一种电力电缆接头故障在线监测与预警系统的制作方法
【专利摘要】一种电力电缆接头故障在线监测与预警系统，它主要由现场信号采集装置，CAN工业现场总线以及上位机管理装置组成，所述的上位机管理装置包括一工控机、显示器以及语音报警系统组成，其中工控机通过CAN工业现场总线与主要由多个设置在高压电缆线上的温度传感器构成的现场信号采集装置连接；所述的CAN工业现场总线主要包括一连接现场信号采集装置与工控机的CAN网络主控站，以及采用双绞线的控制总线，所述的温度传感器选用高精度数字传感器，且多个温度传感器分别连接于一温度信号采集站，并通过控制总线连接CAN网络主控站；它具有结构合理，使用方便，安全性好，运行可靠，维护简单等特点。
【专利说明】一种电力电缆接头故障在线监测与预警系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是一种电力电缆接头故障在线监测与预警系统，属于电网线路安全监测【技术领域】。
【背景技术】
[0002]长期以来，随着用电量的增加，许多电力部门和用电量特大的企业，由于电力电缆接头压接工艺不良或长期超负荷运行，导致绝缘老化、接触电阻增大，接触电阻的增大又反而使绝缘恶化，这样反复恶循环的结果必将引发设备损坏和电缆短路放炮，进而引发电缆火灾事故，严重影响安全生产，造成巨大的经济损失和社会影响。因此，电缆防火问题在电力行业已经引起企业管理者的高度重视，电力电缆的安全运行已经成为用电单位的重要指标。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构合理，使用方便，安全性好，运行可靠，维护简单的电力电缆接头故障在线监测与预警系统。
[0004]本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，它主要由现场信号采集装置，CAN工业现场总线以及上位机管理装置组成，所述的上位机管理装置包括一工控机、显示器以及语音报警系统组成，其中工控机通过CAN工业现场总线与主要由多个设置在高压电缆线上的温度传感器构成的现场信号采集装置连接。
[0005]所述的CAN工业现场总线主要包括一连接现场信号采集装置与工控机的CAN网络主控站，以及采用双绞线的控制总线，所述的温度传感器选用高精度数字传感器，且多个温度传感器分别连接于一温度信号采集站，并通过控制总线连接CAN网络主控站。
[0006]所述的温度传感器至少包括一安置在电缆压接点上的故障温度传感器、一安置在电缆体外的电缆体温度传感器、一安置在隧道或电缆沟内的耐压密封温度传感器以及安置在隧道或电缆沟内的环境温度传感器。
[0007]所述的现场信号采集装置还包括一设置在隧道或电缆沟内水位监测点上的水位传感器，该水位传感器通过一数据采集站，并通过控制总线连接CAN网络主控站。
[0008]本实用新型具有结构合理，使用方便，安全性好，运行可靠，维护简单等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的系统组成结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]下面将将结合附图对本实用新型作详细的介绍:图1所示，本实用新型主要由现场信号采集装置1，CAN工业现场总线2以及上位机管理装置3组成，所述的上位机管理装置3包括一工控机31、显示器32以及语音报警系统组成，其中工控机31通过CAN工业现场总线2与主要由多个设置在高压电缆线上的温度传感器构成的现场信号采集装置I连接。
[0011]所述的CAN工业现场总线2主要包括一连接现场信号采集装置I与工控机31的CAN网络主控站21，以及采用双绞线的控制总线22，所述的温度传感器选用高精度数字传感器，且多个温度传感器分别连接于一温度信号采集站11，并通过控制总线22连接CAN网络主控站21。
[0012]所述的温度传感器至少包括一安置在电缆压接点上的故障温度传感器12、一安置在电缆体外的电缆体温度传感器13、一安置在隧道或电缆沟内的耐压密封温度传感器14以及安置在隧道或电缆沟内的环境温度传感器15。
[0013]所述现场信号采集装置I还包括一设置在隧道或电缆沟内水位监测点上的水位传感器16，该水位传感器16通过一数据采集站17，并通过控制总线22连接CAN网络主控站21。
[0014]本实用新型在具体实施例中，还可以采取如下严密的高压隔离措施:采用高压隔离变压器供电，对数据总线进行高压光电隔离，对数字传感器进行高压绝缘封装，对信号线增加了瞬时高压吸收和保护回路，从电源、信号线、传感器三个环节有效防止了高压的窜入，即使在电缆短路放炮的情况下，也能将事故的危害范围控制在远端，保证了系统和人员安全不受伤害。这种高压隔离和吸收回路的设计和工艺实现，在同行业中仍处于领先地位。
[0015]本实用新型采用双绞线作为控制总线，无需中继直接通信距离可达10KM。总线上可方便地挂接智能数据采集站，系统扩展十分灵活。
[0016]由此可以清晰地看到:CAN总线更能适合电缆隧道距离狭长、电磁干扰强、实时性要求高、扩展灵活、基本免于维护的特殊要求。
