多功能、高密度电网监测的制作方法

本公开内容涉及用于电力设施以及工业和商业场所的电气设备领域，所述电气设备包括电力电缆和附件。

背景技术：

1、电网包括在诸如地上、地下、寒冷天气气候、和/或炎热天气气候的不同位置和条件下操作的许多部件。当电网出现故障时，可能难以确定故障的原因。用于电力网络特别是地下电力网络的传感器系统越来越多地被用于检测电网异常(例如故障或故障的前兆)，使得操作者可以更快、更有效、和更安全地做出反应以维持服务或使系统恢复服务。传感器系统的示例包括故障电路指示器、逆流监测器和电力质量监测器。通过引用整体并入本文的共同受让的美国专利第9,961,418号描述了与中央系统通信的地下电力网络监测系统。通过引用整体并入本文的共同受让的国际专利申请号pct/us2020/067683描述了用于将监测装置电容性地耦合至电力网络的技术。

技术实现思路

1、通常，本公开内容提供了用于监测电网，例如，用于评估电力电缆和/或其他电气设备的状况的系统和技术。本文中描述的系统包括监测装置或“节点”的分布式层次结构。例如，监测系统可以包括被配置成直接与中央监测系统通信的一个或更多个“主要”节点，以及被配置成经由电力线通信技术与主要节点和/或其他次要节点通信的一个或更多个“次要”节点。以该方式分布监测装置能够实现对电网的基本上密集的节点覆盖，例如，能够实现对电气故障或其他异常的位置的精确确定，同时降低将以其他方式与仅包括所有直接与中央监测系统通信的主要节点的类似密度覆盖相关联的成本和复杂度两者。

2、在本文的一些示例中，一种系统，其被配置成监测具有一个或更多个电缆的电力线的一个或更多个状况，该系统包括：至少一个主要节点，所述至少一个主要节点操作时耦合至一个或更多个电缆中的至少一个电缆并且通信地耦合至中央计算系统；以及至少一个次要节点，所述至少一个次要节点操作时耦合至一个或更多个电缆中的至少一个电缆并且被配置成经由电力线通信将数据传送到至少一个主要节点，其中，至少一个主要节点被配置成将数据传递至中央计算系统。在一些示例中，主要节点和次要节点被配置成改装至现有的电气电力线上。

3、在附图和以下描述中阐述了本公开内容的一个或更多个示例的细节。本公开内容的其他特征、目的和优点根据说明书和附图以及根据权利要求书将是明显的。

技术特征：

1.一种系统，所述系统被配置成监测包括一个或更多个电缆的电力线的一个或更多个状况，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数据指示以下中的至少一项：

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统还被配置成控制现场装置。

4.根据权利要求1所述的系统，还包括：包括所述至少一个主要节点的多个主要节点，其中，所述多个主要节点中的相应主要节点定位在：

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个主要节点被配置成经由无线数据通信、网状网络、以太网网络或光纤电缆将所述数据传递至所述中央计算系统。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，由所述至少一个次要节点传送的数据指示以下中的至少一项：

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个主要节点或所述至少一个次要节点中的至少一者包括处理电路系统，所述处理电路系统被配置成：

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述中央计算系统包括处理电路系统，所述处理电路系统被配置成基于来自所述至少一个次要节点的所述数据来执行以下：

9.根据权利要求1所述的系统，还包括被配置成将所述至少一个次要节点能够移除地电耦合至所述至少一个电缆的至少一个能够移除的连接器装置。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述连接器装置包括t形连接器装置。

11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述次要节点包括被配置成将所述至少一个次要节点能够移除地耦合至所述连接器装置的中间插头。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述中间插头包括所述次要节点的处理电路系统。

13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述中间插头包括测试点，所述测试点被配置成使得能够进行局部电压测试，以确定当所述中间插头与所述连接器装置接合时并且当所述连接器装置与所述电缆接合时所述电缆是否通电。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述次要节点还包括被配置成封装所述测试点的端盖，其中，所述至少一个次要节点的外部连接通过所述端盖路由。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述端盖还包括所述至少一个次要节点的处理电路系统。

16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述至少一个次要节点的主要电子器件容置在与所述中间插头和所述端盖物理上不同的模块内。

17.根据权利要求9所述的系统，其中，所述至少一个次要节点包括：

18.根据权利要求9所述的系统，其中，所述能够移除的连接器装置包括弯头连接器。

19.根据权利要求1所述的系统，还包括：包括所述至少一个次要节点的多个次要节点，其中，所述多个次要节点中的每一个耦合至所述一个或更多个电缆的不同的相应的相。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述至少一个次要节点不具有到所述多个次要节点中的任何其他次要节点的直接数据连接。

21.根据权利要求19所述的系统，其中，所述多个次要节点包括各自耦合至所述电力线的电缆的不同相的两个或更多个次要节点，其中，所述两个或更多个次要节点经由直接数据连接彼此耦合。

22.根据权利要求19所述的系统，其中，所述多个次要节点包括各自耦合至所述电力线的电缆的不同相的两个或更多个次要节点，其中，所述至少一个次要节点包括用于所述两个或更多个次要节点的一组公共主要电子器件，并且其中，所述至少一个次要节点包括到所述两个或更多个次要节点中的每一个的直接数据连接。

