一種高壓電纜綜合監測系統及監測方法
2023-05-28 10:46:06
一種高壓電纜綜合監測系統及監測方法
【專利摘要】一種高壓電纜綜合監測系統及監測方法，所述的系統主要包括：傳感器，通過接口連接的A/D模數轉換器，並通過該A/D模數轉換器連接的、帶有flash數據存儲器的DSP數位訊號處理器，以及通過行動網路與上機位系統相連；所述的傳感器包括綜合採集傳感器和接地監測傳感器，且與所述傳感器的接口為可方便更換上述兩傳感器的標準化接口；所述的綜合採集傳感器包括一呈O型槽的絕緣殼體，其內包含有獨立設置的取能CT、電流採集器以及溫度傳感器；所述的接地監測傳感器採用霍利菲爾傳感器；所述的標準化接口採用八芯航空插口；所述的監測方法包括：a信號採集；b信號處理；以及C上機位處理；它具有結構簡單，能同時監測多個高壓電纜參數，自動化程度高，安裝方便，穩定性強，安全性好等特點。
【專利說明】一種高壓電纜綜合監測系統及監測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及的是一種高壓電纜綜合監測系統及監測方法，屬於高壓電纜綜合監測【技術領域】。
【背景技術】
[0002]高壓電纜電流、高壓電纜溫度、高壓電纜屏蔽層接地電流的參數範圍均是影響高壓電纜正常運作的重要參數。現階段引起高壓電纜故障的主要因素有:電纜溫度、電纜電流、電纜接地電流。當高壓電纜長期允許載流量、溫度、接地電流發生故障變化時，會引發電纜線損壞，嚴重情況下將引發火災，因此，通過對高壓電纜電流、高壓電纜溫度、高壓電纜屏蔽層接地電流的綜合監測可以反應高壓電纜的綜合運行狀態。目前，國內對高壓電纜綜合監測系統及監測方法技術還十分缺乏。許多地區只是利用人工對高壓電纜的電流、溫度、接地電流進行定時測量，即需要二次維護人員，在巡檢期間，使用專用儀器儀表進行測量後，才能判斷屏蔽層是否接地良好，不能及時監測站內接地系統及電纜屏蔽的可靠性，且浪費人力物力資源，無法對高壓電纜的電流、溫度、接地電流值進行實時監控。隨著堅強智能電網的建設，對高壓電纜的電流、溫度、接地電流值進行實時在線監測是非常有必要的。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是針對上述問題，提供一種結構簡單，能對多個高壓電纜進行綜合監測的高壓電纜綜合監測系統。
[0004]本發明的另一個目的是針對上述問題，提供一種操作方便，自動化程度高的利用上述高壓電纜綜合監測系統進行監測方法。
[0005]為達到上述目的，本發明採用了下列技術方案:一種高壓電纜綜合監測系統，它主要包括:傳感器，通過接口連接的A/D模數轉換器，並通過該A/D模數轉換器連接的、帶有flash數據存儲器的DSP數位訊號處理器，以及通過行動網路與上機位系統相連；所述的傳感器包括綜合採集傳感器和接地監測傳感器，且與所述傳感器的接口為可方便更換上述兩傳感器的標準化接口 ；所述的綜合採集傳感器包括一呈O型槽的絕緣殼體，其內包含有獨立設置的取能CT、電流採集器以及溫度傳感器；所述的接地監測傳感器採用霍利菲爾傳感器；所述的標準化接口採用八芯航空插口。
[0006]所述的取能CT採用傳統CT設計，內置有鐵芯，採用羅斯線圈作為電流採集器以及與電纜可靠接觸的溫度傳感器，所述的羅斯線圈設置在取能CT中部內層並在絕緣殼體的一端部設置有觸頭連接的插頭；在取能CT的底部設置有採用接觸式感溫電阻組成的溫度傳感器；一航空連接插座，其上的1-4插腳作為取能CT的電流輸出接口，5-6插腳作為電流採集器的接線腳，7-8插腳作為溫度傳感器的接線腳；
所述的A/D模數轉換器採用64K12位A/D晶片；所述的DSP數位訊號處理器採用TMS320C67X浮點DSP晶片；所述的flash數據存儲採用因特爾28F640J3C flash存儲晶片；所述的行動網路採用西門子GPRS模塊RS232接口。
