CN111766476A - 旁路电缆监控的快速组网及故障预警装置及其预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旁路电缆监控的快速组网及故障预警装置及其预警方法，装置包括测温传感器、载荷电流传感器、太阳能板、高能电池、采集模块、通讯模块、云服务器、用户终端；所述采集模块分别与测温传感器、载荷电流传感器、太阳能板、高能电池相连，采集模块由通讯模块连接到云服务器，云服务器与多个用户终端相连。该发明同步采集旁路电缆线路上载荷电流及所有电缆接头处温升，分析电缆头温升与载荷电流的变化规律，及时发现电缆接头出现接触或绝缘故障；利用太阳能供电及移动通讯技术，可快速实现测量点部署及组网，解决野外旁路电缆线路上试验装置应用难题。

Description

旁路电缆监控的快速组网及故障预警装置及其预警方法

技术领域

本发明涉及旁路电缆监控技术领域，更具体地，涉及一种旁路电缆监控的快速组网及故障预警装置及其预警方法。

背景技术

为保证用户正常的用电需求，传统的不带电作业已转变为带电作业方式，在带电作业过程中，常采用旁路电缆及旁路开关等一系列的旁路引流设备对需要断电维修设备及线路进行更换及维护，由于旁路电缆是临时搭建的回路，回路由多段电缆串联组成，因此存在接头多，载荷电流变化大等特点，现场运行时存在很多不确定因素，目前如何提高旁路电缆运行状态的可维护性，已经成为带电作业部门越来越关心的问题。

检测旁路电缆运行状态下电缆接头外表面的温升，分析电缆载荷电流与电缆接头温升的变化趋势，提供旁路电缆运行状态展示及故障预警服务，在配网带电作业领域有广泛的应用前景。旁路电缆无屏蔽层，运行时周围电磁环境复杂，监测设备必须具备很高的安全防护要求；现有检测设备功能单一，通讯及供电方式繁琐，设备笨重，不适合野外环境应用。目前快速开展旁路电缆监控组网及故障预警服务，尚无有效手段。

申请号为201410665538.4的专利说明书中公开了一种快速旁路开关储能电容的电压监控电路，本申请可实时对FBS储能电容电压及放电回路状态进行监测，同时将状态信息发送给远方控制保护***，解决了FBS储能电容及其相关回路故障定位问题，大大方便了FBS应用于高压设备过电压保护场合的现场调试和维护。然而，该专利无法实现旁路电缆监控的快速组网装置及故障预警，增强带电作业过程中旁路电缆供电的安全性。

发明内容

本发明提供一种旁路电缆监控的快速组网及故障预警装置，该装置可实现增强带电作业过程中旁路电缆供电的安全性。

本发明的又一目的在于提供一种该旁路电缆监控的快速组网及故障预警装置的预警方法。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种旁路电缆监控的快速组网及故障预警装置，包括测温传感器、载荷电流传感器、太阳能板、高能电池、采集模块、通讯模块、云服务器、用户终端；所述采集模块分别与测温传感器、载荷电流传感器、太阳能板、高能电池相连，采集模块由通讯模块连接到云服务器，云服务器与多个用户终端相连。

优选地，所述测温传感器利用数字式温度探头进行温度取样，采用同步方式检测三相电缆接头外表面温度及环境温度，计算得到测量点温升。

优选地，所述载荷电流传感器采用罗氏线圈原理，其开合式柔性结构设计可固定到取样的旁路电缆上。

优选地，所述测量点有光照时由太阳能板提供装置电源，同时为高能电池恒流充电，测量点无光照时自动切换至高能电池供电。

优选地，所述通讯模块利用GPRS网络，定时将测量数据上传到云服务器数据库保存。

进一步地，所述云服务器上搭建有网站，利用短信对用户预警；用户终端登录网站查看旁路电缆各测量点运行状态，当云服务器监测到数据异常，利用多种算法定位故障点，发送短信为用户提供预警。

