牵引变电站综合监测系统及电缆中的漏电故障点检测方法与流程

本发明涉及变电站技术领域，特别涉及一种牵引变电站综合监测系统及电缆中的漏电故障点检测方法。

背景技术：

由于变电站数量大、位置分散，甚至处于很偏僻的位置，安全隐患较多，因此对牵引变电站进行实时监控非常有必要。目前的变电站监控系统，多是在变电站内布置摄像机或巡检机器人，通过摄像机或巡检机器人监控变电站内环境情况及设备状态。然而这种监控方式比较粗矿，可靠性差，故障频出。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种牵引变电站综合监测系统及电缆中的漏电故障点检测方法。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：

一种牵引变电站综合监测系统，包括电流传感器、集中器、交换机和服务器，其中，电流传感器与集中器有线或无线连接，集中器与交换机有线或无线连接，交换机与服务器有线连接，一个电缆接头对应设置一个电流传感器，所述电流传感器用于采集电缆接头的接地线的电流数据，并传输至集中器，集中器将接收到的数据通过交换机传输至服务器。

进一步地，还包括至少两个温度传感器，其中至少一个温度传感器设置于电缆接头的外表面，用于采集电缆接头的温度数据；至少一个温度传感器设置于电缆的外表面，用于采集电缆的温度数据。进一步地，所述温度传感器为四个，其中两个温度传感器设置于电缆接头外表面，另外两个温度传感器设置于电缆外表面，且分别位于电缆接头的两侧。通过在电缆接头表面和电缆表面均布置温度传感器，综合电缆和电缆接头的温度差可以更加准确的电缆接头的温度情况，更准确地判断出电缆接头是否异常，进一步提高可靠性。

进一步地，上述牵引变电站综合监测系统还包括pc端和/或手持终端，用于接收交换机传输的数据并显示。pc端或手持终端的设置，可以便于用户查看电缆接头的情况，以便在异常情况时可以及时处理。

进一步地，上述牵引变电站综合监测系统还包括电流传感器，用于采集电缆接头的接地线的电流数据。通过设置电流传感器监测接地线的电流，以实现监测是否漏电的目的，以便于在漏电前或漏电时及时处理，保障变电站内安全。

本实施例同时提供了一种电缆接头的温度监测方法，包括步骤：

采集电缆接头的内部温度数据和外表面温度数据；

判断所述内部温度数据与外表面温度数据的温度差是否大于设定的安全阈值，如果是，则发出报警信号。

本实施例同时提供了一种电缆中的漏电故障点检测方法，包括步骤：

分别采集两个电缆接头处的接地线的电流i1和i2；

根据公式计算出d1与d2的比值，再根据两个电缆接头之间的总距离d确定出漏电故障点的位置，其中d1+d2＝d。

本实施例同时提供了另一种电缆中的漏电故障点检测方法，包括步骤：

采集一个电缆接头处的接地线的电流i和电压u；

根据确定出漏电故障点到电缆接头之间的距离d，ρ为电缆的导电率，s为电缆的横截面积。

与现有技术相比，本发明牵引变电站综合监测系统中包含了电流传感器，用于对电缆进行漏电监测，可以及时发现电缆可能存在的故障，监测内容具体，可以有效保障变电站安全可靠运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的牵引变电站综合监测系统的原理图。

图2为温度传感器的安装示意图。

图3为电缆中电流泄露的示意图。

图中标记说明

电缆20；绝缘体30；温度传感器40；电缆接头50；故障点60；接地线80；服务器100；交换机200；手持终端300；pc端400；集中器500；传感器模块600。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1中示出了本实施例中提供了一种牵引变电站综合监测系统的原理示意图。需要说明的是，图1中并非表示只有两个集中器500，而是仅作为一种示意性的，集中器500用于收集传感器模块600采集的数据，可以根据数据传输的距离，布置一个或多个集中器500。传感器模块600中包括温度传感器，也包括后文中所述的电流传感器，图1中所示的传感器模块600仅是用于表示传感器模块中的传感器采用的是无线方式将采集到的数据传输给集中器，并非表示传感器或传感器模块的结构。

