电缆接地环流监测装置的制作方法

本发明涉及电气监测领域，具体涉及一种电缆接地环流监测装置。

背景技术：

在我国，110KV及以上的高压输电电缆主要为单芯电缆。单芯电缆的金属护层与电缆的缆芯通过交流电流时会产生磁力线相铰链，使其两端出现较高的感应电压。

输电电缆主绝缘外部有一层或多层金属屏蔽结构，该结构用来屏蔽电缆内部导体电场。电缆的这种结构等效为一种单匝变压器：内部电缆线芯上的交变电流将在外部电缆金属护套或铜屏蔽上感应出交变的电动势。如果电缆屏蔽层或金属护套的两端均接地，则会在感应电动势的作用下形成环流，环流值与线芯负荷电流大小、屏蔽层与大地回路电阻等因素成正比。较大的接地环流在流经接地点(等效电阻)时，接地部位将会发热、起火，进而破坏主绝缘，造成电缆绝缘击穿，引起线路跳闸。如果电缆铜屏蔽或金属护套一端或两端悬空，这时其环流值将会很小，但电缆屏蔽及金属护套悬空端的外护套对地将承受感应电压，该电压值与线芯负荷电流及电缆屏蔽、金属护套长度等因素成正比。在电缆较长且负荷较大时，金属护层上将会感应出高电压。如不能通过金属护层过电压限制器泄流，则可能将电缆外护套击穿，造成多点金属护层接地，形成环流，进而发展为故障甚 至扩大蔓延为电缆通道火灾。

为防止电缆屏蔽及金属护套上产生环流或过电压，规程要求电缆屏蔽层和金属护套需在一端直接接地，一端经过电压限制器接地。

运行中的电缆外护套因可能发生的机械损伤以及可能出现的化学腐蚀、鼠害使电缆外护套多点损坏，保护箱进水、过电压保护器击穿、金属护套接地线断开等导致金属护层接地方式发生改变。电缆金属护层接地方式发生异常后，护层环流的数值将会发生相应的变化。如不能及时发现处理，将会造成电缆起火，绝缘击穿，发生电网停电事故。因此，通过采集电缆金属护套的接地电流及时掌握接地方式状态是否正常，非常必要。

通过常规人工巡视的办法，现场采集电缆接地环流的数据，费时费力，且巡视周期较长，不能实时监测。

现有的电缆接地环流监测终端只能单一的测量每相电缆金属护层接地电流绝对值，而无法判断三相接地电流不平衡度、接地电流与负荷电流比等多项数据指标，不具备横向、纵向多参数对比分析功能。

从防盗角度，现有的接地电流监测终端，可以通过测接地电流的方法间接判断接地铜排或接地线是否被盗割，而无法在电缆停电或者检修时起到防盗监测功能。

因此，如何实现实时在线监测电缆接地环流状态成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于实现实时在线监测电缆接地环流状态。

为此，根据第一方面，本发明实施例公开了一种电缆接地环流监测装 置，包括：

数据采集模块，用于连接至输电电缆上，用于采集输电电缆的电缆接地环流状态信息并转换为电信号；通信模块，用于发送接地环流状态信息的电信号；控制器，用于接收接地环流状态信息的电信号并解析得到输电电缆的电缆接地环流状态数据。

优选地，数据采集模块包括：多个传感器，用于分别连接至输电电缆上，分别采集输电电缆的电缆接地环流不同的状态信息；数据采集器，用于分别接收多个传感器采集的不同的状态信息，并分别转换为各个状态信息对应的电信号。

优选地，多个传感器包括：电流互感器，用于设置在输电电缆的金属护层的接地线上，用于采集金属护层的接地电流信号；震动传感器，用于设置在输电电缆的接头上，用于采集接头的位置信息。

优选地，该电缆接地环流监测装置还包括：声光报警器，与数据采集器连接，用于在数据采集器输出的报警激励信号下输出报警信号；多个传感器还包括：倾角传感器，设置在输电电缆的接地线或者保护线上，用于在接地线截断触发后，向数据采集器发送用于表征输出报警激励信号的触发信号。

优选地，声光报警器设置在输电电缆的电缆接地一端。

优选地，声光报警器还用于响应数据采集器在控制器控制下输出的报警触发信号输出报警信号。

优选地，通信模块为无线通信模块。

优选地，该电缆接地环流监测装置还包括：显示模块，与数据采集器 连接，用于以可视化的方式显示不同的状态信息。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明实施例提供的电缆接地环流监测装置，通过数据采集模块可以采集输电电缆的电缆接地环流状态信息并转换为电信号，并可以通过通信模块发送接地环流状态信息的电信号，利用控制器接收解析该电信号得到输电电缆的电缆接地环流状态数据。从而实现了实时在线监测电缆接地环流状态。

作为优选的技术方案，数据采集模块包括多个传感器，从而能够实时监测多项数据指标。

作为优选的技术方案，声光报警器在数据采集器输出的报警激励信号下输出报警信号，从而能够实现当三相不平衡或者接地电流异常时，能够有效地反馈该异常信息。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种电缆接地环流监测装置结构示意图；