一种旁路电缆监控的快速组网及故障预警装置的预警方法，包括以下步骤：

S1：云服务器与测量点之间构建监测网；

S2：依据现场安装情况，在电气连接关系图上配置测量点ID号，当云服务器接收到装置心跳包，则在电气连接关系图上用颜色标识测量点装置已连接，否则显示装置离线；

S3：当云服务器接收到测量点数据包会自动解析，并将解析的温升及负荷电流数据更新显示在网页中的电气连接关系图上。

进一步地，云服务器与测量点之间构建监测网的过程是：利用组态软件，在云服务器上快速构建旁路电缆模拟电气连接关系图，图中能识别出旁路电缆接头数量、位置及相别。

进一步地，对故障点进行预警的过程是：

1)、云服务器同步监测旁路电缆各接头外表面温度和环境温度，将接头表面温度与环境温度进行差值比较，计算得到电缆接头温升参数；

2)、其次提取温升超过预设阈值的监测点，将该电缆头相邻的横向和纵向电缆接头温升进行比较，分析各电缆接头温升差异性，确定温升显著增加是否为普遍现象；

3)、最后同步分析温升与旁路电缆负荷电流之间的对应关系，根据负荷电流大小诊断电缆接头是绝缘出现故障或接触不良故障。

进一步地，云服务器存储诊断结果，将故障电缆接头编号及故障类型通过短信自动发送到用户终端上，实现对旁路电缆接头故障点预警。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

1、同步采集旁路电缆线路上载荷电流及所有电缆接头处温升，分析电缆头温升与载荷电流的变化规律，及时发现电缆接头出现接触或绝缘故障；

2、利用太阳能供电及移动通讯技术，可快速实现测量点部署及组网，解决野外旁路电缆线路上试验装置应用难题；

3、利用云服务器完成数据存储、状态展示、短信预警等功能，为旁路电缆带电作业工作提供信息共享及故障预警服务。

附图说明

图1为本发明装置结构图；

图2为本发明方法流程图；

其中：1—四路测温传感器，2—载荷电流传感器，3—太阳能板，4—高能电池，5—采集模块，6—通讯模块，7—云服务器，8—用户终端。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，一种旁路电缆监控的快速组网及故障预警装置，包括测温传感器1、载荷电流传感器2、太阳能板3、高能电池4、采集模块5、通讯模块6、云服务器7、用户终端8组成；其中，测温传感器1是四路的测温传感器；

所述采集模块5分别与四路测温传感器、载荷电流传感器、太阳能板、高能电池相连，采集模块5由通讯模块6连接到云服务器7，云服务器7可与多个用户终端8相连。

载荷电流传感器2采用罗氏线圈原理，其开合式柔性结构设计可轻松固定到取样的旁路电缆上，测量范围从几十安至上千安培；四路测温传感器1利用数字式温度探头进行温度取样，采用同步方式检测三相电缆接头外表面温度及环境温度，计算得到测量点温升；测量点有光照时由太阳能板3提供装置电源，同时为高能电池4恒流充电，测量点无光照时自动切换至高能电池4供电；通讯模块6利用GPRS网络，定时将测量数据上传到云服务器7数据库保存；云服务器7上搭建有网站，利用短信对用户预警；用户终端8登录网站查看旁路电缆各测量点运行状态，当云服务器7监测到数据异常，利用多种算法定位故障点，发送短信为用户提供预警。

实施例2

如图2所示，一种旁路电缆监控的快速组网及故障预警装置的预警方法，具体过程是：

在云服务器7与测量点之间构建监测网。首先利用组态软件，在云服务器7上快速构建旁路电缆模拟电气连接关系图，图中能识别出旁路电缆接头数量、位置及相别；其次依据现场安装情况，在电气连接关系图上配置测量点ID号，当云服务器7接收到装置心跳包，则在电气连接关系图上用颜色标识测量点装置已连接，否则显示装置离线；最后当云服务器7接收到测量点数据包会自动解析，并将解析的温升及负荷电流数据更新显示在网页中的电气连接关系图上。

