本实用新型属于高压单芯电力电缆技术领域，具体涉及一种太阳能与感应取电互补型智能直接接地箱。
背景技术：
随着我国国民经济的飞速发展，电力需求不断攀升。大功率电力传输网络的建设发展十分迅速，高压单芯电力电缆使用非常普遍。为保障电力网络的安全和传输效率，高压单芯电力电缆必须进行可靠接地。
对于现有的大部分高压接地装置，安装位置远离市区，人烟稀少，容易发生失窃情况。且一旦失窃，金属外护套就没有了可靠接地的保障，容易导致电缆击穿等安全事故，影响电缆的正常运行。而电缆运行管理一般采取人工周期巡视的方式，只有在线路检修的时候才能发现问题，这使电力系统的稳定运行存在严重的安全隐患，越来越不能适应大功率电力传输网络的建设发展的需要。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种太阳能与感应取电互补型智能直接接地箱，可以提供电缆金属外护套直接接地和智能监测功能，使得金属外护套始终接地，且监测装置无需外部供电，节能环保、安装方便。
本实用新型提供的一种太阳能与感应取电互补型智能直接接地箱，
包括绝缘箱体、监测装置、供电装置、接地组件以及接地电流采集组件；
其中，所述监测装置、接地组件和接地电流采集组件设置于所述绝缘箱体内，所述供电装置、接地组件和接地电流采集组件均与所述监测装置电连接；
所述监测装置包括相互连接的数据采集模块、数据处理模块和数据通讯模块，所述供电装置包括太阳能电池板、取能互感器以及供电互补控制器，所述接地组件包括三相接地电缆进线端口、连接板、线芯夹座以及接地板，所述接地电流采集组件包括电流互感器和电流信号顶针；
其中，所述太阳能电池板设置在所述绝缘箱体顶部，所述取能互感器套装于运行电缆上，所述太阳能电池板和所述取能互感器均与所述供电互补控制器电连接，所述供电互补控制器与所述监测装置电连接；
其中，每相接地电缆进线端口对应一个连接板以及一个线芯夹座，且每相接地电缆进线端口对应的连接板、线芯夹座相互连接，所述连接板后端与接地板连接，三相接地电缆插入所述三相接地电缆进线端口并固定在所述线芯夹座上，所述三相接地电缆与金属外护套连接，且所述金属外护套包裹运行电缆；
其中，所述电流互感器套装于所述三相接地电缆，所述电流互感器、电流信号顶针、数据采集模块依次相连。
运行电缆为主电缆，其外围包裹金属外护套，运行电缆为高压单芯电力电缆，为了保证电力网络的安全和传输效率，金属外护套需要实现接地，否则容易出现电缆击穿事故。接地功能的实现过程原理：基于三相接地电缆连接金属外护套以及三相接地电缆同时还通过直接接地箱内的三相接地电缆进线端口、线芯夹座、连接板与接地板相连实现直接接地功能，即金属外护套实现接地。
监测功能的实现原理如下：由于电流互感器套装于三相接地电缆，因此电流互感器可以感应到金属外护套上的接地电流，电流互感器的电流信号通过电流信号顶针输送至监测装置的数据采集模块。进而数据通讯模块进行远程传输，或者数据处理模块利用现有技术通过设定阈值来进行警报，即超过阈值，设置自动上报预警信息，以便及时准确地发现电缆故障区间；再或者数据处理模块利用现有技术对采集数据实时分析，对隐患处或故障点做出预判断。
数据采集模块获取接地电流、数据处理模块利用现有技术对数据进行分析实现故障识别、定位；数据通讯模块对外传输数据或者传输报警讯息等。
进一步优选，所述供电装置还包括蓄电池，所述太阳能电池板、取能互感器以及蓄电池均与所述供电互补控制器电连接。
太阳能电池板、取能互感器还可以给蓄电池进行供电，蓄电池也可以通过供电互补控制器给监测装置供电。
进一步优选，所述电流信号顶针位于所述接地组件的右侧。
进一步优选，所述电流信号顶针通过固定件固定在接地组件上，所述固定件为螺栓。
进一步优选，所述数据通讯模块为GPRS通讯模块或无线模块或短信模块或以太网通信模块。
