地下高壓電纜護層超限電流監測系統的製作方法

2023-05-05 11:59:16 1

專利名稱：地下高壓電纜護層超限電流監測系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種超限電流監測系統，尤其涉及一種地下高壓電纜護層超限電流監測系統。
背景技術：
隨著經濟持續增長、城市電網迅猛發展，為了滿足現代城市對供電可靠性、環境美化的要求，以電力電纜為供電方式的投運線路增長迅速。而且其中的高壓電纜線路在城網中擔負著重要的輸電任務。電力電纜的地下敷設除主幹線路(220kV及其以上)有標準的電力隧道外，IlOkV及以下電壓標準的電力電纜大都是敷設在管道和溝道裡面，由此，對電力電纜工作狀況監 測以及及時進行維護是必需的工作。這其中，對地下高壓電纜線路護層絕緣接地電流的在線監測是維持電網良好運行狀態的重要的一環。地下高壓電纜線路護層絕緣接地電流的在線監測，包括運行靜態和超限故障兩種狀態監測。運行靜態是指高壓電纜正常運行時允許一定限值內的護層感應電流存在，此電流一般受接地方式、接地良好程度、線芯負荷大小、絕緣老化程度等因素影響，允許的範圍一般在百安以內，屬常態運行監測範圍，這種常態運行狀況的護層接地電流監測系統已經實現。除上述正常運行態以外，由於電纜接頭老化、絕緣層受損、短路擊穿、雷電散流和環流發熱等原因，會造成電纜護層電流的瞬間增大，導致跳閘停電，甚至還有可能引發火災；對於這種護層電流突變的情況，現有的常態電流監測是無法做到準確有效採集，因為單憑運行靜態電流監測是無法做到故障時瞬態電流的捕捉，也就無法實現對故障時瞬態超限電流的及時響應。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是對電纜運行時，護層超限電流的瞬變、突變監測，通過捕捉護層電流的突變信號，分析故障原因、定位故障段，為線路搶修和前期預警提供技術條件，為此，本實用新型提供一種地下高壓電纜護層超限電流監測系統，它具有針對性強，可靠性好，系統功能完善的優點。為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案一種地下高壓電纜護層超限電流監測系統，它自上而下包括監控平臺，監控主機和電流採集器，所述監控平臺中包括前端控制伺服器，所述前端控制伺服器至少與一臺監控主機連接，監控主機至少與一個電流採集器連接。所述監控平臺還包括應用伺服器，應用伺服器分別與資源管理伺服器，前端控制伺服器，監控坐席，語音處理伺服器，簡訊處理伺服器和數據分析伺服器連接。所述監控主機包括電源轉換及通信脈衝產生插板，數據採集及通信插板，串口通信插板，底板，所述電源轉換及通信脈衝產生插板，數據採集及通信插板，串口通信插板與底板連接。所述監控主機為6U機架式模塊化，所述數據採集及通信插板採用冗餘備份，最多支持插接數據採集及通信插板8塊，每塊插板具備8個通信埠，最大具備64通信埠。所述每個通信埠最大掛載16個電流採集器。所述監控主機和電流採集器之間的通信距離是OKM 10KM。所述電流採集器與電纜上設置的至少一個電流互感器連接，所測護層絕緣超限電流瞬態範圍值為500A 2000A ;超限電流的鎖定時間為I. 2ms 20ms ;超限次序的分辨時間為IOms ;超限電流捕捉最小時長為4ms IS ;所述電流互感器，電流飽和下限不低於2000A，額定二次負載4Ω。所述監控平臺為Real-time實時監控平臺。Real-time實時監控平臺一種支持多·種常用設備的接入，能夠快速對所監控的設備進行控制與數據響應，且擁有開放式的架構，便於擴展功能及第三方平臺的接入。該平臺能夠根據用戶的需求進行模塊的增減，滿足用戶不同層次的需求。本實用新型的工作原理利用在電纜上設置的電流互感器進行對護層超限電流的瞬變、突變的採集，通過與電流互感器連接的電流採集器將所採集的數據上傳至監控平臺，監控平臺中所設有的伺服器實時對採集到的超限電流的瞬變、突變數據進行分析比較判斷，若產生超限電流，系統將展開並完成故障原因分析、定位故障段，為線路搶修和前期預警提供數據依據等工作。本實用新型的有益效果系統針對性強，可靠性好，系統功能完善，利用計算機監控平臺實現對電纜運行中護層超限電流的瞬變、突變監測，實現故障原因分析、定位故障段，為線路搶修和前期預警提供相應技術條件的目的。

