一种埋地电缆温度的无线监测系统的制作方法

1.本发明涉及新能源发电中的监测系统，具体涉及电缆温度监控系统。


背景技术：

2.在新能源风力发电场中，风机到箱变的电压等级一般是690v，使用的是1kv的输电电缆；箱变到升压站的电压等级一般是35kv，使用的是35kv的输电线缆；升压站输出的并网电压一般是110kv或220kv，使用的是110kv或220kv的架空电缆并到整个输电电网中。
3.在陆地上的新能源发电中，风机到箱变的1kv输电电缆以及大部分的箱变到升压站的35kv输电电缆一般直接埋在地底，由于风机容易受外部风速等环境的干扰，以及风机本身电子开关的动作干扰，使其发的电含有谐波、电压波动等电能质量问题，会导致输电电缆发热。而且电缆接口处因为电阻增大，流过相同大小的电流时，功耗也会增大，发热也会更加严重。电缆的发热，又加上土壤、雨水、温度等外部环境因素的共同作用，会导致发热严重处的输电电缆绝缘层老化的更快，提前达到电缆的使用年限。如果不及时更换，输电电缆绝缘层的老化，导致对地阻抗减小，会导致严重的漏电事故发生。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种埋地电缆温度的无线监测系统，可以及时有效的监测电缆温度的变化，发现异常情况及时处理更换。
5.本发明的技术方案是，一种埋地电缆温度的无线监测系统，包括多个电缆温度监测装置、电源管理模块、lora通信模块、低功耗处理器模块、存储模块、时钟模块、模数转换模块、信号处理模块、电缆温度数据管理平台；
6.所述电源管理模块给整个无线监测系统提供电能；
7.一个所述电缆温度监测装置包括土壤温度传感器和电缆温度传感器，所述电缆温度传感器用于采集电缆温度，所述土壤温度传感器用于采集电缆附近的土壤温度，然后将将两个传感器采集到的电缆温度和土壤温度小模拟信号由所述信号处理模块进行放大处理，所述模数转换模块再将信号处理模块放大处理后的模拟信号转化为数字信号送入低功耗处理器模块处理计算；
8.所述时钟模块为记录的每个电缆温度和土壤温度数据加上时间标志；
9.所述存储模块用于缓存一段时间内的电缆温度和土壤温度数据；当无线通信暂时连接不上，数据无法传输的时候，先缓存在本地，等通信恢复后再上传；
10.所述lora通信模块将低功耗处理器模块计算处理后的电缆温度和土壤温度数据通过lora无线上传至lora网关，再由lora网关上传到电缆温度数据管理平台计算分析；
11.所述电缆温度数据管理平台通过无线通信方式每隔1分钟将每个电缆温度监测装置1分钟内的电缆温度和土壤温度平均值读取上来，并保存在存储模块中，管理平台会对这些数据进行命名管理，形成一个所有输电线缆的拓扑结构，管理平台保存这些数据并计算分析，通过两个温度传感器测量到的温度就可以判断电缆温度是否正常，当监测到电缆异
常时，电缆温度数据管理平台会发出报警信号，从而可以快速定位到哪条电缆的哪个监测点温度异常，及时去现场排查，快速抢修。
12.进一步地，所述电缆温度传感器与电缆紧贴在一起，并且外面包裹着一层隔温层，在电缆温度传感器方圆0.1米处同一深度位置放置一个所述土壤温度传感器，用来采集线缆监测点附近的土壤温度。
13.进一步地，所述电源管理模块白天由太阳能电池板供电，多余的电能储存在锂电池，当电源管理模块电能不够时，锂电池可以为电源管理模块充电。
14.本发明通过对埋地的输电电缆进行温度监测，特别是电缆连接处，电缆两头等重要的地方要重点监测；并且还需要监测线缆方圆0.1米范围、同一深度的土壤温度，这样通过对比土壤温度来判断线缆温度是否正常，然后将每个监测点的温度数据，通过无线方式传输到统一的电缆温度数据管理平台进行分析对比，设置好一定的关联关系，就可以通过电缆温度数据管理平台查看到每条线缆不同位置的实时温度数据，历史温度变化情况等。