[0007]所述的絕緣殼體為內徑120_、外徑155mm厚度50mm,內部採用環氧樹脂固封，所述取能CT採用雙繞組並聯方式，每個繞組100匝，線徑0.25mm ;羅斯線圈採用線徑0.18mm漆包線，直徑5_200匝單螺旋繞制；溫度傳感器採用二線制感溫電阻；所述DSP數位訊號處理器通過行動網路相連的上位機系統採用SQL資料庫，實現新數據顯示、歸檔、邏輯分析判斷作出界面中指示燈等圖形元件的變色處理或播放報警語音。
[0008]一種利用上述高壓電纜綜合監測系統進行監測方法，所述的監測方法是:
a信號採集，將綜合採集傳感器或接地監測傳感器通過標準化接口進行更換，以便實際監測獲得高壓電纜的溫度、電流信號上傳給A/D模數轉換器；
b信號處理，所述的信號通過A/D模數轉換器將這些模擬信號轉換成數位訊號；再通過DSP數位訊號處理器進行數字處理，對有用的數據進行存儲，通過行動網路上傳到上位機。
[0009]C上機位處理，上位機系統在獲取到後臺通訊程序所傳數據後進行:更新數據顯示、歸檔、邏輯分析判斷作出界面中指示燈等圖形元件的變色處理或播放報警語音等，後臺通訊程序實時的檢測上機位系統中用戶的控制操作數據，一旦檢測到用戶的操作指令需要下發，後臺通訊程序讀取上機位系統中的用戶控制數據，分類將控制數據下發至下位設備中完成用戶控制指令的下發操作，系統每30秒通過行動網路向上傳送一次數據。
[0010]本發明在上機位處理中，所有傳遞數據超過設置門限3次後，進行報警並通過簡訊方式發送給指定聯繫人；實現溫度監測，超溫報警，溫度解析度0.1度；監測電纜電流、電流解析度0.5A，監測電纜屏蔽層接地連接可靠性。
[0011]與現有的技術相比，本發明的優點在於:結構簡單，能同時監測多個高壓電纜參數，自動化程度高，直接採用環卡設計安裝方便，穩定性強，安全性好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明所述的監測系統組成框圖。
[0013]圖2是本發明所述綜合採集傳感器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面將結合附圖對本發明作詳細的介紹:圖1所示，本發明所述的高壓電纜綜合監測系統，它主要包括:傳感器，通過接口連接的A/D模數轉換器4，並通過該A/D模數轉換器4連接的、帶有flash數據存儲器5的DSP數位訊號處理器6，以及通過行動網路7與上機位系統8相連；所述的傳感器包括綜合採集傳感器I和接地監測傳感器2，且與所述傳感器的接口為可方便更換上述兩傳感器的標準化接口 3 ;所述的綜合採集傳感器I包括一呈O型槽的絕緣殼體13，其內包含有獨立設置的取能CT、電流採集器以及溫度傳感器，結合圖2所示；所述的接地監測傳感器採用霍利菲爾傳感器；所述的標準化接口 3採用八芯航空插□。
[0015]圖2所示，所述的取能CT採用傳統CT設計，內置有鐵芯9，採用羅斯線圈作為電流採集器以及與電纜可靠接觸的溫度傳感器10，所述的羅斯線圈設置在取能CT中部內層並在絕緣殼體13的一端部設置有觸頭連接的插頭11 ;在取能CT的底部設置有採用接觸式感溫電阻組成的溫度傳感器10 航空連接插座12，其上的1-4插腳作為取能CT的電流輸出接口，5-6插腳作為電流採集器的接線腳，7-8插腳作為溫度傳感器的接線腳； 所述的A/D模數轉換器4採用64K12位A/D晶片；所述的DSP數位訊號處理器6採用TMS320C67X浮點DSP晶片；所述的flash數據存儲器5採用因特爾28F640J3C flash存儲晶片；所述的行動網路7採用西門子GPRS模塊RS232接口。
[0016]本發明所述的絕緣殼體13為內徑120_、外徑155mm厚度50mm,內部採用環氧樹脂固封，所述取能CT採用雙繞組並聯方式，每個繞組100匝，線徑0.25mm ;羅斯線圈採用線徑0.18mm漆包線，直徑5mm200匝單螺旋繞制；溫度傳感器10採用二線制感溫電阻；所述DSP數位訊號處理器通過行動網路相連的上位機系統採用SQL資料庫，實現新數據顯示、歸檔、邏輯分析判斷作出界面中指示燈等圖形元件的變色處理或播放報警語音。
