[發明專利]一種高壓電纜在線監測系統

在審

• 申請號: 202110752632.3
• 申請日: 2021-07-02
• 公開（公告）號: CN113671306A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 王靜思;孟真;張茜;崔登浩;張家璽;劉芬;劉澤坤;李志文;孫建宇;王莉;張振海
• 申請（專利權）人: 韓金寶;山東電力高等專科學校
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

本公開公開了一種高壓電纜在線監測系統及方法，包括：對接地環流、接地線溫度、接地箱振動等數據量同時進行監測與數據采集；在監測裝置的主控模塊中進行解析和有效值計算；數據通過通信模塊傳輸到上位機軟件；上位機軟件分析數據歷史數據比對問題排查；本公開實現了電纜故障預警及對電纜問題高發區域進行問題排查功能，可視化數據方便配電網故障排查人員進行電纜多狀態在線監測，提高了電網事故查找能力和供電可靠性。

技術領域

本公開屬于高壓電纜多狀態量在線監測技術領域，尤其涉及一種高壓電纜 在線監測系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在 先技術。

電力電纜在電網中的使用越來越多，電力電纜的安全運行是整個電纜網平 穩運行的基本保障，其對電網運行安全性與穩定性的意義日益凸顯；電纜一旦 出現故障，由于敷設環境的特殊性，高低溫、降水、覆冰和污穢等惡劣天氣， 故障點的查找與排除非常困難，嚴重影響到電網的可靠性；施工安裝工藝不當 是導致高壓電纜故障的主要原因，占比47.1％；制造質量是高壓電纜故障的根本 原因，占比25.3％；外力破壞是高壓電纜故障的重要原因，占比17.2％。目前， 我國電力電纜檢修的主要方式是以時間為標準的定期檢修，對保證電纜的安全 運行起到了重要作用。

除電纜本體外，電力電纜極其附件的安全性和穩定性是整個電纜網絡可以 平穩運行的基本保障；而電纜附件結構復雜、施工工藝要求精準，對安裝現場 要求性高的特點讓電纜附件發生故障的頻率高于電纜本體，更容易產生故障； 國家電網公司2019年電纜線路故障數據統計表明，在電纜設備(包含電纜本體、 電纜接頭和電纜終端)因缺陷引發的故障中，電纜接頭和電纜終端故障次數的 占比最大，占比為85.4％，在這個占比中電纜終端占比為45.7％。

發明人發現，目前提出的各監測方法監測狀態單一，監測方法在各自的領 域都已經成熟，但監測量單一，可能導致無法及時發現電纜故障，無法避免嚴 重的電纜事故的發生，總體檢修效率不高；對高壓電纜本體及戶外終端的檢修 及故障預防主要是定期檢修模式；定期檢修模式主要依賴于檢修規章和人員經 驗，檢修手段全面但針對性不強，常常出現臨時性檢修頻繁、檢修不足或過剩、 盲目檢修等問題，消耗了大量的人力物力但仍無法避免嚴重的戶外電纜終端引 發的事故，總體檢修效率不高；以上問題目前在電網運行中普遍存在，嚴重制 約了電纜故障的排查工作，不利于提高供電的可靠性穩定性。

發明內容

本公開為了解決上述問題，提出了一種高壓電纜在線監測系統；本公開實 現了電纜故障預警及對電纜問題高發區域進行問題排查功能，可視化數據方便 配電網故障排查人員進行電纜多狀態在線監測，提高了電網事故查找能力和供 電可靠性。

第一方面，為了實現上述目的，本公開提供了一種高壓電纜在線監測系統， 采用如下技術方案：

一種高壓電纜在線監測系統，包括數據采集模塊、主控模塊、通信模塊和 上位機；

所述數據采集模塊，被配置為：采集電纜的接地環流、接地線溫度和接地 箱振動數據；

所述主控模塊，被配置為：對電纜的接地環流、接地線溫度和接地箱振動 數據進行解析和有效計算；

所述通信模塊，被配置為：將所述主控模塊中解析和有效計算后的數據上 傳到所述上位機；

所述上位機，被配置為：對比所述通信模塊上傳的實時數據與電纜安全運 行數據，對電纜問題高發區域進行問題排查。

進一步的，所述主控制模塊選用STM32L476RGT6芯片，是基于ARMCortex-M4 內核的控制器。

進一步的，所述主控制模塊中以FreeROTS為核心設計軟件，協調監測目前 的采集任務，同時借助STM32的浮點運算和乒乓緩沖存儲結構，對采集到的電 流數據進行有效值計算。