电力电缆智能接地箱的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种电力电缆智能接地箱，包括电缆护层交叉互联保护接地箱、安装于接地箱内的信号采集终端、A、B、C三相线上各一只电流互感器、天线和用于供电的取能电流互感器；信号采集终端包括过流保护模块、电流采样模块、温度传感器、湿度传感器、信号处理模块、GPRS模块和电源模块；信号采集终端接收由3只电流互感器经过流保护模块和电流采样模块处理后的电流采样信息及温度、湿度传感器传输的温湿度信息进行处理，并将相关信息无线发送给供电部门后台监控系统。本发明实现方便，成本较低，易于推广，使用时能够有效提高电缆在线监测的有效性和准确性，保证供电电网的安全。
【专利说明】电力电缆智能接地箱
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力电缆运行安全监测领域，具体涉及一种电力电缆智能接地箱。
【背景技术】
[0002]随着中国经济快速发展和城市现代化水平的不断提高，电力电缆作为城市电网中的重要设备，发展速度极快，而且城市电力电缆通常采用入地的布设方法。城市电缆在实际运行中发生故障的原因之一为电力电缆的接地系统故障，其占到电缆故障的21%，电力电缆的外护套在使用过程中容易因外力损伤、化学腐蚀、雷电过电压或系统过电压的等原因，导致护套绝缘破损造成一点或多点接地，从而破坏高压电缆金属护套的接地系统，引起电缆金属护套感应电动势的失衡，导致金属护套与大地形成较大的环流，附加线损增加、电缆温度增高；长期如此还会危及主绝缘、缩短电缆线路的正常运行寿命，影响线路的安全运行。
[0003]为防止上述现象的发生，通常采用电缆接地箱进行保护。常见的电缆接地箱主要有电缆护层直接接地箱、电缆护层保护接地箱和电缆交叉互联保护接地箱。电缆护层直接接地箱的内部含有连接铜排、铜端子等，用于电缆护层的直接接地，内部无需安装电缆护层保护器。电缆护层保护接地箱和电缆护层交叉互联保护接地箱内含有电缆护层保护器、连接铜排、铜端子等，用于电缆护层的保护接地。当前，电力电缆在线监测技术逐步得到应用，但目前的电力电缆接地箱，还不能有效适应电力电缆在各种环境下的在线监测需要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是:克服现有技术的不足，提供一种结构简单、成本较低、实现方便、易于推广、使用时能够对监测点的电缆接地状态进行有效监测且在出现异常时能及时上传异常信息，从而可有效提高电力电缆在线监测的有效性和可靠性、保障供电安全的电力电缆智能接地箱。
[0005]本发明的技术方案是:本发明的电力电缆智能接地箱，包括电缆护层交叉互联保护接地箱，上述的电缆护层交叉互联保护接地箱具有密封的箱体，箱体内设有3根交叉设置的桥接铜排；其结构特点是:还包括信号采集终端、A相电流互感器、B相电流互感器、C相电流互感器、天线和取能电流互感器；A相电流互感器、B相电流互感器和C相电流互感器在电缆护层交叉互联保护接地箱的3根交桥接铜排上分别各设置I只；
上述的信号采集终端固定设置在电缆护层交叉互联保护接地箱内；信号采集终端包括过流保护模块、电流采样模块、温度传感器、湿度传感器、信号处理模块、GPRS模块和电源模块；
信号采集终端的过流保护模块设有第一采样电流信号输入端、第二采样电流信号输入端、第三米样电流信号输入端和信号输出端；电流米样模设有信号输入端和信号输出端；温度传感器和湿度传感器分别设有信号输出端；信号处理模块设有电流采样信号输入端、温度信号输入端、温度信号输入端和信号输出端；GPRS模块设有信号输入端和信号输出端；上述的过流保护模块的第一采样电流信号输入端、第二采样电流信号输入端和第三采样电流信号输入端分别与A相电流互感器、B相电流互感器和C相电流互感器对应信号电连接；电流采样模块的信号输入端与过流保护模块的信号输出端信号电连接；信号处理模块的电流采样信号输入端与电流采样模块的信号输出端信号电连接；信号处理模块的温度信号输入端与温度传感器的信号输出端信号电连接；信号处理模块的湿度信号输入端与湿度传感器的信号输出端信号电连接；GPRS模块的信号输入端与信号处理模块的信号输出端信号电连接；GPRS模块的信号输出端与天线信号电连接；电源模块与取能电流互感器电连接；电源模块为其他各模块提供工作电源。
[0006]进一步的方案是:上述的电缆护层交叉互联保护接地箱的箱体为方形箱体，箱体包括上盖；上盖上设有上下贯通的线路通过孔；上述的天线的下端以及取能电流互感器的输出电线穿过电缆护层交叉互联保护接地箱的箱体上盖上的线路通过孔后密封。
[0007]进一步的方案是::上述的A相电流互感器、B相电流互感器和C相电流互感器为LMZK1-10, 600/5,0.5级型电流互感器。
