CN211826315U - 一种电力电缆异常监测*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电力电缆异常监测***,该***包括电缆测温单元,用于实时测量电缆的温度并将该温度信号发送给电缆监控平台;电缆局部放电监测单元,用于实时测量电缆线路以及电缆接头的局部放电电流并将电流信号发送给电缆监控平台;电缆护套环流监测单元,用于实时测量接地电缆线路金属护套的接地电流并将电流信号发送给电缆监控平台;电缆故障预警单元,用于发出电缆故障警报;以及电缆监控平台,用于记录并显示电缆温度数据、电缆局部电流数据以及电缆金属护套接地电流数据。通过分布式光纤测温***实时检测高压电缆的温度,并将温度数据上报电缆监控平台,实现远程监控,进而实时得到电缆允许状态信息,做到故障前的实时报警和测距。
Description
技术领域
本实用新型属于电力电缆技术领域,尤其涉及一种电力电缆异常监测***。
背景技术
随着工业和居民用电量的增长,现有电力电缆的输电容量不断增加。电力电缆作为连接发、供电网络的桥梁和纽带,在电力运营网络中有着非常重要的作用。随着社会的进步,各行各业对电力的需求呈逐年上升趋势,电力电缆的使用量也随之逐年增加。由于电力电缆铺设在地下,运行环境相对恶劣,因此,电缆故障造成的突发停电、火灾隐患等事故时有发生。通常情况下电缆线路的运行状况主要通过人为定期巡检完成,因此许多绝缘缺陷和潜在的故障无法及时被发现。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述存在的技术问题,提供一种电力电缆异常监测***,该***可以对接地电缆温度、局部放电和护套环流的状态进行检测,及时发现隐患点所在位置的温度、局放以及护套环流情况,并发出预警。
本实用新型的目的是这样实现的:一种电力电缆异常监测***,其中,该***包括电缆测温单元,用于实时测量接地电缆的温度并将该温度信号发送给电缆监控平台;电缆局部放电监测单元,用于实时测量接地电缆线路以及接地电缆接头的局部放电电流并将电流信号发送给电缆监控平台;电缆护套环流监测单元,用于实时测量接地电缆线路金属护套的接地电流并将电流信号发送给电缆监控平台;电缆故障预警单元,用于发出电缆故障警报;以及电缆监控平台,用于记录并显示电缆温度数据、电缆局部电流数据以及电缆金属护套接地电流数据,在温度数据、局部电流数据以及接地电流数据超出预警预定值时,所述电缆监控平台向所述电缆故障预警单元发送信号并使其发出警报。
通过采用上述技术方案,电缆测温单元可测量接地电缆的实时温度,当温度出现异常时发出报警,避免了电缆长时间处于过热状态,以保障电缆安全运行;
电缆局部放电监测单元能够用于实时测量电缆线路和电缆接头的局部放电信号,根据放电信号,得到故障位置和故障原因;
电缆护套环流监测单元可实时测量电缆线路金属护套的接地电流,当接地电缆超出预警预定值时进行报警,当接地线被盗时,产生报警,并通知巡检人员,其中关于电缆护套环流监测单元上的护层环流及运行电流传感器可选用磁导率高的硅钢片为导磁材料,其半圆环形铁芯和二次绕组采用环氧树脂真空浇筑封装,而护套电流采集器采用全封闭式铸铝外壳,并采用高精度真有效值检测技术,能够测量各种畸变波形的电流有效值;
电缆监控平台用于记录并显示电缆温度、局放、载流量、护套环流等数据,在电缆出现异常时会通过该电路状态监控平台显示故障位置、报警时间、故障类型、设备名称,并发生提醒管理人员,而且电缆监控平台可对电缆劣化程度进行判别,对故障预警进行分级管理,并按照不同故障预警等级启动相应等级应急处理预警信息。对每个分区的报警探测分为最大温度(定温)、内温升温速率(差温)最高温度与平均温度之间差值(温度均匀程度)三种方式。电缆监控平台还可设定各种探测温度的报警阈值,以及图形化实时显示。可利用行波故障测距技术,实现故障点距离测算。电缆监控平台实时在线监测每天被测电缆运行情况,通过对故障后各馈线之前暂态的相同时刻数据的分析,获得按照发生“可恢复性故障”可能性大小排列的选线序列。根据具体电缆发出预警信息从而确定故障线路。
