[發明專利]基于無低壓電源環境下的高壓電纜綜合在線監測裝置

在審

• 申請號: 201811053240.2
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109142975A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 樂坤;任樹清;郝澤琪;王勃;孟醒;邵強;楊宇全;凌天涵;曹北建;陳麗羽;劉玉珩;蘇旭
• 申請（專利權）人: 國網天津市電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01D21/02
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 王顕

本發明公開了一種基于無低壓電源環境下的高壓電纜綜合在線監測裝置，其包括獨立的電源模塊、數據采集模塊和后臺數據處理模塊；電源模塊利用太陽能電池板與大容量鋰電池組結合的方式為整個裝置供電；數據采集模塊可實現對電纜工井井蓋、水位、氣體的在線監測，后臺數據處理模塊對電纜運行數據進行收集處理，可以通過連續的數據監測發現電纜運行中微小的隱患，讓運維人員及時處理，降低了電纜運維難度，保證電纜的運行安全。本發明的監測裝置適用范圍廣，能夠幫助運維人員及時發現高壓電纜的運行缺陷，極大地降低了運維檢修成本，縮短了故障停電時間，維護了電網穩定性。

技術領域

本發明涉及電力電纜設備監測領域，尤其是一種基于無低壓電源環境下的高壓電纜綜合在線監測裝置。

背景技術

為適應城市電網的建設和現代化企業的發展，保證供電系統的安全可靠，同時為了美化環境，節約線路走廊用地，城市中原本縱橫交錯的架空輸電網絡正逐漸被地下電纜供電系統所取代。隨著電纜線路在輸電線路中占比越來越高，電纜運維人員的任務越來越繁重，實現電纜的在線監測變得尤為重要。如今常用的電纜在線監測裝置分為兩種：一是需要低壓電源供電才能實現功能，然而35千伏及以上的高壓電纜75％以上分布于荒郊野外，電纜運行現場并無可用低壓電源；二是需要電流互感器直接在運行電纜上取電作為裝置電源，然而此種取電方式對電纜的正常運行會產生影響。因此這些電纜在線監測裝置并不適用于電纜實際運行現場。

發明內容

本發明的目的在于解決上述技術問題而提供一種基于無低壓電源環境下的高壓電纜綜合在線監測裝置，其穩定可靠、安全性高、效率高、降低了電纜運維難度，并能夠實現全方位的監測。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種基于無低壓電源環境下的高壓電纜綜合在線監測裝置，包括獨立的電源模塊、數據采集模塊和后臺數據處理模塊；

所述電源模塊包括太陽能電池板、大容量鋰電池組和光伏控制器，其中太陽能電池板為鋰電池充電，大容量鋰電池組為整套監測裝置提供電源，光伏控制器控制大容量鋰電池組的充放電并穩定大容量鋰電池組的供電電壓；

所述數據采集模塊包括五個監測單元，分別為電纜溫度監測單元、電流監測單元、電纜工井井蓋開合狀態監測單元、電纜工井水位狀態監測單元及電纜工井氣體監測單元，五個監測單元連接監測主機；

其中，電纜溫度監測單元利用熱電效應，能夠連續產生與其長度所及范圍內最高溫度點溫度相對應的毫伏信號，不僅能測定溫度異變的幅度，而且能確定溫度異變的地點，以達到測量電纜本體及接頭溫度的目的；

電流監測單元用于測取電纜的運行電流和接地電流是否符合要求；

電纜工井井蓋開合狀態監測單元用于監測井蓋開合狀態；

電纜工井水位狀態監測單元用于監測工井水位高度并向系統反饋水位高度；

電纜工井氣體監測單元用于監測工井內氧氣、一氧化碳、硫化氫、二氧化碳的含量；

所述后臺數據處理模塊包括數據傳輸設備和后臺數據處理軟件，所述數據傳輸設備用于實現監測主機與網絡服務器間的數據傳輸，將數據采集模塊測量的所有數據通過網絡傳輸給后臺服務器；所述后臺數據處理軟件用于處理收到的測量數據，將其顯示在主界面，并判斷高壓電纜的運行狀態和運行環境狀態。

進一步地，所述大容量鋰電池組是容量為50AH磷酸鐵鋰電池，額定電壓為9-12.6V。

進一步地，所述監測主機用USR-G780主機，采用的是IP68級防水外殼，通過AT指令進行設置，以實現各監測單元到后臺服務器的雙向數據透明傳輸。

進一步地，所述電纜溫度監測單元采用可測量電纜縱向溫度的分布式溫度傳感器，使用單根光纖就可同時測量電纜多點故障時的溫度，分布式溫度傳感器實時將電纜本體溫度及接頭溫度傳輸給監測主機。