圖I :地下高壓電纜超限電流監測系統示意圖；圖2 Real-time實時監控平臺示意圖；圖3 :監控主機組成結構示意圖；圖4 電流採集器組成結構示意圖。其中，I.監控平臺，2.監控主機，3.電流採集器，4.應用伺服器，5.資源管理伺服器，6.前端控制伺服器，7.監控坐席，8.語音處理伺服器，9.簡訊處理伺服器，10.數據分析伺服器，11.底板，12.電源轉換及通信脈衝產生插板，13.數據採集及通信插板，14.串口通信插板，15.電流互感器。
具體實施方式
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。圖1，地下高壓電纜護層超限電流監測系統，它包含監控平臺1，監控平臺I為Real-time監控平臺，還包括與Real_time實時監控平臺依次連接的監控主機2和電流採集器3。[0028]圖2，Real-time實時監控平臺，它包括應用伺服器4，應用伺服器4分別與資源管理伺服器5，前端控制伺服器6，監控坐席7，語音處理伺服器8，簡訊處理伺服器9和數據分析伺服器10連接；前端控制伺服器6至少與一臺監控主機2連接，監控主機2與一個電流採集器3連接。其中應用伺服器4為全部裝置提供網絡連接、通信及資料庫操作。資源管理伺服器5是數據配置管理模塊，配置其他裝置與應用伺服器4連接、通信，其他各裝置只有在資源管理伺服器5配置了相應的數據後，才能成為有效工作裝置。前端控制伺服器6將數據傳遞給應用伺服器4，同時將接收的應用伺服器4及監控坐席7發送過來的控制指令轉發給監控主機2，讓監控主機2被動工作。監控坐席7是直接面向用戶的裝置，它為用戶提供人機界面，實時監控設備的運行轉臺，告警處理，地理定位，遙測遙控，維護人員管理。語音處理伺服器8是語音處理模塊，它為系統提供電話語音告警服務。簡訊處理伺服器9是簡訊處理模塊，它為系統提供手機簡訊的收發服務。數據分析伺服器10是系統的基礎數據及歷 史數據統計，查詢裝置，根據用戶需求將數據生成excel報表。Real-time實時監控平臺的核心模塊為應用伺服器4，應用伺服器4能夠接受多個模塊的註冊申請，然後為這些模塊提供採集數據、上報數據、數據分析、數據整合等多種功能。針對監控系統中設備的不同，根據接收數據類型的不同，系統可以接收數據、語音、簡訊、視頻等多種數據格式，並實現監控設備控制、校準等功能。語音控制模塊提供電話的語音形式主動報警、電話認證、電話控制監控設備的功能。簡訊模塊提供簡訊形式的主動報警、簡訊控制監控設備的功能。告警中心模塊與語音、簡訊模塊相互聯動，提供告警的消息來源。聯動控制模塊根據用戶配置的聯動信息，對監控設備出現的狀態變化進行分析，達到設定的條件之後，聯動控制多個設備，實現了系統的警報狀態的自動處理，極大節省了工作人員的工作量。這些模塊通過資源管理模塊進行集中管理與配置。圖3，監控主機2包括電源轉換及通信脈衝產生插板12，數據採集及通信插板13，串口通信插板14，底板11。所述電源轉換及通信脈衝產生插板12，數據採集及通信插板13，串口通信插板14與底板11連接。電源轉換及通信脈衝產生插板12完成電源轉換和通信脈衝信號產生；數據採集及通信插板13完成數據傳輸和串口通信插板14的通信；串口通信插板14完成數據採集及通信插板13與監控平臺I間的通信，數據採集及通信插板13與串口通信插板14間為串口通信，通過串口通信插板14轉化成網口與監控平臺I連接；串口通信插板14為標準的多串口伺服器，並將串口轉換成網口與監控平臺I連接；底板11完成與電源轉換及通信脈衝產生插板12、串口通信插板14和數據採集及通信插板13間的數據交互和電源供電。