图2为本发明实施例中数据采集器的一种结构示意简图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

为了实现实时在线监测电缆接地环流状态，本实施例公开了一种电缆接地环流监测装置，请参考图1，为该电缆接地环流监测装置结构示意图，该装置包括：数据采集模块1、通信模块2和控制器3，其中：

数据采集模块1用于连接至输电电缆上，用于采集输电电缆的电缆接地环流状态信息并转换为电信号。在具体实施例中，可以根据输电电缆的监测需求来确定电缆接地环流状态类型，例如三相接地电流不平衡度、接地电流与负荷电流比等数据指标。在优选的实施例中，数据采集模块1包括：多个传感器，用于分别连接至输电电缆上，分别采集输电电缆的电缆接地环流不同的状态信息；数据采集器11用于分别接收多个传感器采集的不同的状态信息，并分别转换为各个状态信息对应的电信号。在优选的实施例中，该多个传感器可以包括：电流互感器12和震动传感器13，其中，电流互感器12用于设置在输电电缆的金属护层的接地线上，用于采集金属护层的接地电流信号；震动传感器13用于设置在输电电缆的接头上，用于 采集接头的位置信息，通过该位置信息可以表征电缆接头是否被因为创击而产生的错位。

通信模块2用于发送接地环流状态信息的电信号。在优选的实施例中，通信模块2可以为基于互联网的无线通信模块，优选为GSM/GPRS通讯模块。当无线通信模块为GSM/GPRS通讯模块时，不仅可以实现接地环流状态信息的数据交互，还可以通过GSM短信的方式发送该信息。

控制器3用于接收接地环流状态信息的电信号并解析得到输电电缆的电缆接地环流状态数据。通过该控制器3接收到的环流状态数据可以计算出三相接地电流不平衡度、接地电流与负荷电流比等多项数据指标的能力。在具体实施例中，该控制器3可以设置在监控中心，具体地，可以单独设置控制器3，也可以将监控中心的监控主机作为控制器3。

为了监控电缆是否被恶意盗窃，在优选的实施例中，该电缆接地环流监测装置还可以进一步包括：声光报警器4和倾角传感器14，其中，声光报警器4与数据采集器11连接，用于在数据采集器11输出的报警激励信号下输出报警信号，该报警信号可以是声音、光或者二者的组合。倾角传感器14设置在输电电缆的接地线或者保护线上，用于在接地线截断触发后，向数据采集器11发送用于表征输出报警激励信号的触发信号，从而使得声光报警器4输出报警信号。在优选的实施例中，该声光报警器4可以设置在输电电缆的电缆接地一端，以能够更好地向外界发出报警信号。

在优选的实施例中，声光报警器4还用于响应数据采集器11在控制器3控制下输出的报警触发信号输出报警信号。具体地，控制器3可以控制数 据采集器11输出报警触发信号，声光报警器4响应该报警触发信号输出报警信号。从而，实现了当监控中心监控到可疑数据时，能够远程触发声光报警器4进行报警。

在优选的实施例中，该电缆接地环流监测装置还包括显示模块5，显示模块5与数据采集器11连接，用于以可视化的方式显示不同的状态信息。

请参考图2，为数据采集器11的一种结构示意简图，在具体实施例中，该数据采集器11包括：微处理器111，该微处理器111可以是例如单片机、DSP等具有逻辑运算功能的芯片，微处理器111用于实现数据交互的控制及数据运算；该数据采集器11根据需要可以进一步包括：电流转换接口112、AI接口113、DI接口114、DO接口115、串口模块116和SPI接口117中的任意一种或多种，其中，电流传感器通过电流转换接口与微处理器111连接，倾角传感器14可以通过AI接口113与微处理器111连接，震动传感器13可以通过DI接口114与微处理器111连接，声光报警器4可以通过DO接口115与微处理器111连接，液晶显示屏5可以通过SPI接口117与该微处理器111连接，通信模块2通过串口模块116与微处理器连接。

本实施例公开的电缆接地环流监测装置，通过数据采集模块可以采集输电电缆的电缆接地环流状态信息并转换为电信号，并可以通过通信模块发送接地环流状态信息的电信号，利用控制器接收解析该电信号得到输电电缆的电缆接地环流状态数据。从而实现了实时在线监测电缆接地环流状态。继而，解决了电缆接地环流的采集靠人工，数据既不及时也不准确的问题，实现了电缆接地环流数据的实时监测、实时判断三相接地电流不平 衡度、接地电流与负荷电流比等多项数据指标。具备了本地显示功能方便巡视人员实时查看；具备了声光报警，当三相不平衡或者接地电流异常时，本地、远程发送报警。当接地线或者保护线被恶意盗割后，可第一时间将信息送出。

在优选的实施例中，数据采集模块包括多个传感器，从而能够实时监测多项数据指标。

在优选的实施例中，声光报警器在数据采集器输出的报警激励信号下输出报警信号，从而能够实现当三相不平衡或者接地电流异常时，能够有效地反馈该异常信息。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。