进一步优选，上述直接接地箱还包括设于所述绝缘箱体内的温湿度传感器、液位传感器以及烟雾报警器；
所述温湿度传感器、液位传感器以及烟雾报警器均与所述监测装置连接。
其中优选烟雾报警器安装在监测装置下方。
进一步优选，上述直接接地箱还包括倾角开关、接近开关以及摄像头；
其中，所述倾角开关、接近开关以及摄像头均与所述监测装置连接；
所述倾角开关位于所述监测装置上，所述接近开关位于所述绝缘箱体的箱门一侧，所述摄像头位于所述绝缘箱体内。
当箱门被打开时，接近开关感应到近距离内无金属物，自动上报开箱报警信息。
有益效果
与现有技术相比，本实用新型的优点有：
1、本实用新型的直接接地箱通过内置监测装置、电流互感器和电流信号顶针，利用电流互感器实时获取金属外护套的接地电流，进而实现实时监测金属外护套的接地电流，以确保电力电缆安全运行，而且在出现异常数据时及时通过数据通讯模块进行外发报警讯息。
2、本实用新型通过太阳能和感应取电互补的方式给监测装置提供电源，无需外部电源，具有高可靠性、清洁性和灵活性的三大优点。
3、本实用新型利用直接接地箱内的三相接地电缆进线端口、线芯夹座、连接板、接地板的设置，实现了金属外护套直接接地功能，实现金属外护套始终接地功能。
4、接地电流信号采用电流信号顶针的方式引出，电流信号顶针利用可拆卸螺栓结构固定，更便于安装维护。
5、本实用新型的数据通讯模块是GPRS通讯模块或无线模块或短信模块或以太网通信模块，进而可以采用GPRS、短信、WIFI、以太网多种通讯方式，广泛适用于各种通讯环境下。
附图说明
图1为太阳能与感应取电互补型智能直接接地箱的结构示意图；
图2为取能互感器的位置示意图；
图3为太阳能与感应取电互补型智能直接接地箱的原理框图；
其中，对附图标记进一步进行如下说明：
1太阳能电池板、2数据通讯模块、3供电互补控制器、4连接板、5线芯夹座、6电流互感器、7绝缘箱体、8蓄电池、9数据采集模块、10接地板、11电流信号顶针、12接地组件、13接地电缆、14取能互感器、15运行电缆、16供电装置、17监测装置、18数据处理模块。
具体实施方式
下面将结合实施例对本实用新型做进一步的说明。
如图1和图3所示，一种太阳能与感应取电互补型智能直接接地箱包括绝缘箱体7、监测装置17、供电装置16、接地组件12以及接地电流采集组件；其中，监测装置17、接地组件12以及接地电流采集组件设置于绝缘箱体7内，供电装置16、接地组件12以及接地电流采集组件均与监测装置17电连接。
其中，监测装置17包括相互连接的数据采集模块9、数据处理模块18和数据通讯模块2，供电装置16包括太阳能电池板1、取能互感器14、蓄电池8以及供电互补控制器3，接地电流采集组件包括电流互感器6和电流信号顶针11。
绝缘箱体7顶部为人字形，绝缘箱体7的顶部设有窗口，太阳能电池板1嵌入绝缘箱体7顶部的窗口内。如图2所示，取能互感器14套装于运行电缆15上，其中，可以根据线路负荷情况选择使用一个或者两个取能互感器14进行取电。蓄电池8设置在绝缘箱体7内部。其中，如图3所示，太阳能电池板1、蓄电池8和取能互感器14均与供电互补控制器3电连接；供电互补控制器3与监测装置17电连接，即连接监测装置17的电源接口给监测装置17供电。
基于上述太阳能电池板1、蓄电池8、取能互感器14、供电互补控制器3、监测装置17的连接关系，本实用新型提供的太阳能与感应取电互补型智能直接接地箱采用太阳能电池板1、蓄电池8、取能互感器14三者互补供电的方式，具体如下：光照充足时，太阳能电池板1吸收太阳能并通过供电互补控制器3给监测装置17供电；当光照不充足时由取能互感器14通过供电互补控制器3供电；当两者都不足以给负载供电的时候，则由蓄电池8为系统工作提供电源；若蓄电池8电量不足时，由太阳能电池板1或者取能互感器14先给蓄电池8充电，当蓄电池8电量达到30％以上，才能启动给监测装置17供电，此时太阳能或者取能互感器14优先给监测装置17供电。以此能保证监测装置17的不间断供电。