本实用新型进一步设置为:所述***还包括数据存储单元,用于存储电缆敷设路径、电缆型号规格以及电缆检修历史数据,所述电缆故障预警单元发出警报后所述存储单元将已存储的故障的电缆数据发送给所述电缆监控平台并使其显示于电缆监控平台上。
通过采用上述技术方案,通过设置数据存储单元,并在数据存储单元内存储电缆敷设路径、电缆型号规格以及维修检修历史数据等,在电缆故障预警单元发出报警时,电缆监控平台可自动弹出上述信息,以便于供维修人员参考。
本实用新型进一步设置为:所述电缆测温单元为敷设于电缆上的分布式光纤测温***,所述分布式光纤测温***包括分布式光纤测温主机,所述分布式光纤测温主机有多个且分别通过以太网连接于所述电缆监控平台上;测温光纤,所述测温光纤有多条且分别敷设于各电缆上后与各所述分布式光纤测温主机相连;所述分布式光纤测温主机用于向测温光纤发射激光并将测温光纤对电缆所感应的实时温度信号经调解处理后发送给所述电缆监控平台;其中,所述测温光纤通过卡扣管固定于电缆表面,所述卡扣管由半圆弧的第一夹体和半圆弧的第二夹体构成,所述第一夹体与所述第二夹体其中一端进行铰接,另一端通过第一固定螺栓进行固定,所述第一夹体正对于所述第二夹体的一端面开设有供测温光纤嵌入线槽,所述线槽沿所述第一夹体的长度方向设置且位于所述第一夹体的中间位置。
通过采用上述技术方案,分布式光纤测温***是利用拉曼散射来实现温度测量,并通过光时域反射实现温度定位。当向测温光纤中注入光脉冲后,会发生拉曼散射,一部分是背向散射,另一部分是前向散射,测温光纤上有不同的散射点,根据背向散射信号的时间和强度分析具体的温度和位置。为降低测温光纤测量温度的误差范围,对此需要将测温光纤与电缆紧密接触;本实用新型采用卡扣管来进行安装测温光纤,其中,为使测温光纤与电缆紧密接触,对此在第一夹体上开设有用于供测温光纤嵌入的线槽,在测温光纤嵌入到线槽内后,再将电缆卡入第一夹体上,最后转动第二夹体,并通过第一固定螺栓将第二夹体锁紧在第一夹体上,从而完成安装,该安装方式与现有的安装方式的不同点在于增设有线槽,线槽的作用不仅能够对测温光纤进行限位,而且还避免挤压测温光纤,造成测温光纤破裂。
本实用新型进一步设置为:所述线槽内壁呈半圆形以供所述测温光纤部分嵌入。
通过采用上述技术方案,半圆形的线槽事实上可使测温光纤嵌入大部分,剩余部分使其裸露于外,以用于与电缆相接处。
本实用新型进一步设置为:所述第一夹体上开设有第一连接耳,所述第二夹体上开设有与所述第一连接耳相对的第二连接耳,所述第一连接耳与所述第二连接耳由所述第一固定螺栓进行固定,所述第二连接耳正对于所述第一连接耳的一端设置有限位卡块,所述第一连接耳上设置有供所述限位卡块嵌入的限位凹槽,所述第一连接耳上还设通向所述限位凹槽的螺纹孔,所述螺纹孔内设置有第二固定螺栓,所述限位卡块上还设置有所述限位卡块嵌入所述限位凹槽内后,供所述第二固定螺栓穿过所述限位凹槽后嵌入的条形槽,所述条形槽沿所述限位卡块的长度方向设置,且所述条形槽底部沿其长度方向分布有若干个供所述第二固定螺栓嵌入的凹陷部。
通过采用上述技术方案,在第一夹体上设置第一连接耳,第二夹体上设置第二连接耳,通过增大或缩小第一连接耳与第二连接耳之间的间距使卡扣管可用于不同外径的电缆的安装,以提高卡扣管的使用范围;在第一连接耳上设置限位凹槽,在第二连接耳上设置限位卡块,当第二夹体安装于第一夹体上后,通过限位卡块与限位凹槽的结合以提高第一夹体与第二夹体之间的接触面积,进而提高二者之间的连接强度,由于第一固定螺栓是竖直的方式进行旋转固定的,为进一步提高连接强度,对此设置有第二固定螺栓,通过第二固定螺栓来对第一夹体和第二夹体横向固定。
本实用新型进一步设置为:所述分布式光纤测温主机的处理芯片采用ASIC运算处理芯片。
通过采用上述技术方案,分布式光纤测温主机用于发射激光、信号采集,对此可采用ASIC运算处理芯片进行运算处理,其可设置多级的超温报警和多级的升温速率。