其中，对故障点进行预警的具体过程是：

首先云服务器7同步监测旁路电缆各接头外表面温度和环境温度，将接头表面温度与环境温度进行差值比较，计算得到电缆接头温升参数；其次提取温升超过预设阈值的监测点，将该电缆头相邻的横向和纵向电缆接头温升进行比较，分析各电缆接头温升差异性，确定温升显著增加是否为普遍现象；最后同步分析温升与旁路电缆负荷电流之间的对应关系，根据负荷电流大小诊断电缆接头是绝缘出现故障或接触不良故障。云服务器7存储诊断结果，将故障电缆接头编号及故障类型通过短信自动发送到用户终端8上，实现对旁路电缆接头故障点预警。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旁路电缆监控的快速组网及故障预警装置，其特征在于，包括测温传感器、载荷电流传感器、太阳能板、高能电池、采集模块、通讯模块、云服务器、用户终端；所述采集模块分别与测温传感器、载荷电流传感器、太阳能板、高能电池相连，采集模块由通讯模块连接到云服务器，云服务器与多个用户终端相连。

2.根据权利要求1所述的旁路电缆监控的快速组网及故障预警装置，其特征在于，所述测温传感器利用数字式温度探头进行温度取样，采用同步方式检测三相电缆接头外表面温度及环境温度，计算得到测量点温升。

3.根据权利要求2所述的旁路电缆监控的快速组网及故障预警装置，其特征在于，所述载荷电流传感器采用罗氏线圈原理，其开合式柔性结构设计可固定到取样的旁路电缆上。

4.根据权利要求3所述的旁路电缆监控的快速组网及故障预警装置，其特征在于，所述测量点有光照时由太阳能板提供装置电源，同时为高能电池恒流充电，测量点无光照时自动切换至高能电池供电。

5.根据权利要求4所述的旁路电缆监控的快速组网及故障预警装置，其特征在于，所述通讯模块利用GPRS网络，定时将测量数据上传到云服务器数据库保存。

6.根据权利要求5所述的旁路电缆监控的快速组网及故障预警装置，其特征在于，所述云服务器上搭建有网站，利用短信对用户预警；用户终端登录网站查看旁路电缆各测量点运行状态，当云服务器监测到数据异常，利用多种算法定位故障点，发送短信为用户提供预警。

7.一种旁路电缆监控的快速组网及故障预警装置的预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：云服务器与测量点之间构建监测网；

S2：依据现场安装情况，在电气连接关系图上配置测量点ID号，当云服务器接收到装置心跳包，则在电气连接关系图上用颜色标识测量点装置已连接，否则显示装置离线；

S3：当云服务器接收到测量点数据包会自动解析，并将解析的温升及负荷电流数据更新显示在网页中的电气连接关系图上。

8.根据权利要求7所述的旁路电缆监控的快速组网及故障预警装置的预警方法，其特征在于，云服务器与测量点之间构建监测网的过程是：利用组态软件，在云服务器上快速构建旁路电缆模拟电气连接关系图，图中能识别出旁路电缆接头数量、位置及相别。

9.根据权利要求8所述的旁路电缆监控的快速组网及故障预警装置的预警方法，其特征在于，对故障点进行预警的过程是：

1)、云服务器同步监测旁路电缆各接头外表面温度和环境温度，将接头表面温度与环境温度进行差值比较，计算得到电缆接头温升参数；

2)、其次提取温升超过预设阈值的监测点，将该电缆头相邻的横向和纵向电缆接头温升进行比较，分析各电缆接头温升差异性，确定温升显著增加是否为普遍现象；

3)、最后同步分析温升与旁路电缆负荷电流之间的对应关系，根据负荷电流大小诊断电缆接头是绝缘出现故障或接触不良故障。

10.根据权利要求8所述的旁路电缆监控的快速组网及故障预警装置的预警方法，其特征在于，云服务器存储诊断结果，将故障电缆接头编号及故障类型通过短信自动发送到用户终端上，实现对旁路电缆接头故障点预警。

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