[0017]由于采用了国际先进CAN工业现场总线和高精度、高抗干扰的温度传感器，同时在软件设计中加强了校验和纠错功能，在硬件设计和结构工艺中注重对信号的光电隔离及屏蔽接地处理，因此通信讯准确、及时，保证了系统运行可靠，并具有很强的抗电磁干扰综合能力。
[0018]本实用新型可以对系统部件采用全密封结构，对关键部位进行了灌胶密封处理，因此系统部件能不受潮湿和腐蚀性气体的侵蚀。对运用于电缆浅沟的部件和传感器可以特别作水压试验，可以保证在水淹情况下也能正常工作。
[0019]实施例:图1所示，本实用新型所述的电缆接头故障在线监测与预警系统由数据处理上位机系统和CAN集散控制下位机系统两大部分组成。
[0020]数据处理上位机系统由工控机、显示器、打印机等硬件和操作系统、应用软件等软件构成。上位机将CAN集散控制下位机系统送来的数据进行实时显示，超温报警，同时生成数据库。上位机具备强大的数据和图形处理功能，能生成各个监测点的温度历史趋势图以及用户需要的各类图形和统计报表。操作人员能十分方便地完成历史曲线查询和故障追忆，进行报表打印和远程控制操作，同时具有与企业网络相连的接口。
[0021]CAN集散控制下位机系统由CAN网络主控站、智能数据采集站和智能温度传感器三部分组成:
[0022]CAN网络主控站:是整套系统的核心，是连接数据采集站和上位机的纽带，完成收集、处理、显示各个现场数据采集站采集的数据，并将这些数据打包后，通过远程通信的方式送到上位机，同时将上位机下达的控制命令分送至相关各智能数据采集站。[0023]智能温度传感器:核心部件采用美国DALLAS高精度数字温度传感器。针对隧道中潮湿、水淹、腐蚀性气体、电磁干扰、高压泄漏等恶劣条件，在设计和制造工艺上采用了全密封、屏蔽接地、高压吸收隔离等措施，确保数据采集的安全、稳定和高精度，适用于电缆中间头、终端头、电缆本体的测量。
[0024]系统的主要功能有:
[0025](I)系统能对海岛城区电缆沟电缆中间接头采用数字接触方式进行在线测温，并进行本地显示。
[0026](2)系统能把现场实时监测的数据通过CAN总线通讯方式准确传送到中心控制室的计算机网络。值班人员能方便、直观地通过界面友好、操作简捷的工作站实时观察到电缆头温度的运行状况。
[0027](3)系统后台能够将所有现场温度数据生成各种数据库和图形报表，如测点在指定时间段的温度变化趋势图、历史事件统计表，以及其它生产所需要的各类图形和统计报表。并根据电缆头温度正常与否进行分析判断，根据温度变化趋势对可能出现的事故进行报警，从而避免事故的发生。
[0028](4)系统具有声光报警功能，对超过预警值和报警值越限温度值进行声光报警，越限事故具有自动记录打印和事故追忆功能。
[0029](5)系统可以查询、打印报警事件的历史记录以及指定的各类图形和统计报表。
[0030](6)系统能对检测点的预警值、报警值进行在线整定修改，同时对传感器故障进行在线诊断并显示打印。
[0031](7)系统具有强大的扩展功能，当新的测点纳入监测范围时，仅接入增加的相应的设备即可，原系统总线不受任何影响。
[0032](8)系统测温传感器的防水封装，防水防潮，抗干扰。
[0033](9)系统具有隔离保护功能施，有效避免高压对系统设备和人员的危害。系统抗电磁干扰能力强，基本免于维护。
[0034]以上所述的使用功能能够通过本实用新型以及现有技术的加入得以充分实现。
[0035]本实用新型为海岛电缆泡水时间比较久，电缆接头老化造成温度过高带来损失创造了便利的条件及方法，方便工作人员在监控中心就能实时监测电缆接头的温度，可大大地提高生产和工作效率，还可节约大量的费用开支，节省了维护的支出；能更好的维护海岛电网的安全运行，值得向基层单位推广。
【权利要求】
1.一种电力电缆接头故障在线监测与预警系统，它主要由现场信号采集装置，CAN工业现场总线以及上位机管理装置组成，其特征在于所述的上位机管理装置包括一工控机、显示器以及语音报警系统组成，其中工控机通过CAN工业现场总线与主要由多个设置在高压电缆线上的温度传感器构成的现场信号采集装置连接。
2.根据权利要求1所述的电力电缆接头故障在线监测与预警系统，其特征在于所述的CAN工业现场总线主要包括一连接现场信号采集装置与工控机的CAN网络主控站，以及采用双绞线的控制总线，所述的温度传感器选用高精度数字传感器，且多个温度传感器分别连接于一温度信号采集站，并通过控制总线连接CAN网络主控站。
3.根据权利要求2所述的电力电缆接头故障在线监测与预警系统，其特征在于所述的温度传感器至少包括一安置在电缆压接点上的故障温度传感器、一安置在电缆体外的电缆体温度传感器、一安置在隧道或电缆沟内的耐压密封温度传感器以及安置在隧道或电缆沟内的环境温度传感器。
4.根据权利要求1所述的电力电缆接头故障在线监测与预警系统，其特征在于所述的现场信号采集装置还包括一设置在隧道或电缆沟内水位监测点上的水位传感器，该水位传感器通过一数据采集站，并通过控制总线连接CAN网络主控站。
【文档编号】G01R31/00GK203561702SQ201320656693
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】贺伟军, 虞伟, 王立军, 姜才军, 戴浩斌 申请人:国家电网公司, 国网浙江岱山县供电公司