内网以WEB网页浏览器方式访问该中心监测平台，查看当前及历史数据等数据信息，达到了预期设计目标。

通过项目的实施，对高压电力电缆的运行情况进行实时监测，一目了然，提高了电缆在线监测的整体水平，在本实施段内真正实现了电缆网状态检修，在核心区的供电增加了保障系数，也为供电公司电缆网的建设和发展进行了有益的尝试，取得了***的成果。

高压电缆线路是电网重要组成部分，确保电缆线路安全运行是电网企业重要职责。电缆护层绝缘良好是电缆运行必不可少的电气条件之一，随时报告电缆外护套绝缘情况具有重要的意义，可以有效防止主绝缘损坏，如白蚁咬伤，外力损坏等，甚至能够立即报告对接地线的偷盗。通过连续监测电缆金属护层循环电流和电缆终端头、接头或本体表面温度并分析比较来监测护层绝缘情况，是目前不改变线路连接，不影响电缆运行的唯一可行有效的办法。

利用现代电力电子技术、计算机技术和GPRS通讯技术研发的高压电缆护层绝缘在线监测***,可实时监测电缆金属护层循环电流、运行电流和电缆表面温度，并以GPRS通讯方式将测量数据发送给监控服务器，监控软件永久的保存数据，通过绘制各种参数的变化趋势波形图、记录数据表等方法向用户提供分析前提，并采用独特的判据判断电缆绝缘情况是否良好，从根本上避免了电缆事故的发生，保证电缆安全、可靠的运行。

与传统的停电测量护层绝缘电阻和手工测量护层循环电流比，该***实现了电缆护层绝缘及表面温度等信息的在线监测，即能能提高工作效率，又能提高对护层绝缘状况诊断分析手段，具有有很好的推广应用前景。

Claims (4)

1.电力电缆温度与载流量在线监测***，其特征是，包括数据采集器主机、电流检测装置、温度传感器、T型连接器和数据管理服务器终端；所述电流检测装置包括护层循环电流检测器和运行电流检测器；所述电流检测装置和T型连接器均与所述数据采集器主机相连接，每个T型连接器上连接有多个温度传感器；所述数据采集器的主机通过通信网络与所述数据管理服务器终端相连接。

2.根据权利要求1所述的电力电缆温度与载流量在线监测***，其特征是，所述温度传感器可以为数字式温度传感器DS18B20。

3.根据权利要求1和2所述的电力电缆温度与载流量在线监测***，其特征是，所述数据采集器主机可以通过GPRS或者CDMA无线通信网络与所述数据管理服务器终端相通信。

4.根据权利要求1和2所述的电力电缆温度与载流量在线监测***，其特征是，所述T型连接器与所述数据采集器之间可通过RS485总线相连接。

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