本实用新型的有益效果是:1、本实用新型通过分布式光纤测温***实时检测高压电缆的温度,并将温度数据上报电缆监控平台,实现远程监控,进而实时得到电缆允许状态信息,做到故障前的实时报警和测距,使得维护人员能够在电缆故障之前对电缆进线正确处理,大幅度提高电网自动化程度,保证电网的安全性和可靠性,节约了运行成本,减少了大量人力物力消耗;2、为降低测温光纤测量温度的误差范围,对此需要将测温光纤与电缆紧密接触;本实用新型采用卡扣管来进行安装测温光纤,该安装方式与现有的安装方式的不同点在于增设有线槽,线槽的作用不仅能够对测温光纤进行限位,而且还避免挤压测温光纤,造成测温光纤破裂。
附图说明
图1是本实用新型的结构原理示意图;
图2是本实用新型电缆测温单元的结构示意图;
图3是本实用新型卡扣管的结构示意图;
图中附图标记为:10、电缆测温单元;101、分布式光纤测温主机;102、以太网;103、测温光纤;20、电缆局部放电监测单元;30、电缆护套环流监测单元;40、电缆故障预警单元;50、电缆监控平台;60、数据存储单元;1、卡扣管;11、第一夹体;111、线槽;112、第一连接耳;113、限位凹槽;12、第二夹体;121、第二连接耳;122、限位卡块;123、条形槽;13、第一固定螺栓;14、第二固定螺栓。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员能更好地理解本实用新型中的技术方案,下面结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述:
一种电力电缆异常监测***,如图1所示,其中,该***包括电缆测温单元10,用于实时测量接地电缆的温度并将该温度信号发送给电缆监控平台50;电缆局部放电监测单元20,用于实时测量接地电缆线路以及接地电缆接头的局部放电电流并将电流信号发送给电缆监控平台50;电缆护套环流监测单元30,用于实时测量接地电缆线路金属护套的接地电流并将电流信号发送给电缆监控平台50;电缆故障预警单元40,用于发出电缆故障警报;以及电缆监控平台50,用于记录并显示电缆温度数据、电缆局部电流数据以及电缆金属护套接地电流数据,在温度数据、局部电流数据以及接地电流数据超出预警预定值时,电缆监控平台50向电缆故障预警单元40发送信号并使其发出警报。
电缆测温单元10可测量接地电缆的实时温度,当温度出现异常时发出报警,避免了电缆长时间处于过热状态,以保障电缆安全运行;
电缆局部放电监测单元20能够用于实时测量电缆线路和电缆接头的局部放电信号,根据放电信号,得到故障位置和故障原因;
电缆护套环流监测单元30可实时测量电缆线路金属护套的接地电流,当接地电缆超出预警预定值时进行报警,当接地线被盗时,产生报警,并通知巡检人员,其中关于电缆护套环流监测单元30上的护层环流及运行电流传感器可选用磁导率高的硅钢片为导磁材料,其半圆环形铁芯和二次绕组采用环氧树脂真空浇筑封装,而护套电流采集器采用全封闭式铸铝外壳,并采用高精度真有效值检测技术,能够测量各种畸变波形的电流有效值;
电缆监控平台50用于记录并显示电缆温度、局放、载流量、护套环流等数据,在电缆出现异常时会通过该电路状态监控平台显示故障位置、报警时间、故障类型、设备名称,并发生提醒管理人员,而且电缆监控平台50可对电缆劣化程度进行判别,对故障预警进行分级管理,并按照不同故障预警等级启动相应等级应急处理预警信息。对每个分区的报警探测分为最大温度(定温)、内温升温速率(差温)最高温度与平均温度之间差值(温度均匀程度)三种方式。电缆监控平台50还可设定各种探测温度的报警阈值,以及图形化实时显示。可利用行波故障测距技术,实现故障点距离测算。电缆监控平台50实时在线监测每天被测电缆运行情况,通过对故障后各馈线之前暂态的相同时刻数据的分析,获得按照发生“可恢复性故障”可能性大小排列的选线序列。根据具体电缆发出预警信息从而确定故障线路。
监测***还包括数据存储单元60,用于存储电缆敷设路径、电缆型号规格以及电缆检修历史数据,电缆故障预警单元40发出警报后存储单元将已存储的故障的电缆数据发送给电缆监控平台50并使其显示于电缆监控平台50上。
通过设置数据存储单元60,并在数据存储单元60内存储电缆敷设路径、电缆型号规格以及维修检修历史数据等,在电缆故障预警单元40发出报警时,电缆监控平台50可自动弹出上述信息,以便于供维修人员参考。