如图1所示，接地组件12包括三相接地电缆进线端口(图未示)、连接板4、线芯夹座5以及接地板10。三相接地电缆进线端口设置在绝缘箱体7的底部，每相接地电缆进线端口对应一个连接板4以及一个线芯夹座5，且每相接地电缆进线端口对应的连接板4、线芯夹座5之间相互连接，连接板4后端与接地板10连接。本实施例中，每相接地电缆进线端口对应的连接板4、线芯夹座5在同一竖直方向。当三相接地电缆13插入三相接地电缆进线端口时，三相接地电缆13被固定在线芯夹座5上。又基于金属外护套包裹运行电缆15以及接地电缆13与金属外护套连接，进而形成了金属外护套至三相接地电缆13至线芯夹座5至连接板4至接地板10的路径，使得金属外护套实现直接接地功能，即金属外护套始终接地。
此外，电流互感器6套装于三相接地电缆13，电流互感器6、电流信号顶针11、数据采集模块9依次相连，因此，电流互感器6可以实时监测到接地电缆13上的接地电流，即意味着，电流互感器6可以实时监测到金属外护套上的接地电流，并通过电流信号顶针11传输给数据采集模块9，以便数据处理模块18实时分析或监测接地电流。本实施例中，一旦接地电流超过阈值，则通过数据通讯模块2发送报警信息给警报设备或者发送给外部终端设备，例如监控人员可通过查看后台相关报警数据或接收手机短信监视接地箱的状况，了解线路即时运行情况。此外，数据处理模块18还可通过接地电流的实时分析实现对隐患处或故障点做出预判断，能实现电流曲线和报警等数据的显示、存储、打印、远程传输等功能，以确保电力电缆安全运行，提高电力系统工作效率，为整个电力系统安全运行保驾护航。
本实施例中，绝缘箱体7的材料采用SMC不饱和树脂等材料制成，全绝缘、耐腐蚀、强度高，无回收价值，既环保又安全，适用于户外安装。
本实施例中，数据通讯模块2为GPRS通讯模块或无线模块或短信模块或以太网通信模块，即数据通信模块6可以采用GPRS、短信、WIFI、以太网的方式与外部终端设备进行通讯来实现远程或者数据转发的功能。其他可行的实施例中，数据通讯模块2还可以采用无线点对点传输、光纤等其他通讯方式进行通讯。
本实施例中，绝缘箱体7内还设有温湿度传感器以及液位传感器，其中温湿度传感器、液位传感器均与监测装置17连接，以实现多类功能的在线监测。其他可行的实施例中，还可以设置其他与监测装置17连接的功能检测元件来实现电缆表层温度监测、开箱报警、震动报警、倾斜报警、烟雾报警、报警联动拍照、图像周期回传等功能。
例如，采用温度传感器实现电缆表面温度的监测，将温度传感器探头贴于运行电缆15表面；采用倾角开关实现对箱体倾斜的报警，将倾角开关安装在监测装置17上；采用烟雾报警器实现烟雾报警的功能，将烟雾报警器安装在监测装置17下方；以及由安装在绝缘箱体7内部的监控摄像头实现图像的采集；开箱报警通过安装在靠箱门位置较近处的接近开关实现；当箱门被打开时，接近开关感应到近距离内无金属物，自动上报开箱报警信息，且联动摄像头开始拍照，并将图像周期传回。
综上所述，本实用新型中的监测装置17中的数据采集模块9获取到金属外护套的接地电流以及各个传感器检测的数据后，数据处理模块18利用现有技术对数据进行分析得出故障结论，以及还可以由数据通讯模块2向外输送数据信息。
需要强调的是，本实用新型的实例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型不限于具体实施方式中的实例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，不脱离本实用新型宗旨和范围的，不论是修改还是替换，同样属于本实用新型的保护范围。