監控主機採用6U機架式模塊化設計，相鄰的數據採集及通信插板13採用冗餘備份，實現智換切換，保證可靠性；監控主機2最多支持插接數據採集及通信插板138塊，每塊插板具備8個通信埠，每個通信埠可以掛載I 16個電流採集器3，這樣主機具備最大64埠。監控主機2和電流採集器之間的通信距離是OKM 10KM。圖4，電流採集器3和電流互感器15連接，通過電流採集器3和電流互感器15實現護層絕緣瞬態500A 2000A超限電流的在線監測功能。監測對象包括超限電流方向、超限持續時間、A、B、C、T四相超限次序。超限電流的鎖定時間為I. 2ms 20ms ;超限次序的分辨時間為IOms ;超限電流捕捉最小時長為4ms Is ;電流互感器15，電流飽和下限不低於2000A，額定二次負載4 Ω。監測對象解析超限電流方向當有一相護層電流超限時會引起其它二相護層接地電流大小和方向的變化，因此必須判斷三相電流的流向。越限電流持續時間用以考量超限電流的大小。四相超限次序對四相超限電流產生時間進行排序，用以判斷哪一相首先超限，為綜合判斷提供參考條件。通過對地下高壓電纜護層超限電流的監測，可以取代傳統人工方式的定期接地電 流巡測。上述雖然結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行了描述，但並非對本實用新型保護範圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護範圍以內。
權利要求1.一種地下高壓電纜護層超限電流監測系統，它自上而下分別包括監控平臺(1)，監控主機(3)和電流採集器(3)，其特徵是，所述監控平臺(I)中包括前端控制伺服器(6)，所述前端控制伺服器(6)至少與一臺監控主機(2)連接，監控主機(2)至少與一個電流採集器(3)連接。
2.如權利要求I所述的地下高壓電纜護層超限電流監測系統，其特徵是，所述監控主機(2)包括電源轉換及通信脈衝產生插板(12)，數據採集及通信插板(13)，串口通信插板(14)，底板(11)，所述電源轉換及通信脈衝產生插板(12)，數據採集及通信插板(13)，串口通信插板(14)與底板(11)連接。
3.如權利要求I所述的地下高壓電纜護層超限電流監測系統，其特徵是，所述監控主機(2)為6U機架式模塊化，所述數據採集及通信插板(13)採用冗餘備份，最多支持插接數據採集及通信插板(13)8塊，每塊插板具備8個通信埠，最大具備64通信埠。
4.如權利要求I所述的地下高壓電纜護層超限電流監測系統，其特徵是，所述每個通信埠最大掛載16個電流採集器(3)。
5.如權利要求I所述的地下高壓電纜護層超限電流監測系統，其特徵是，所述監控主機(2 )和電流採集器之間的通信距離是OKM 10KM。
6.如權利要求I所述的地下高壓電纜護層超限電流監測系統，其特徵是，所述電流採集器(3)與電纜上設置的至少一個電流互感器(15)連接，所測護層絕緣超限電流瞬態範圍值為500A 2000A ;超限電流的鎖定時間為I. 2ms 20ms ;超限次序的分辨時間為IOms ；超限電流捕捉最小時長為4ms Is ;所述電流互感器(15)，電流飽和下限不低於2000A，額定二次負載4 Ω。
專利摘要本實用新型公開了一種地下高壓電纜護層超限電流監測系統，它自上而下包括監控平臺，監控主機和電流採集器，所述監控平臺中包括前端控制伺服器，所述前端控制伺服器至少與一臺監控主機連接，監控主機至少與一個電流採集器連接。本實用新型的有益效果系統針對性強，可靠性好，系統功能完善，利用計算機監控平臺實現對電纜運行中護層超限電流的瞬變、突變監測，實現故障原因分析、定位故障段，為線路搶修和前期預警提供技術條件。
文檔編號G01R19/165GK202631616SQ201220116618
公開日2012年12月26日 申請日期2012年3月26日 優先權日2012年3月26日
發明者陳熹, 楊震威 申請人:福建省電力有限公司福州電業局, 山東康威通信技術股份有限公司