专利名称：一种直流接地极在线监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及在线监测领域，尤其涉及一种直流接地极在线监测系统。
背景技术：
直流输电接地极作为直流输电系统中的一个重要部分，是单极回路运行时直流工作电流的返回通道，其运行状况直接影响到直流系统的稳定与安全。掌握直流接地极的运行状况，包括接地体运行环境温、湿度和监测井水位等，具有重要意义。目前对接地极的监测采用定期人工现场检测的方式，其弊端在于:无法实时获取接地极的运行状况参数，同时由于目前国内绝大多数直流接地极都位于边郊野外，远离市区，给人工运行维护带来不便，现场试验工作量大且效率低。如果通过接地极址在线监测，让运维部门实时掌握接地极的运行状况，及时发现存在隐患，评估接地系统运行状态，对提高直流工程的安全性具有积极意义，同时可以提高运维智能化，节约人财投入。中国实用新型专利《一种接地极在线监测系统》(申请号:CN201120194210.0)公开了一种接地极在线监测系统，由水温传感器、水位传感器、直流电流传感器、信号采集器、监控主机和电源模块构成，可以在第一时间内将信息通过长距离无线通讯远传至监控中心和线路专职人员手机。但该设备的现场监测终端没有设置专用的数据输入输出模块，不便于复杂设备的连接和扩展。
实用新型内容本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种直流接地极在线监测系统，能够得到直流接地极的实时运行数据，提高运维的智能化，并且现场监测终端设置专用的数据输入输出模块，便于复杂设备的连接和扩展。本实用新型的技术方案是:一种直流接地极在线监测系统，由现场监测单元、现场监测终端、远程数据传输和后台控制组成，后台控制通过远程数据传输采集现场监测单元和现场监测终端的数据，后台控制也可以通过远程数据传输控制现场监测单元和现场监测终端设备的运行，其特征在于:所述的现场监测终端分为数据输入输出模块、数据通讯部分和电源部分；所述的数据输入输出模块将现场监测单元采集的信号转化成数字信息，将后台控制送来的控制信息转化成相应的电信号。其有益效果是:能够得到直流接地极的实时运行数据，提高运维的智能化，并且现场监测终端设置专用的数据输入输出模块，便于复杂设备的连接和扩展。如上所述的直流接地极在线监测系统，其特征在于:所述的远程数据传输为GSM、GPRS、3G、无线微波或光纤传输中的一种。其有益效果是:可以根据现场情况，选择不同的远程数据传输方式。如上所述的直流接地极在线监测系统，其特征在于:所述的现场监测单元由温湿度监测、导流电缆电流监测和视频监控器等组成。此外，根据不同直流接地极的实际运行情况和维护要求，可配备其他功能模块，如接地电阻监测系统、跨步电势接触电势监测系统等。其有益效果是:可以满足大多数直流接地极在线监测系统对现场控制和数据采集的要求。如上所述的直流接地极在线监测系统，其特征在于:所述的电源部分采用风光互补供电系统。其有益效果是:可以为视频系统和信号传输系统供电。
图1为本实用新型直流接地极在线监测系统的结构示意图；图2为本实用新型直流接地极在线监测系统的现场设备分布图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。本监测系统包括现场监测单元、现场监测终端、远程数据传输和后台控制，可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及预警等功能，系统构成如图1所示。如图1所示，现场监测主要包括现场监测单元和现场监测终端。现场监测单元包括温湿度监测、导流电缆电流监测和视频监控器等。现场监测终端分为数据输入输出模块、数据通讯部分和电源部分。现场监测终端的核心部分是数据输入输出模块，主要有二个功能:一是把温度、湿度和视频图像等模拟电信号通过数据输入输出模块转化成数字信息，并把这些数字信息保存在远程数据终端(RTU)的Flash内存中，并在适当时候通过无线网络传送到监控中心的计算机中；二是把监控中心计算机发送来的控制信息通过数据输入输出模块转化成相应的电信号，输送到前端的现场监测单元，以完成控制过程。数据通讯部分主要负责有线通讯和无线通讯器件间的数据交换。电源采用风光互补供电系统，为视频系统和信号传输系统供电。如图1所示，远程数据传输为信号收发终端，主要有GSM、GPRS、3G、无线微波和光纤等几种通信方式。根据现场的实际情况和客户的需求，选择不同的数据传输方式，推荐的方式有无线微波通信系统和光纤等。如图1所示，后台控制部分主要为显示控制终端，负责集中管理和指挥整个监控系统的运行。后台在线监测预警软件运行于服务器上，协调完成同各个现场数据终端的数据通讯任务；并把硬件系统采集的各种数据如温度、湿度、电流等经过计算然后以合理的方式显示出来供操作人员参考；另外它还具有状态诊断和故障自动报警等功能。对于视频监控后台来说，主要是集成图像监控、安保、消防、设备安全等。