[0017]一種利用上述高壓電纜綜合監測系統進行監測方法，所述的監測方法是:
a信號採集，將綜合採集傳感器或接地監測傳感器通過標準化接口進行更換，以便實際監測獲得高壓電纜的溫度、電流信號上傳給A/D模數轉換器；
b信號處理，所述的信號通過A/D模數轉換器將這些模擬信號轉換成數位訊號；再通過DSP數位訊號處理器進行數字處理，對有用的數據進行存儲，通過行動網路上傳到上位機。
[0018]C上機位處理，上位機系統在獲取到後臺通訊程序所傳數據後進行:更新數據顯示、歸檔、邏輯分析判斷作出界面中指示燈等圖形元件的變色處理或播放報警語音等，後臺通訊程序實時的檢測上機位系統中用戶的控制操作數據，一旦檢測到用戶的操作指令需要下發，後臺通訊程序讀取上機位系統中的用戶控制數據，分類將控制數據下發至下位設備中完成用戶控制指令的下發操作，系統每30秒通過行動網路向上傳送一次數據。
[0019]本發明在上機位處理中，所有傳遞數據超過設置門限3次後，進行報警並通過簡訊方式發送給指定聯繫人；實現溫度監測，超溫報警，溫度解析度0.1度；監測電纜電流、電流解析度0.5A，監測電纜屏蔽層接地連接可靠性。
[0020]實施例:
綜合採集傳感器、接地監測傳感器通過標準化接口更換傳感器，通過A/D模數轉換器將這些模擬信號轉換成數位訊號；通過DSP數位訊號處理器進行數字處理，對有用的數據進行存儲，通過行動網路上傳到上位機。上位機系統在獲取到後臺通訊程序所傳數據後進行，更新數據顯示、歸檔、邏輯分析判斷作出界面中指示燈等圖形元件的變色處理或播放報警語音等，後臺通訊程序實時的檢測上機位系統中用戶的控制操作數據，一旦檢測到用戶的操作指令需要下發，後臺通訊程序讀取上機位系統中的用戶控制數據，分類將控制數據下發至下位設備中完成用戶控制指令的下發操作，系統每30秒通過行動網路向上傳送一次數據。所有傳遞數據超過設置門限3次後，進行報警並通過簡訊方式發送給指定聯繫人。實現溫度監測，超溫報警，溫度解析度0.1度；監測電纜電流、電流解析度0.5A，監測電纜屏蔽層接地連接可靠性
在上述的高壓電纜綜合監測系統，所述的綜合採集傳感器包括呈O型槽的絕緣殼體，本綜合傳感器採用三者獨立設計，採用同一航空插口。取能部分採用傳統CT設計，內置鐵芯，採用開合式結構，電流採集採用羅斯線圈，考慮開合設計，線圈採用觸頭連接，考慮取能CT無需精度要求，因此羅斯線圈設置在取能CT中部內層，可保證羅斯線圈的精度要求，溫度傳感器採用接觸式感溫電阻，設置在取能CT的底部，與電纜可靠接觸。本綜合傳感器，採用航空8PIN連接插接，1234腳作為取能CT的電流輸出接口，56腳為電流傳感器接線，78腳為溫度傳感器接線腳。綜合傳感器內徑120mm,外徑155mm,厚度50_。採用環氧樹脂固封。取能CT採用雙繞組，在高壓電纜電流較小時取能傳感器採集電能可能不能滿足系統工作要求，採用雙繞組並聯方式，每個繞組100匝，線徑0.25毫米，可有限提高高壓電纜小電流狀態下的的輸出電流，提供穩定的10瓦輸出。保證系統正常工作。羅斯線圈採用線徑
0.18毫米漆包線，直徑5毫米200匝單螺旋繞制，測量精度0.1A。溫度傳感器採用二線制感溫電阻，精度0.1度。
[0021]本發明進一步的實施例是:電纜綜合監測傳感器把監測到的溫度、電流信號轉換成電信號，傳給系統的信號調理模塊，由信號調理模塊在物理上調整傳感器送來的信號幅度以符合後級的數字採樣電路；數字採樣電路在DSP的控制下對於信號調理模塊送來的模擬信號進行持續採樣，並由DSP實時濾波，把無用的數據實時過濾，把真正的數據放入DSP內部緩衝區，由中心CPU (ARM)讀取DSP內部的緩衝區內容；CPU將讀取的溫度和電流數據組添加實時時標後存入自己的數據存儲區內，並將數據通過設定的通信方式(GPRS、CDMA等)發送給數據中心。數據中心也可以主動發起請求，讀取數據存儲區內的歷史數據；中心平臺的嵌入式軟體與現場終端的通信連接，收集數據，統計並分析數據。綜合採集傳感器內部有取能CT，從運行電纜上獲得系統工作所需的電能，電纜運行電流變化較大，因此採用雙線圈並聯模式，保證電纜在小電流工作時的功率輸出滿足系統工作要求。
