基於屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監測系統的製作方法
2023-07-21 20:21:31 5
基於屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監測系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基於屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監測系統，其特徵在於：包括一電纜、一採集端和一監控端，所述採集端與所述監控端通過所述電纜的屏蔽層進行通訊；其中，所述採集端包括一下位機，所述下位機連接一溫度傳感器、一顯示模塊和一載波模塊A，所述載波模塊A通過一高頻電纜A連接一電感耦合器A，所述電感耦合器A連接所述電纜的屏蔽層；所述監控端包括一上位機，所述上位機通過一串口模塊連接一載波模塊B，所述載波模塊B通過一高頻電纜B連接一電感耦合器B，所述電感耦合器B連接所述電纜的屏蔽層。本實用新型的監測系統能夠節約通信線路建設成本，克服複雜環境下不便傳輸信號和建立監測系統的困難。
【專利說明】基於屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監測系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種基於屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監測系統。
【背景技術】
[0002]當前，地下敷設的XLPE電力電纜在城市輸配電網絡中佔有重要比例。在XLPE電力電纜使用過程中，終端頭是其安全運行的薄弱環節。由於設計、製作工藝的不足和現場複雜運行環境的影響，經過長時間運行後，在接頭處將由於過熱、氧化、腐蝕等原因將逐漸使接頭絕緣層老化損壞，從而導致接頭故障。此外，電纜本體在長時間重負荷電流工作條件下，也將因電纜絕緣層逐漸老化而使絕緣下降，最終導致電纜本體故障。
[0003]通過對電纜溫度進行在線監測，能夠預防事故、降低損失。目前有利用GSM (全球移動通信系統)短消息方式傳輸數據的城區電力電纜接頭溫度在線監測與分析系統，並將GIS (地理信息系統)電子地圖應用於監測分析軟體。還有基於磁場感應和無線通信的溫度在線監測方案，開發了一種能夠持續監測電纜附件溫度變化的嵌入式電子測溫裝置，該裝置能夠根據專門設計的通信協議通過無線通信器件進行數據收發。第三種在線監測電纜溫度的分布式光纖光柵測溫技術，該技術響應時間短、測溫誤差小、運行可靠且能實現長距離測量。
實用新型內容
[0004]有鑑於此，本實用新型的目的是提供一種基於屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監測系統。
[0005]本實用新型採用以下方案實現:一種基於屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監測系統，其特徵在於:包括一電纜、一採集端和一監控端，所述採集端與所述監控端通過所述電纜的屏蔽層進行通訊；其中，
[0006]所述採集端包括一下位機，所述下位機連接一溫度傳感器、一顯示模塊和一載波模塊A，所述載波模塊A通過一高頻電纜A連接一電感耦合器A，所述電感耦合器A連接所述電纜的屏蔽層，其中，所述溫度傳感器設置於電纜終端頭上以採集電纜溫度；
[0007]所述監控端包括一上位機，所述上位機通過一串口模塊連接一載波模塊B，所述載波模塊B通過一高頻電纜B連接一電感耦合器B，所述電感耦合器B連接所述電纜的屏蔽層。
[0008]在本實用新型一實施例中，所述溫度傳感器型號為DS18B20。
[0009]在本實用新型一實施例中，所述下位機為單片機PIC16F877A。
[0010]在本實用新型一實施例中，所述顯示模塊為1602液晶顯示屏。
[0011]在本實用新型一實施例中，所述載波模塊A和載波模塊B為BWP09電力載波模塊。
[0012]在本實用新型一實施例中，所述電感耦合器A和電感耦合器B為SL-Y2型注入式電感稱合器。
[0013]在本實用新型一實施例中，所述串口模塊還包括採用MAX232CPE晶片製作一電平轉換電路。
[0014]在本實用新型一實施例中，所述監控端還包括一存儲模塊連接所述上位機。
[0015]在本實用新型一實施例中，所述上位機是一 PC機。
[0016]本實用新型利用XLPE電力電纜金屬屏蔽層作為載波通信信道，具有多種優勢，避免了電力線信道的高電壓和大電流的影響，噪聲幹擾水平低，耦合設備結構簡單、易於安裝維護，載波信號輻射對無線電廣播和通信影響低，具有廣闊的應用空間，經實驗驗證，該系統方案可靠、有效，具有應用推廣價值，並且能夠節約通信線路建設成本，克服複雜環境下不便傳輸信號和建立監測系統的困難；本系統還可以擴展為對多根電纜、多個監測點進行在線監測，在下位機側將多個溫度信號匯總後，再通過屏蔽層載波通信將信號傳送至遠方監測中心，在上位機側還可增加資料庫存儲模塊，以便對電纜溫度數據進行橫向和縱向歷史數據比較，從而全面掌握電纜絕緣狀態，為預防電纜事故提供預警數據；本系統雖然僅針對電纜溫度進行數據傳輸與顯示，但可根據需要進行擴展，僅需在下位機側對不同類型數據進行集中處理，再通過串行通信發送給電力載波模塊，便可實現多種信號傳輸與監測，從而建立基於屏蔽層載波通信的電力電纜狀態在線監測系統。