23.根据权利要求19所述的系统，其中，所述多个次要节点包括各自耦合至所述电力线的电缆的不同相的两个或更多个次要节点，其中，所述系统还包括用于所述多个次要节点中的所述两个或更多个次要节点的公共电子模块，其中，所述公共电子模块与所述两个或更多个次要节点物理上不同，并且通信地耦合至所述两个或更多个次要节点。

24.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个主要节点包括：

25.一种系统的次要监测节点，所述次要监测节点被配置成：监测包括一个或更多个电缆的电力线的一个或更多个状况，其中，所述次要节点操作时耦合至所述一个或更多个电缆中的至少一个电缆并且被配置成经由电力线通信将数据传送至所述系统的主要监测节点，并且其中，所述主要节点被配置成将所述数据传递至所述中央计算系统。

26.根据权利要求25所述的次要监测节点，还包括被配置成将所述次要监测节点能够移除地电耦合至所述电缆的能够移除的连接器装置。

27.根据权利要求26所述的次要监测节点，其中，所述连接器装置包括t形连接器装置。

28.根据权利要求26所述的次要监测节点，其中，所述次要监测节点包括被配置成将所述次要监测节点能够移除地耦合至所述连接器装置的中间插头。

29.根据权利要求28所述的次要监测节点，其中，所述中间插头包括所述次要监测节点的处理电路系统。

30.根据权利要求28所述的次要监测节点，其中，所述中间插头包括测试点，所述测试点被配置成使得能够进行局部电压测试，以确定当所述中间插头与所述连接器装置接合时并且当所述连接器装置与所述电缆接合时所述电缆是否通电。

31.根据权利要求30所述的次要监测节点，其中，所述次要监测节点还包括被配置成封装所述测试点的端盖，其中，所述次要监测节点的外部连接通过所述端盖路由。

32.根据权利要求31所述的次要监测节点，其中，所述端盖还包括所述次要监测节点的处理电路系统。

33.根据权利要求31所述的次要监测节点，其中，所述次要监测节点的主要电子器件容置在与所述中间插头和所述端盖物理上不同的模块内。

34.根据权利要求26所述的次要监测节点，其中，所述次要监测节点包括：

35.根据权利要求26所述的次要监测节点，其中，所述能够移除的连接器装置包括弯头连接器。

36.根据权利要求25所述的次要监测节点，其中，所述监测系统包括：包括所述次要监测节点的多个次要节点，其中，所述多个次要监测节点中的每一个耦合至所述一个或更多个电缆的不同的相应的相。

37.根据权利要求36所述的次要监测节点，其中，所述次要监测节点不具有到所述多个次要监测节点中的任何其他次要节点的直接数据连接。

38.根据权利要求36所述的次要监测节点，其中，所述多个次要监测节点包括各自耦合至所述电力线的电缆的不同相的两个或更多个次要监测节点，其中，所述两个或更多个次要监测节点经由直接数据连接彼此耦合。

39.根据权利要求36所述的次要监测节点，其中，所述多个次要监测节点包括各自耦合至所述电力线的电缆的不同相的两个或更多个次要监测节点，其中，所述次要监测节点包括用于所述两个或更多个次要监测节点的一组公共主要电子器件，并且其中，所述次要监测节点包括到所述两个或更多个次要监测节点中的每一个的直接数据连接。

40.根据权利要求36所述的次要监测节点，其中，所述多个次要监测节点包括各自耦合至所述电力线的电缆的不同相的两个或更多个次要监测节点，其中，所述系统还包括用于所述多个次要监测节点中的所述两个或更多个次要监测节点的公共电子模块，其中，所述公共电子模块与所述两个或更多个次要监测节点和所述次要监测节点物理上不同，并且通信地耦合至所述两个或更多个次要监测节点和所述次要监测节点。

41.根据权利要求25所述的次要监测节点，

42.根据权利要求41所述的次要监测节点，其中，所述数据包括用于做出与所述第一次要节点和所述第二次要节点相关联的共享测量的所述原始信息，并且其中，所述共享测量包括在所述第一次要节点和所述第二次要节点两者操作时耦合至的所述至少一个电缆的一段内的所述第一次要节点与所述第二次要节点之间的局部放电信号的起源。

43.一种方法，包括：

技术总结
通常，一种系统，其被配置成监测具有一个或更多个电缆的电力线的一个或更多个状况，该系统包括：至少一个主要节点，所述至少一个主要节点操作时耦合至一个或更多个电缆中的至少一个电缆并且通信地耦合至中央计算系统；以及至少一个次要节点，所述至少一个次要节点操作时耦合至一个或更多个电缆中的至少一个电缆并且被配置成经由电力线通信将数据传送到至少一个主要节点，其中，至少一个主要节点被配置成将数据传递至中央计算系统。

技术研发人员：道格拉斯·B·贡德尔,约翰内斯·芬克,大卫·V·马奥尼,埃亚尔·多隆,乌里·巴-齐夫
受保护的技术使用者：3M创新有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4