【權利要求】
1.一種高壓電纜綜合監測系統，它主要包括:傳感器，通過接口連接的A/D模數轉換器，並通過該A/D模數轉換器連接的、帶有flash數據存儲器的DSP數位訊號處理器，以及通過行動網路與上機位系統相連；其特徵在於所述的傳感器包括綜合採集傳感器和接地監測傳感器，且與所述傳感器的接口為可方便更換上述兩傳感器的標準化接口 ；所述的綜合採集傳感器包括一呈O型槽的絕緣殼體，其內包含有獨立設置的取能CT、電流採集器以及溫度傳感器；所述的接地監測傳感器採用霍利菲爾傳感器；所述的標準化接口採用八芯航空插口。
2.根據權利要求1所述的高壓電纜綜合監測系統，其特徵在於所述的取能CT採用傳統CT設計，內置有鐵芯，採用羅斯線圈作為電流採集器以及與電纜可靠接觸的溫度傳感器，所述的羅斯線圈設置在取能CT中部內層並在絕緣殼體的一端部設置有觸頭連接的插頭；在取能CT的底部設置有採用接觸式感溫電阻組成的溫度傳感器；一航空連接插座，其上的1-4插腳作為取能CT的電流輸出接口，5-6插腳作為電流採集器的接線腳，7-8插腳作為溫度傳感器的接線腳； 所述的A/D模數轉換器採用64K12位A/D晶片；所述的DSP數位訊號處理器採用TMS320C67X浮點DSP晶片；所述的flash數據存儲採用因特爾28F640J3C flash存儲晶片；所述的行動網路採用西門子GPRS模塊RS232接口。
3.根據權利要求2所述的高壓電纜綜合監測系統，其特徵在於所述的絕緣殼體為內徑120mm、外徑155mm厚度50mm,內部採用環氧樹脂固封，所述取能CT採用雙繞組並聯方式,每個繞組100匝，線徑0.25mm ;羅斯線圈採用線徑0.18mm漆包線，直徑5mm200匝單螺旋繞制；溫度傳感器採用二線制感溫電阻；所述DSP數位訊號處理器通過行動網路相連的上位機系統採用SQL資料庫，實現新數據顯示、歸檔、邏輯分析判斷作出界面中指示燈等圖形元件的變色處理或播放報警語音。
4.一種利用權利要求1或2或3所述高壓電纜綜合監測系統進行監測方法，其特徵在於所述的監測方法是: a信號採集，將綜合採集傳感器或接地監測傳感器通過標準化接口進行更換，以便實際監測獲得高壓電纜的溫度、電流信號上傳給A/D模數轉換器； b信號處理，所述的信號通過A/D模數轉換器將這些模擬信號轉換成數位訊號；再通過DSP數位訊號處理器進行數字處理，對有用的數據進行存儲，通過行動網路上傳到上位機； C上機位處理，上位機系統在獲取到後臺通訊程序所傳數據後進行:更新數據顯示、歸檔、邏輯分析判斷作出界面中指示燈等圖形元件的變色處理或播放報警語音等，後臺通訊程序實時的檢測上機位系統中用戶的控制操作數據，一旦檢測到用戶的操作指令需要下發，後臺通訊程序讀取上機位系統中的用戶控制數據，分類將控制數據下發至下位設備中完成用戶控制指令的下發操作，系統每30秒通過行動網路向上傳送一次數據； 本發明在上機位處理中，所有傳遞數據超過設置門限3次後，進行報警並通過簡訊方式發送給指定聯繫人；實現溫度監測，超溫報警，溫度解析度0.1度；監測電纜電流、電流解析度0.5A，監測電纜屏蔽層接地連接可靠性。
【文檔編號】G01R19/25GK104237621SQ201410422693
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月25日 優先權日:2014年8月25日
【發明者】朱升濤, 沈春林, 黃竹志, 顧衛華, 黃建偉, 舒能文, 幹玉成, 潘克勤, 王奇, 儲建新, 吳芳琳, 徐張健, 鄧亮, 張洪, 龔書能, 葉宇清, 謝益峰, 劉群, 宓均良, 張泰山 申請人:國家電網公司, 國網浙江省電力公司嘉興供電公司, 國網浙江海鹽縣供電公司