请参阅图1，本实施例中提供的牵引变电站综合监测系统包括温度传感器、集中器500、交换机200和服务器100，其中，温度传感器与集中器500有线或无线连接，集中器500与交换机200有线或无线连接，交换机200与服务器100有线连接，温度传感器用于采集电缆接头和电缆的温度数据，并传输至集中器，集中器500收集各个传感器采集的数据，交换机200将集中器500收集的数据传输至服务器100。

电缆接头50包括绝缘体30，在更具体的方案中，一个电缆接头对应3或4个温度传感器40，其中2个温度传感器40设置于电缆接头的外表面，即绝缘体30的外表面，另外1或2个温度传感器40设置于电缆20的外表面。通过在电缆接头和电缆外表面分别布置温度传感器，分别采集电缆接头的温度数据和电缆的温度数据，当电缆的温度数据与电缆接头的温度数据的温度差较大，例如超过设定的安全阈值时，说明电缆接头可能已经或者即将出现故障，例如起火，则可以及时发出报警信号以阻止故障的发生，或者降低故障导致的危害。同时在电缆接头和电缆分别布置温度传感器的方式，相比于仅在电缆接头或电缆单独布置温度传感器的方式，可以增强温度检测的可靠性。另外，在电缆接头和电缆同时布置两个及以上的温度传感器的方式，相比于仅布置一个的放，也可以增强温度检测的可靠性，避免因温度传感器本身损坏而导致检测结果错误。

例如图2所示，一个电缆接头对应4个温度传感器40，其中2个温度传感器40设置于电缆接头的外表面，即2个温度温度传感器40位于绝缘体30的外表面，电缆20位于绝缘体30的腔体内，另外2个温度传感器40设置于电缆20的外表面，且分别位于电缆接头的两端(或理解为两侧)。如果一个电缆接头对应3个温度传感器，则可以仅在电缆外表面布置一个温度传感器。

如图3所示，牵引变电站综合监测系统中还包括电流传感器，用于采集电缆接头50处的接地线80的电流数据。请参阅图3，电缆接头50处存在接地线80，当两个电缆接头50中间的线路存在电流漏泄情况的时候，两个电缆接头50处的接地线80上就会出现电流。通过在每个电缆接头处安装一个电流传感器，在电缆未发生故障时，电流传感器数据为零，若电缆遭到破坏，出现故障点60，在故障点60处就会发生电流泄露，电流通过外层导线回传到两端节点，电流传感器即会测出电流数据，因此当电流传感器测出电流数据时即可说明电缆出现泄漏故障。

更进一步地，还可以确定出漏电故障点的具体位置。其中一种方法是单点检测：采集一个电缆接头处的接地线(节点)的电流i和电压u，根据欧姆定律，已知电压和电流，计算出故障点距电缆接头该段电缆的电阻阻值r，电缆外层导线的导电率ρ与横截面积s已知，根据公式：即可计算出故障点距离电缆节点距离d。另一种方法是双点检测：故障点发生电流泄露，流入相邻的两个电缆接头，在电缆接头处测得电流，根据计算出d1与d2的比值，再根据已知的两个电缆接头之间的总距离d即可确定出漏电故障点的位置，其中d1+d2＝d。

如图1所示，牵引变电站综合监测系统中还包括pc端400和/或手持终端300，交换机将集中器收集的数据传输给pc端和/或手持终端，用户可通过pc端或手持终端查看电缆接头的情况，以便在异常情况时可以及时处理。手持终端可以是例如智能手机、掌上电脑等设备。

在另一方案中，上述牵引变电站综合监测系统还包括摄像机和/或巡检机器人(图中未示出)，摄像机可用于采集监控区域现场图像，巡检机器人用于采集变电站内用电设备的设备图像，可以便于及时发现并处理变电站内的其他异常情况，例如是否有异物入侵、人员入侵、雨雪灾害、设备工作异常等情况。

电缆是电力和电讯输送的重要工具，电缆的故障检测与修复关系着电力、电讯输送的效率及安全。本实施例中所述牵引变电站综合监测系统，可以对电缆可能存在的起火故障后漏电故障进行监测，因此可以保障电缆的安全使用，保障电力的安全可靠运输。另外，本监测系统还可以监测除电缆以外的其他故障，可以进一步加强电力系统安全运行的可靠性及安全性。

以上所述，仅为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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。