35kV及以上电压等级单芯电缆附件接地电流巡检系统及巡检方法
【专利摘要】35kV及以上电压等级单芯电缆附件接地电流巡检系统及巡检方法，其中巡检系统包括：现场取电装置，为开环式高压感应取电装置；电流传感器，用于装设在电缆附件接地线上，测量接地电流；数据处理装置，包括A/D转换电路和单片机，A/D转换电路对电流传感器测得的接地电流进行A/D转换后传输至单片机；单片机对数据进行处理及分析；无线数据发射模块，连接单片机，将单片机处理及分析后的数据传送至井口处的巡检接收模块；电源模块，输入端连接现场取电装置的线圈的引线；输出端为其他装置提供电源。工作人员通过手持设备，就可以在路径巡视中实现对电缆外护层接地电流的测量，无需下井，大大减轻运维人员工作量。
【专利说明】35kV及以上电压等级单芯电缆附件接地电流巡检系统及 巡检方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电缆日常巡检用系统及巡检方法，具体是35kV及以上电压等级 单芯电缆附件接地电流巡检系统及巡检方法。
【背景技术】
[0002] 当前，对IlOkV及以上电缆日常巡视主要是对外护层接地电流的测量。根据国网 公司《输变电设备状态检修试验规程》等规定，220kV电缆巡视周期为3个月。在实际运维 中，每人所辖电缆设备众多，运行环境复杂，工作量较大。部分管沟积水严重，检测人员无法 下井测量。此外，部分接头井位于快车道，进行数据测量时，需要在快车道上设围挡、开井 口，存在一定安全隐患。
【发明内容】
[0003] 为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种35kV及以上电 压等级单芯电缆附件接地电流巡检系统及巡检方法，工作人员通过手持设备，可以在路径 巡视中实现对电缆外护层接地电流的测量，无需下井，大大减轻运维人员工作量。
[0004] 为了解决上述问题，本发明提供的35kV及以上电压等级单芯电缆附件接地电流 巡检系统，包括：
[0005] 现场取电装置，为开环式高压感应取电装置；该开环式高压取电装置包括铁芯、线 圈；所述铁芯为环形铁芯，且该环形铁芯由两个半圆形铁芯构成，两个半圆形铁芯相互对应 的端面之间设置有空隙；所述线圈为一根导线缠绕而成，导线的两端为线圈的首尾两端，线 圈的首尾两端引出引线；
[0006] 电流传感器，用于装设在电缆附件接地线上，测量接地电流；
[0007] 数据处理装置，包括A/D转换电路和单片机，A/D转换电路对电流传感器测得的接 地电流进行A/D转换后传输至单片机；单片机对数据进行处理及分析；
[0008] 无线数据发射模块，连接单片机，将单片机处理及分析后的数据传送至井口处的 巡检接收模块；
[0009] 电源模块，输入端连接现场取电装置的线圈的引线；输出端为数据处理装置、无线 数据发射模块提供电源。
[0010] 作为该巡检系统的进一步的技术方案，所述开环式高压取电装置中，两个半圆 形铁芯相互对应的端面之间的空隙宽度为〇? 3mm ;所述环形铁芯的内径为150mm，外径为 220mm〇
[0011] 更进一步的技术方案，所述开环式高压取电装置中，环形铁芯上设置有用于夹持 线缆的夹持部件，所述夹持部件设置有至少三组，每组夹持部件包括一个底座、一个夹持 块，所述底座上设置有供夹持块的底部插装的轨道，轨道的插装方向与环形铁芯的轴向平 行；多组夹持部件绕环形铁芯的轴线圆周均布。
[0012] 本发明还提供了基于上述巡检系统的35kV及以上电压等级单芯电缆附件接地电 流巡检方法，其步骤是：
[0013] 开环高压取电装置装设在电缆上，实现感应取电；
[0014] 电流传感器，装设在电缆附件接地线上，测量接地电流；
[0015] 测量的接地电流经过A/D转换电路的转换后传输至单片机，单片机进行数据处理 与分析，再通过无线数据发射模块传送至井口处，运行人员手持的无线数据发射模块在井 口处即可获得接地电流数据。
[0016] 本发明的有益效果是：在电缆附件安装数据采集与发射系统，工作人员通过手持 设备，可以在路径巡视中实现对电缆外护层接地电流的测量，无需下井，大大减轻运维人员 工作量。此外，本系统还可为实现附件接地电流历史数据查询、数据分析等功能提供基础， 可以对电缆运行状况进行诊断。本设备采用模块化设计，便于其他电缆管沟与电缆电气综 合信息检测系统的接入。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：