15.本发明的优点：
16.1.一个电缆温度监测装置具有两个温度传感器，一个用于测量电缆温度，一个用于测量电缆附近的土壤温度，通过两个温度传感器之间测量到的温度差就可以判断电缆温度是否正常。
17.2.电缆温度监测装置使用lora无线通讯方式，通讯距离远，通信模块和处理器都选用低功耗的，这样使用一小块太阳能电池板加一块锂电池，就能使其长时间工作，保证数据稳定上传。
18.3.电缆温度数据管理平台会每隔1分钟，将每个电缆温度监测装置1分钟内的两个温度平均值读取上来，并保存在存储模块中。由于温度不是一个突变的值，所以1分钟1个平均温度完全能够反映电缆的实时温度，数据量已经足够详细。这样可以降低历史数据的存储量，通过管理平台可以看到每年电缆温度变化情况，从而可以提前判断电缆的使用年限是否已经到达。
19.4.当监测到电缆异常时，电缆温度数据管理平台会发出报警信号，从而可以快速定位到哪条电缆的哪个监测点的温度异常，及时去现场排查，当真的有问题发生时也能快速抢修。
附图说明
20.图1为本发明的系统组成示意图。
21.图2为电缆温度监测装置的整体框架示意图。
具体实施方式
22.如图1、图2所示，本实施例提供的一种埋地电缆温度的无线监测系统，一种埋地电缆温度的无线监测系统，包括多个电缆温度监测装置、电源管理模块、lora通信模块、低功耗处理器模块、存储模块、时钟模块、模数转换模块、信号处理模块、电缆温度数据管理平台；
23.所述电源管理模块给整个无线监测系统提供电能；
24.所述一个电缆温度监测装置包括土壤温度传感器和电缆温度传感器两个温度传
感器，所述电缆温度传感器用于采集电缆温度，所述土壤温度传感器用于采集电缆附近的土壤温度，然后将将两个传感器采集到的电缆温度和土壤温度小模拟信号由所述信号处理模块进行放大处理，所述模数转换模块再将信号处理模块放大处理后的模拟信号转化为数字信号送入低功耗处理器模块处理计算，并控制各个模块工作；
25.所述时钟模块为记录的每个电缆温度和土壤温度数据加上时间标志；
26.所述存储模块用于缓存一段时间内的电缆温度和土壤温度数据；当无线通信暂时连接不上，数据无法传输的时候，先缓存在本地，等通信恢复后再上传；
27.所述lora通信模块将低功耗处理器模块计算处理后的电缆温度和土壤温度数据通过lora无线上传至lora网关，再由lora网关上传到电缆温度数据管理平台；
28.所述电缆温度数据管理平台通过无线通信方式每隔1分钟将每个电缆温度监测装置1分钟内的电缆温度和土壤温度平均值读取上来，并保存在存储模块中，管理平台会对这些数据进行命名管理，形成一个所有输电线缆的拓扑结构，管理平台保存这些数据并计算分析，通过两个温度传感器测量到的温度就可以判断电缆温度是否正常，当监测到电缆异常时，电缆温度数据管理平台会发出报警信号，从而可以快速定位到哪条电缆的哪个监测点温度异常，及时去现场排查，快速抢修；通过管理平台还可以查看到每条线缆不同位置的实时温度数据，历史温度变化情况，还可以看到每年电缆温度变化情况，从而可以提前判断电缆的使用年限，以便及时更换。
29.进一步地，所述电缆温度传感器与电缆紧贴在一起，并且外面包裹着一层隔温层，在电缆温度传感器方圆0.1米处同一深度位置放置一个所述土壤温度传感器，用来采集线缆监测点附近的土壤温度。
30.进一步地，所述电源管理模块白天由太阳能电池板供电，多余的电能储存在锂电池，当电源管理模块电能不够时，锂电池可以为电源管理模块充电。
31.以上所述，仅仅是本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。