[0008]进一步的方案还有:上述的取能电流互感器设置在电缆护层交叉互联保护接地箱的箱体外的输电线路的母线上；取能电流互感器为LXK-Φ 180，800/1，IOW型电流互感器。
[0009]本发明具有积极的效果:(I)本发明的电力电缆智能接地箱，通过在现有的电缆护层交叉互联保护接地箱内增设信号采集终端、增加天线和取能电流互感器，实现方便，成本较低，易于推广。(2)本发明的电力电缆智能接地箱，使用时能够实时监测所在的监测点的接地母线的电流信息及箱体内的温度和湿度信息，当监测点的运行状态发生突变时，其显著增大发送给供电部门后台监控系统的信息频率，供电部门后台监控系统的工作人员发现该监测点的异常信息后，可方便快捷地作出及时相应处理，从而能够有效提高电缆在线监测的有效性和准确性，保证供电电网的安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明的结构示意图，图中省略了电缆护层交叉互联保护接地箱的箱体的前盖未画出；
图2为图1中的信号采集终端的电路结构框图，图中还显示了其与图1中A、B、C三相电流互感器、天线以及取能电流互感器的电连接关系；
图3为本发明的一种应用的系统结构示意图。
[0011]上述附图中的附图标记如下:
电缆护层交叉互联保护接地箱I，桥接铜排11，
信号采集终端2，过流保护模块21，电流采样模块22，温度传感器23，湿度传感器24，信号处理模块25，GPRS模块26，电源模块27，
A相电流互感器3，
B相电流互感器4，
C相电流互感器5，
天线6,
取能电流互感器7。【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0013](实施例1)
见图1和图2，本实施例的电力电缆智能接地箱，主要由电缆护层交叉互联保护接地箱1、信号采集终端2、A相电流互感器3、B相电流互感器4、C相电流互感器5、天线6和取能电流互感器7组成。
[0014]电缆护层交叉互联保护接地箱I为现有技术的接地箱，在此不多叙述。电缆护层交叉互联保护接地箱I具有方形的密封箱体，箱体包括上盖，上盖上设有上下贯通的线路通过孔；箱体内设有3根交叉设置的桥接铜排11。
[0015]信号采集终端2固定设置在电缆护层交叉互联保护接地箱I内的左上部。信号采集终端2主要由过流保护模块21、电流采样模块22、温度传感器23、湿度传感器24、信号处理模块25、GPRS模块26和电源模块27组成。信号处理模块25主要由MSP430型号的MCU组成。
[0016]信号采集终端2的过流保护模块21设有第一采样电流信号输入端、第二采样电流信号输入端、第三采样电流信号输入端和信号输出端；电流采样模22设有信号输入端和信号输出端；温度传感器23和湿度传感器24分别设有信号输出端；信号处理模块25设有电流米样信号输入端、温度信号输入端、温度信号输入端和信号输出端；GPRS模块26设有信号输入端和信号输出端。
[0017]过流保护模块21的第一采样电流信号输入端、第二采样电流信号输入端和第三采样电流信号输入端分别与A相电流互感器3、B相电流互感器4和C相电流互感器5对应信号电连接；电流采样模块22的信号输入端与过流保护模块21的信号输出端信号电连接；信号处理模块25的电流采样信号输入端与电流采样模块22的信号输出端信号电连接；信号处理模块25的温度信号输入端与温度传感器23的信号输出端信号电连接；信号处理模块25的湿度信号输入端与湿度传感器24的信号输出端信号电连接；GPRS模块26的信号输入端与信号处理模块25的信号输出端信号电连接；GPRS模块26的信号输出端与天线6信号电连接；电源模块27为其他各模块提供工作电源。电源模块27与取能电流互感器7电连接，电源模块27将取能电流互感器7提供的电能转换为稳定的直流电压输出。
[0018]A相电流互感器3、B相电流互感器4和C相电流互感器5在电缆护层交叉互联保护接地箱I的3根交桥接铜排11上分别各设置I只。本实施例中，A相电流互感器3、B相电流互感器4和C相电流互感器5均优选采用LMZK1-10，600/5,0.5级型电流互感器。
[0019]天线6设置在电缆护层交叉互联保护接地箱I的箱体上盖的一侧。
[0020]取能电流互感器7本实施例中优选采用LXK-Φ 180，800/1，IOW型电流互感器。取能电流互感器7设置在电缆护层交叉互联保护接地箱I的箱体外的输电线路的母线上；取能电流互感器7的输出电线以及天线6的下端穿过电缆护层交叉互联保护接地箱I的箱体上盖上的线路通过孔后弓I入箱体内，再将电路通过孔密封。
[0021]参见图3，本实施例电力电缆智能接地箱，其工作原理和工作过程简述如下:
本实施例的电力电缆智能接地箱，其工作时，由取能电流互感器7从电缆母线上取得