直流接地极在线监测系统的现场设备分布实施例如图2所示。本实用新型提供的直流接地极在线监测系统实施例中，现场监测单元有三个功能，包括:土壤温湿度监测系统、导流电缆电流监测系统和低照度视频采集系统。土壤温湿度监测系统中，将温湿度传感器固定在检测箱里，以监测馈电棒附近土壤的温度和湿度，注意避免和PVC管下面的焦炭接触。将信号采集盒固定在检测箱内部。温湿度传感器数据线与信号采集盒对插。传感数据由CAN总线传输给主控部分，并由无线基站传输给远程后台，实现对被测点温湿度实时采集。采集精度可调，采集策略可配置。导流电缆电流监测系统采用的是霍尔元件直流测量仪，开环测量原理，将被测直流电流转换成按比例输出的直流电流或直流电压的测量模块，原副边之间高度绝缘。具有高精确度、高线性度、高集成度、体积小、结构简单、长期工作稳定且适应各种工作环境的特点。电流传感器将安装在接地极检测箱中的电缆铜排连接处。低照度视频采集系统采用低照度宽视角工业级相机对隔离开关进行视频采集，结合视频分析处理服务器设备对隔离开关的开合状态进行监测和分析。根据安装现场不同的环境，采用不同等级的防护装置对相机进行防护。为满足全气候工作的需求，防护罩具有透明导电膜加热膜自动去除冰霜的功能、超声波+静电自动除尘功能，偏光镜+自动光圈消除阳光直射影响等功能。对现场设备供电米用风光互补供电系统。本实施例中系统将配备五套风光互补发电系统，其中四套分别位于四个分支塔处为检测箱和监测井内的传感器供电，另有一套位于终端塔，为视频系统和信号传输系统供电。风机和太阳能电池板将安装架设在立杆上，电池组则用专用护套包封埋设于土中。风光互补电源管理系统设计为阴雨日15天连续工作。超远距离无线通信系统采用IEEE 802.16d标准，工作在5.8GHz频段上的高速无线以太网桥，支持点对点(PTP)与点对多点(PMP)的网络结构。另外，本通信系统具有非视距NLOS环境下的通信能力，以及天线声音对齐功能和自我诊断能力，有效地解决了无线网络安装中最困难的安装配置问题，使其安装和维护简便易行。对于视距有限的实际应用场景中，我们可以采用跨中继连接的方式，从而实现更长距离和更大范围的无线节点之间的通信和管理功能。无线传输及控制设备将安装在密封的主机箱中，可防雨防冻，主机箱安装于终端塔上。各电流传感器和温湿度传感器的数据将通过无线方式传输至终端塔数据处理终端进行打包处理并发送。后台在线监测预警软件对前端的触头温湿度数据、电缆电流信息和现场图像视频进行集中管理，为系统提供友好人机交互界面。后台服务器的存储容量容易扩展，后台软件可以存储大容量的历史数据和视频，并可实现远程访问。该后台软件和调度系统可联机操作，当监测到异常温湿度、区域入侵、设备异常或者电流不平衡故障后，该后台软件会即刻进行声光报警处理，达到预防和预警的作用。另外该系统采用Web Service框架，可提供在线的系统状态浏览(温湿度、电缆电流、视频)和可扩展的SDK开发接口，为后续产品的标准化扩展提供规范的接口。以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求1.一种直流接地极在线监测系统，由现场监测单元、现场监测终端、远程数据传输和后台控制组成，后台控制通过远程数据传输采集现场监测单元和现场监测终端的数据，后台控制也可以通过远程数据传输控制现场监测单元和现场监测终端设备的运行，其特征在于:所述的现场监测终端分为数据输入输出模块、数据通讯部分和电源部分；所述的数据输入输出模块将现场监测单元采集的信号转化成数字信息，将后台控制送来的控制信息转化成相应的电信号。
2.如权利要求1所述的直流接地极在线监测系统，其特征在于:所述的远程数据传输为GSM,GPRS,3G、无线微波或光纤传输中的一种。
3.如权利要求1所述的直流接地极在线监测系统，其特征在于:所述的现场监测单元由温湿度监测、导流电缆电流监测和视频监控器组成。
4.如权利要求1、2或3所述的直流接地极在线监测系统，其特征在于:所述的电源部分采用风光互补供电系统。
专利摘要本实用新型涉及在线监测领域，尤其涉及一种直流接地极在线监测系统。本实用新型的现场监测终端分为数据输入输出模块、数据通讯部分和电源部分；所述的数据输入输出模块将现场监测单元采集的信号转化成数字信息，将后台控制送来的控制信息转化成相应的电信号，实现了直流接地极数据的实时采集传输，提高系统运维的智能化，并且现场监测终端设置专用的数据输入输出模块，便于复杂设备的连接和扩展。
文档编号H02J13/00GK203014486SQ201220587150
公开日2013年6月19日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者谭进, 唐程, 郑路遥, 刘刚, 徐霞, 谢尧平, 杜雪松 申请人:国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司, 国家电网公司