如图2所示,电缆测温单元10为敷设于电缆上的分布式光纤测温***,分布式光纤测温***包括分布式光纤测温主机101,分布式光纤测温主机101有多个且分别通过以太网102连接于电缆监控平台50上;测温光纤103,测温光纤103有多条且分别敷设于各电缆上后与各分布式光纤测温主机101相连;分布式光纤测温主机101用于向测温光纤103发射激光并将测温光纤103对电缆所感应的实时温度信号经调解处理后发送给电缆监控平台50;
其中,如图3所示,测温光纤103通过卡扣管1固定于电缆表面,卡扣管1由半圆弧的第一夹体11和半圆弧的第二夹体12构成,第一夹体11与第二夹体12其中一端进行铰接,另一端通过第一固定螺栓13进行固定,第一夹体11正对于第二夹体12的一端面开设有供测温光纤103嵌入线槽111,线槽111沿第一夹体11的长度方向设置且位于第一夹体11的中间位置。
分布式光纤测温***是利用拉曼散射来实现温度测量,并通过光时域反射实现温度定位。当向测温光纤103中注入光脉冲后,会发生拉曼散射,一部分是背向散射,另一部分是前向散射,测温光纤103上有不同的散射点,根据背向散射信号的时间和强度分析具体的温度和位置。为降低测温光纤103测量温度的误差范围,对此需要将测温光纤103与电缆紧密接触;
本实用新型采用卡扣管1来进行安装测温光纤103,其中,为使测温光纤103与电缆紧密接触,对此在第一夹体11上开设有用于供测温光纤103嵌入的线槽111,在测温光纤103嵌入到线槽111内后,再将电缆卡入第一夹体11上,最后转动第二夹体12,并通过第一固定螺栓13将第二夹体12锁紧在第一夹体11上,从而完成安装,该安装方式与现有的安装方式的不同点在于增设有线槽111,线槽111的作用不仅能够对测温光纤103进行限位,而且还避免挤压测温光纤103,造成测温光纤103破裂。
第一夹体11上开设有第一连接耳112,第二夹体12上开设有与第一连接耳112相对的第二连接耳121,第一连接耳112与第二连接耳121由第一固定螺栓13进行固定,第二连接耳121正对于第一连接耳112的一端设置有限位卡块122,第一连接耳112上设置有供限位卡块122嵌入的限位凹槽113,第一连接耳112上还设通向限位凹槽113的螺纹孔,螺纹孔内设置有第二固定螺栓14,限位卡块122上还设置有限位卡块122嵌入限位凹槽113内后,供第二固定螺栓14穿过限位凹槽113后嵌入的条形槽123,条形槽123沿限位卡块122的长度方向设置,且条形槽123底部沿其长度方向分布有若干个供第二固定螺栓14嵌入的凹陷部。
在第一夹体11上设置第一连接耳112,第二夹体12上设置第二连接耳121,通过增大或缩小第一连接耳112与第二连接耳121之间的间距使卡扣管1可用于不同外径的电缆的安装,以提高卡扣管1的使用范围;在第一连接耳112上设置限位凹槽113,在第二连接耳121上设置限位卡块122,当第二夹体12安装于第一夹体11上后,通过限位卡块122与限位凹槽113的结合以提高第一夹体11与第二夹体12之间的接触面积,进而提高二者之间的连接强度,由于第一固定螺栓13是竖直的方式进行旋转固定的,为进一步提高连接强度,对此设置有第二固定螺栓14,通过第二固定螺栓14来对第一夹体11和第二夹体12横向固定。
优化的,线槽111内壁呈半圆形以供测温光纤103部分嵌入。半圆形的线槽111事实上可使测温光纤103嵌入大部分,剩余部分使其裸露于外,以用于与电缆相接处。
优化的,第一固定螺栓13设置于第一连接耳112和第二连接耳121的中间部位,第一连接耳112上的限位凹槽113有两个且位于其两侧设置,相应的第二连接耳121上的限位卡块122也有两个且位于其两侧,可分别嵌入到两限位凹槽113内,用于横向固定的第二固定螺栓14也有两个且分别用于限制两限位卡块122移动。
优化的,分布式光纤测温主机101的处理芯片采用AS I C运算处理芯片。分布式光纤测温主机101用于发射激光、信号采集,对此可采用AS I C运算处理芯片进行运算处理,其可设置多级的超温报警和多级的升温速率。