[0017]為使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下將通過具體實施例和相關附圖，對本實用新型作進一步詳細說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型系統原理框圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，本實用新型提供一種基於屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監測系統，包括一電纜、一採集端和一監控端，所述採集端與所述監控端通過所述電纜的(電纜)屏蔽層進行通訊；其中，
[0020]所述採集端包括一下位機，所述下位機連接一溫度傳感器、一顯示模塊和一載波模塊A，所述載波模塊A通過一高頻電纜A連接一電感耦合器A，所述電感耦合器A連接所述電纜的屏蔽層，其中，所述溫度傳感器設置於電纜終端頭上以採集電纜溫度；
[0021]所述監控端包括一上位機，所述上位機通過一串口模塊連接一載波模塊B，所述載波模塊B通過一高頻電纜B連接一電感耦合器B，所述電感耦合器B連接所述電纜的屏蔽層。所述監控端設置於監控室內，所述採集端和監控端設置於電纜的兩側，通過電纜屏蔽層進行通訊，既實現了遠程監測，又節約了成本。
[0022]優選的，所述溫度傳感器型號可以是DS18B20 ;所述下位機可以是單片機PIC16F877A ;所述顯示模塊可以是1602液晶顯示屏；所述載波模塊A和載波模塊B可以是BWP09電力載波模塊，該模塊成本低廉、性能穩定，載波頻率為60kHz (可定製)，載波速度為300bps，串口速率為9600bps (可定製)，接口方式為TTL電平串行接口，調製方式為FSK和DSSS ;所述電感耦合器A和電感耦合器B可以是SL-Y2型注入式電感耦合器；所述串口模塊還包括採用MAX232CPE晶片製作一電平轉換電路；所述監控端還包括一存儲模塊連接所述上位機，以便對電纜溫度數據進行橫向和縱向歷史數據比較，從而全面掌握電纜絕緣狀態，為預防電纜事故提供預警數據；所述上位機是一 PC機，對於沒有串口而配備USB接口的上位機，可利用串口轉USB數據線實現數據傳輸。另外，高頻電纜分為平衡電纜和不平衡電纜，其阻抗一般為150Ω (平衡)和75Ω (不平衡)。對高頻電纜的要求是:一方面，對於傳輸信號的衰減和損耗應儘可能小，另一方面，應使其輸入阻抗與其兩端的負載阻抗儘可能匹配。
[0023]上列較佳實施例，對本實用新型的目的、技術方案和優點進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種基於屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監測系統，其特徵在於:包括一電纜、一採集端和一監控端，所述採集端與所述監控端通過所述電纜的屏蔽層進行通訊；其中， 所述米集端包括一下位機，所述下位機連接一溫度傳感器、一顯不模塊和一載波模塊A，所述載波模塊A通過一高頻電纜A連接一電感耦合器A，所述電感耦合器A連接所述電纜的屏蔽層，其中，所述溫度傳感器設置於電纜終端頭上以採集電纜溫度； 所述監控端包括一上位機，所述上位機通過一串口模塊連接一載波模塊B，所述載波模塊B通過一高頻電纜B連接一電感耦合器B，所述電感耦合器B連接所述電纜的屏蔽層。
2.根據權利要求1所述的基於屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監測系統，其特徵在於:所述溫度傳感器型號為DS18B20。
3.根據權利要求1所述的基於屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監測系統，其特徵在於:所述下位機為單片機PIC16F877A。
4.根據權利要求1所述的基於屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監測系統，其特徵在於:所述顯示模塊為1602液晶顯示屏。
5.根據權利要求1所述的基於屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監測系統，其特徵在於:所述載波模塊A和載波模塊B為BWP09電力載波模塊。
6.根據權利要求1所述的基於屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監測系統，其特徵在於:所述電感耦合器A和電感耦合器B為SL-Y2型注入式電感耦合器。
7.根據權利要求1所述的基於屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監測系統，其特徵在於:所述串口模塊還包括採用MAX232CPE晶片製作一電平轉換電路。
8.根據權利要求1所述的基於屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監測系統，其特徵在於:所述監控端還包括一存儲模塊連接所述上位機。
9.根據權利要求1所述的基於屏蔽層載波通信的電纜溫度在線監測系統，其特徵在於:所述上位機是一 PC機。
【文檔編號】G01K7/00GK203443687SQ201320530592
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年8月29日 優先權日:2013年8月29日
【發明者】章婧, 李文泉, 蘭生 申請人:福州大學