[0018] 图1为本发明实施例的电路结构框图；
[0019] 图2为本发明实施例中开环式高压取电装置的结构示意图；
[0020] 图中：1环形铁芯，2线圈，3空隙，4引线，5夹持部件，51底座，511轨道，52夹持 块。
【具体实施方式】
[0021] 如图1所示，该35kV及以上电压等级单芯电缆附件接地电流巡检系统，主要包括 现场取电装置、电源模块、电流传感器、数据处理装置、无线数据发射模块、无线数据发射模 块。
[0022] 所述现场取电装置，为开环式高压感应取电装置。如图2所示，该开环式高压取电 装置包括铁芯、线圈2 ;所述铁芯为环形铁芯1，且该环形铁芯1由两个半圆形铁芯构成，两 个半圆形铁芯相互对应的端面之间设置有空隙3 ;所述线圈2为一根导线缠绕而成，导线的 两端为线圈的首尾两端，线圈2的首尾两端引出引线4。该开环高压取电装置中的环形铁芯 1不闭合，空隙的磁阻远大于铁磁材料，产生的涡流较小，发热较小，解决了传统闭合铁芯发 热严重的问题。其中开口处空隙3应保证满足绝缘耐压的情况下，尽可能小，保证磁场回 路。
[0023] 该巡检系统采取的进一步的技术，所述开环式高压取电装置中，两个半圆形铁 芯相互对应的端面之间的空隙3宽度为0? 3mm ;所述环形铁芯1的内径为150mm，外径为 220mm〇
[0024] 更进一步的技术，所述开环式高压取电装置中，环形铁芯1上设置有用于夹持线 缆的夹持部件5,所述夹持部件5设置有至少三组，每组夹持部件包括一个底座51、一个夹 持块52,所述底座51上设置有供夹持块52的底部插装的轨道511，轨道511的插装方向与 环形铁芯的轴向平行；多组夹持部件5绕环形铁芯1的轴线圆周均布。
[0025] 所述电流传感器，用于装设在电缆附件接地线上，测量接地电流。
[0026] 本系统中电流传感器采用柔性互感线圈，线圈不含磁饱和元件，线性度好，标定容 易，瞬态反应能力突出，待测电流量程大，可从IOmA到1MA，相位差误差小于0. 1度，标准线 圈绝缘电压> 1000V，外加高压套管绝缘电压可达10kV，无二次开路危险及过载危险。
[0027] 电流传感器相关指标如下。
[0028] 表3电流传感器指标
【权利要求】
1. 35kV及以上电压等级单芯电缆附件接地电流巡检系统，其特征是，包括： 现场取电装置，为开环式高压感应取电装置；该开环式高压取电装置包括铁芯、线圈； 所述铁芯为环形铁芯，且该环形铁芯由两个半圆形铁芯构成，两个半圆形铁芯相互对应的 端面之间设置有空隙；所述线圈为一根导线缠绕而成，导线的两端为线圈的首尾两端，线圈 的首尾两端引出引线； 电流传感器，用于装设在电缆附件接地线上，测量接地电流； 数据处理装置，包括A/D转换电路和单片机，A/D转换电路对电流传感器测得的接地电 流进行A/D转换后传输至单片机；单片机对数据进行处理及分析； 无线数据发射模块，连接单片机，将单片机处理及分析后的数据传送至井口处的巡检 接收模块； 电源模块，输入端连接现场取电装置的线圈的引线；输出端为数据处理装置、无线数据 发射模块提供电源。
2. 根据要求1所述的35kV及以上电压等级单芯电缆附件接地电流巡检系统，其特 征是，所述开环式高压取电装置中，两个半圆形铁芯相互对应的端面之间的空隙宽度为 0? 3mm ;所述环形铁芯的内径为150mm，外径为220mm。
3. 根据要求1或2所述的35kV及以上电压等级单芯电缆附件接地电流巡检系统，其特 征是，所述开环式高压取电装置中，环形铁芯上设置有用于夹持线缆的夹持部件，所述夹持 部件设置有至少三组，每组夹持部件包括一个底座、一个夹持块，所述底座上设置有供夹持 块的底部插装的轨道，轨道的插装方向与环形铁芯的轴向平行；多组夹持部件绕环形铁芯 的轴线圆周均布。 4. 35kV及以上电压等级单芯电缆附件接地电流巡检方法，其特征是： 开环高压取电装置装设在电缆上，实现感应取电； 电流传感器，装设在电缆附件接地线上，测量接地电流； 测量的接地电流经过A/D转换电路的转换后传输至单片机，单片机进行数据处理与分 析，再通过无线数据发射模块传送至井口处，运行人员手持的无线数据发射模块在井口处 即可获得接地电流数据。
【文档编号】G01R19/25GK104391168SQ201410736261
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年12月4日 优先权日:2014年12月4日
【发明者】韩明, 李少勇, 孟庆瑞, 苏菲, 刘哲, 邝涛 申请人:国家电网公司, 国网山东省电力公司济南供电公司