单芯高压电缆接头智能监测系统及智能监测方法
【专利说明】单芯高压电缆接头智能监测系统及智能监测方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种输电电缆安防设施领域，用于对地下地缆输电安全进行监控。
【背景技术】
[0003]目前，城市的发展建设已经离不开电力了，而在电力设施建设中，地下电网的建设规模不断扩大，电缆作为输电的核心载体已经被大量用于地下电网，然而，电缆相应的安全问题时有发生，经研究不难发现，90%以上的电缆事故均发生在电缆接头部位，因此全方位监测电缆接头的运行状态对地下电网安全运行有着至关重要的意义。
[0004]近年来，国内外多次发生因电缆输送超过其实际载流能力的负荷而导致电缆发生热崩溃的事故，这证明了开展电缆温度及接地电流监测的迫切性和重要性。
[0005]目前，已经有部分技术对线缆运行的温度进行监测。
[0006]专利201110104855.5提供了一种电缆头温度在线监测装置，它是利用在电缆接头处检测电缆表层温度，间接反应电缆头的内部温度，并将信息传送到控制中心的办法，实现对电缆接头温度在线监测的目的。该种方法只是检测到电缆的表层温度，实际上电缆的表层温度与电缆内的温度情况是有很大差异的，通过表层温度而计算得到内层温度的办法并不准确，也不及时，比如当发生故障时，电缆内的温度可能瞬间升高，在短时间内电缆内瞬间升高的温度还无法体现到电缆表层，给紧急处理故障带来延滞。
[0007]专利201310738561.7提供了一种可以远程监测的智能电缆，采用在电缆上等距离布置检测模块，实现温度、湿度、电流、电压信息的收集，并通过无线传输到控制中心。该种方法是将检测模块随电缆铺设，并没有公开是内设在电缆内部还是外设在电缆接头处。实际上，在电缆接头处检测相关参数是目前公认最有效的，并且也是检测成本最低的，如果是在电缆内部检测，这将使电缆的生产成本投入变得非常高。另外，该技术并没有提供相关参数的检测方法。
[0008]除此之外，还有许多关于电缆接头相关参数的检测技术，申请人阅读了相关技术后，总结认为:
1、目前，大多数的电缆温度监测设备能做到对电缆接头表面温度的监测，但仅仅采用电缆表层温度判断电缆工作情况是不够精确与及时的，一方无法精确地知道电缆中芯的温度的实际值，二是无法确切知道温度值对应的时间标签。
[0009]2、电缆在其屏蔽层会形成较大的环流，严重时可达主电流的50%~90%，也就是数十安培甚至上百安培，损耗很大，甚至会发生电缆爆炸，影响电力系统的安全运行，而目前的电缆头检测装置对于评估电缆屏蔽层的技术相对欠缺。
[0010]3、接地电缆及接地箱的本身价值较高，因此引来一些不法分子的偷盗行为。地下隧道不可能随时派人员进行巡检，这样势必增加了电力部门的管理难度，现虽有一些设备可以通过监测接地电缆、接地箱及监测设备自身的震动和位移情况，判定是否发生偷盗行为，而设备不一定都是因为遭到偷盗进才产生震动或位移，有的可能是因为自身振动或监测装置故障，因此而发生误报的情况。
[0011]所以，保证电网的安全运行及提高电力部门的管理效率均十分重要，而现有的电缆监测技术还不够成熟，主要体现在:1、检测精确度不高，无法及时体现出某一时间节点电缆芯部最真实的温度信息。2、监测范围有限，无法通过一个系统对诸多重要数据一并监测，造成监测数据不完整，无法体现出电缆运行最真实的工况；3、参数分析方法不完整，同样无法体现出电缆运行最真实的工况，并及有可能产生误报。
【发明内容】
[0012]为了解决上述问题，本发明提供了单芯高压电缆接头智能监测系统及智能监测方法。解决了电缆的运行情况实时监测与防盗警功能。
[0013]本发明提供的单芯高压电缆接头智能监测系统，由信号收集部分与中心平台构成，信号收集部分与中心平台连接，信号收集部分收集电缆接头工作参数，并提交于中心平台处理；
还设置有客户端、智能终端与中心平台连接，客户端与智能终端用于远程查看。