上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例,而不是全部实施例,本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下,基于上述实施例而获得的其他实施例,都应当属于本实用新型保护的范围,故:凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电力电缆异常监测***,其特征在于:该***包括电缆测温单元(10),用于实时测量接地电缆的温度并将该温度信号发送给电缆监控平台(50);电缆局部放电监测单元(20),用于实时测量接地电缆线路以及接地电缆接头的局部放电电流并将电流信号发送给电缆监控平台(50);电缆护套环流监测单元(30),用于实时测量接地电缆线路金属护套的接地电流并将电流信号发送给电缆监控平台(50);电缆故障预警单元(40),用于发出电缆故障警报;以及电缆监控平台(50),用于记录并显示电缆温度数据、电缆局部电流数据以及电缆金属护套接地电流数据,在温度数据、局部电流数据以及接地电流数据超出预警预定值时,所述电缆监控平台(50)向所述电缆故障预警单元(40)发送信号并使其发出警报。
2.根据权利要求1所述的一种电力电缆异常监测***,其特征在于:所述***还包括数据存储单元(60),用于存储电缆敷设路径、电缆型号规格以及电缆检修历史数据,所述电缆故障预警单元(40)发出警报后所述存储单元将已存储的故障的电缆数据发送给所述电缆监控平台(50)并使其显示于电缆监控平台(50)上。
3.根据权利要求1所述的一种电力电缆异常监测***,其特征在于:所述电缆测温单元(10)为敷设于电缆上的分布式光纤测温***,所述分布式光纤测温***包括分布式光纤测温主机(101),所述分布式光纤测温主机(101)有多个且分别通过以太网(102)连接于所述电缆监控平台(50)上;测温光纤(103),所述测温光纤(103)有多条且分别敷设于各电缆上后与各所述分布式光纤测温主机(101)相连;所述分布式光纤测温主机(101)用于向测温光纤(103)发射激光并将测温光纤(103)对电缆所感应的实时温度信号经调解处理后发送给所述电缆监控平台(50);其中,所述测温光纤(103)通过卡扣管(1)固定于电缆表面,所述卡扣管(1)由半圆弧的第一夹体(11)和半圆弧的第二夹体(12)构成,所述第一夹体(11)与所述第二夹体(12)其中一端进行铰接,另一端通过第一固定螺栓(13)进行固定,所述第一夹体(11)正对于所述第二夹体(12)的一端面开设有供测温光纤(103)嵌入线槽(111),所述线槽(111)沿所述第一夹体(11)的长度方向设置且位于所述第一夹体(11)的中间位置。
4.根据权利要求3所述的一种电力电缆异常监测***,其特征在于:所述线槽(111)内壁呈半圆形以供所述测温光纤(103)部分嵌入。
5.根据权利要求3所述的一种电力电缆异常监测***,其特征在于:所述第一夹体(11)上开设有第一连接耳(112),所述第二夹体(12)上开设有与所述第一连接耳(112)相对的第二连接耳(121),所述第一连接耳(112)与所述第二连接耳(121)由所述第一固定螺栓(13)进行固定,所述第二连接耳(121)正对于所述第一连接耳(112)的一端设置有限位卡块(122),所述第一连接耳(112)上设置有供所述限位卡块(122)嵌入的限位凹槽(113),所述第一连接耳(112)上还设通向所述限位凹槽(113)的螺纹孔,所述螺纹孔内设置有第二固定螺栓(14),所述限位卡块(122)上还设置有所述限位卡块(122)嵌入所述限位凹槽(113)内后,供所述第二固定螺栓(14)穿过所述限位凹槽(113)后嵌入的条形槽(123),所述条形槽(123)沿所述限位卡块(122)的长度方向设置,且所述条形槽(123)底部沿其长度方向分布有若干个供所述第二固定螺栓(14)嵌入的凹陷部。
6.根据权利要求3所述的一种电力电缆异常监测***,其特征在于:所述分布式光纤测温主机(101)的处理芯片采用ASIC运算处理芯片。
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