电能，通过信号采集终端2的电源模块27为其提供工作电源。这种供电的方式较之电池等供电方式的优势在于供电方便，省去了更换电池等管理上的麻烦。工作时，A相电流互感器3、B相电流互感器4和C相电流互感器5实时采集ABC三相的接地母线的电流信号，经信号采集终端2的过流保护模块21防过电流处理后再经电流采样模块22采样后传输给信号处理模块25处理；温度传感器23和湿度传感器24分别采集箱体内的实时温度和湿度信息并传输给信号处理模块25处理；信号处理模块25的单片机按照设定程序对所接收的信号进行分析处理，并将处理后的信息按照设定的频率经GPS模块26和天线6无线发送给供电部门后台监控系统。当某一台本实施例的电力电缆智能接地箱发现其监测点的运行状态发生突变时，其显著增大(一般为常态的5倍左右)发送给供电部门后台监控系统的信息频率，供电部门后台监控系统的工作人员发现该监测点的异常信息后，方便即时做出相应的处理。
[0022]综上，本实施例的电力电缆智能接地箱，通过在现有的电缆护层交叉互联保护接地箱内增设信号采集终端、增加天线和取能电流互感器，实现方便，成本较低，易于推广；其使用时能够实时监测所在的监测点的接地母线的电流信息及箱体内的温度和湿度信息，当监测点的运行状态发生突变时，其显著增大发送给供电部门后台监控系统的信息频率，供电部门后台监控系统的工作人员发现该监测点的异常信息后，可方便快捷地做出及时相应处理，从而能够有效提高电缆在线监测的有效性和准确性，保证供电电网的安全。
[0023]以上实施例是对本发明的【具体实施方式】的说明，而非对本发明的限制，有关【技术领域】的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。
【权利要求】
1.一种电力电缆智能接地箱，包括电缆护层交叉互联保护接地箱(I)，所述的电缆护层交叉互联保护接地箱(I)具有密封的箱体，箱体内设有3根交叉设置的桥接铜排(11);其特征在于:还包括信号采集终端(2)、A相电流互感器(3)、B相电流互感器(4)、C相电流互感器(5)、天线(6)和取能电流互感器(7) ;A相电流互感器(3)、B相电流互感器(4)和C相电流互感器(5 )在电缆护层交叉互联保护接地箱(I)的3根交桥接铜排(11)上分别各设置I只； 所述的信号采集终端(2)固定设置在电缆护层交叉互联保护接地箱(I)内；信号采集终端(2)包括过流保护模块(21)、电流采样模块(22)、温度传感器(23)、湿度传感器(24)、信号处理模块(25 )、GPRS模块(26 )和电源模块(27 ); 信号采集终端(2)的过流保护模块(21)设有第一采样电流信号输入端、第二采样电流信号输入端、第三采样电流信号输入端和信号输出端；电流采样模块(22)设有信号输入端和信号输出端；温度传感器(23)和湿度传感器(24)分别设有信号输出端；信号处理模块(25)设有电流米样信号输入端、温度信号输入端、温度信号输入端和信号输出端；GPRS模块(26)设有信号输入端和信号输出端； 所述的过流保护模块(21)的第一采样电流信号输入端、第二采样电流信号输入端和第三采样电流信号输入端分别与A相电流互感器(3)、B相电流互感器(4)和C相电流互感器(5 )对应信号电连接；电流采样模块(22 )的信号输入端与过流保护模块(21)的信号输出端信号电连接；信号处理模块(25)的电流采样信号输入端与电流采样模块(22)的信号输出端信号电连接；信号处理模块(25)的温度信号输入端与温度传感器(23)的信号输出端信号电连接；信号处理模块(25)的湿度信号输入端与湿度传感器(24)的信号输出端信号电连接；GPRS模块(26)的信号输入端与信号处理模块(25)的信号输出端信号电连接；GPRS模块(26 )的信号输出端与天线(6 )信号电连接；电源模块(27 )与取能电流互感器(7 )电连接；电源模块(27)为其他各模块提供工作电源。
2.根据权利要求1所述的电力电缆智能接地箱，其特征在于:所述的电缆护层交叉互联保护接地箱(I)的箱体为方形箱体，箱体包括上盖；上盖上设有上下贯通的线路通过孔；所述的天线(6)的下端以及取能电流互感器(7)的输出电线穿过电缆护层交叉互联保护接地箱(I)的箱体上盖上的线路通过孔后密封。
3.根据权利要求1所述的电力电缆智能接地箱，其特征在于:所述的A相电流互感器(3)、B相电流互感器(4)和C相电流互感器(5)为LMZK1-10，600/5,0.5级型电流互感器。
4.根据权利要求1所述的电力电缆智能接地箱，其特征在于:所述的取能电流互感器(7)设置在电缆护层交叉互联保护接地箱(I)的箱体外的输电线路的母线上；取能电流互感器(7)为LXK-Φ 180，800/1，IOW型电流互感器。
【文档编号】H02G15/00GK103852694SQ201410124387
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】朱辉, 杜健, 刘茜倩, 蒋鹏 申请人:江苏省电力公司常州供电公司, 江苏省电力公司, 国家电网公司