[0014]信号收集部分由传输控制器与采集控制器连接构成，采集控制器收集电缆接头工作参数信息，传输控制器设置传输模块，将采集控制器收集到的电缆接头工作参数信息传输到中心平台；采集控制器上连接有温度监测模块、电流监测模块、防盗传感器、电缆局部放电传感器。
[0015]如上所述的单芯高压电缆接头智能监测系统，其中温度监测模块连接有至少三个温度传感器，分别设置在电缆接头表层、电缆周围安装环境处、电缆线芯；所述的电流监测模块连接有电流传感器，电流传感器设置在电缆接头的接地线上；所述的防盗传感器上连接有震动位移传感器，震动位移传感器分别设置在接地线上、接地箱内、采集控制器内；电缆局部放电传感器设置在接地线上，所述的电缆局部放电传感器为高频传感器。
[0016]如上所述的单芯高压电缆接头智能监测系统，其中，所述的采集控制器设置采集总线接口，温度监测模块、电流监测模块、电缆局部放电传感器、震动位移传感器连接在采集总线接口 ；采集控制器内还设置有CPU处理器，采集器通讯模块、诊断模块、供电模块；所述的传输控制器由传输器通讯模块、供电模块、控制器构成，并在传输控制器上设置有传输总线接口与无线传输装置；采集器通讯模块与传输器通讯模块连接，传输控制器通过无线与中心平台连接。
[0017]如上所述的单芯高压电缆接头智能监测系统，其中，所述的传输控制器通过传输总线接口与中心平台连接。
[0018]本发明提供的单芯高压电缆接头智能监测方法，包括电缆温度监测方法，接地线电流监测方法，电缆局部放电监测方法，设备防盗方法。
[0019]所述的电缆温度监测方法为: a、在采集控制器内预设温度对比值。
[0020]b、采集控制器采集到环境温度Tl、线缆表层温度T2、线芯温度T3。
[0021]C、计算环境温度Tl、线缆表层温度T2、线芯温度T3相互之间的差值。
[0022]d、将线缆表层温度T2、线芯温度T3、步骤c所获的差值与预设温度对比值进行比对，得出电缆表层温度与电缆线芯温度是否为正常值。
[0023]e、采集控制器定期将上述检测数据与比对结果上传到中心平台。
[0024]所述的接地线电流监测方法为:
a、在采集控制器内预设接地电流对比值。
[0025]b、采集控制器采集到接地电流Il ;并将接地电流Il与预设接地电流对比值进行对比，得出接地电流Il是否为正常值。
[0026]C、采集控制器会定期将接地电流Il监测结果上传到中心平台。
[0027]所述的电缆局部放电监测方法为:
a、在采集控制器内预设局部放电类型判断程序和局部放电量对比值。
[0028]b、采集控制器采集到电流脉冲特征和局部放电量，并将采集到的电量值与预设对比值进行对比，判断其放电量是否为正常值。
[0029]同时采集控制器通过预设的局部放电类型判断程序对采集的脉冲特征进行分析对比，得出局部放电类型。
[0030]C、采集控制器会定期将脉冲特征和局部放电量的监测结果上传到中心平台。
[0031]所述的设备防盗方法为采集控制器防盗方法、接地箱防盗方法、接地线防盗方法为:通过震动位移传感器监测位移信号，判定设备、接地箱是否被盗；接地线防盗监测过程中，采用接地线上的震动位移传感器及接地电流共同判定接地线是否被盗；发生被盗信息，将被盗信息上传到中心平台，并由中心平台向客户端、智能终端告警。
[0032]对如上所述的单芯高压电缆接头智能监测方法进一步说明，其中所述的电缆温度监测方法具体为:
计算环境温度Tl、线缆表层温度T2、线芯温度T3相互之间的差值，其中环境温度Tl与线缆表层温度T2之间的第一差值为△ T21，线缆表层温度T2与线芯温度T3之间的第二差值为ΔΤ32。
[0033]将环境温度Tl、线缆表层温度T2、线芯温度T3、第一差值ΔΤ21、第二差值Δ T32与预设温度对比值对比，得出电缆表层温度、电缆线芯温度是否为正常值。
[0034]采集控制器定期将环境温度Tl、线缆表层温度T2、线芯温度T3、第一差值ΔΤ21、第二差值ΔΤ32上传到中心平台。
[0035]如上所述的单芯