一种集中电缆护层保护及护层保护器监控一体装置的制作方法

1.本实用新型涉及电缆防护技术领域，尤其涉及一种集中电缆护层保护及护层保护器监控一体装置。


背景技术：

2.城市及铁路电能已广泛采用电力电缆传输，电压超过一定值时采用单芯电缆。电力电缆外护层一般由内衬层、铠装层和外被层三部分组成。铠装层可增强机械强度，减少机械力对电缆的影响，增长电缆的使用寿命。单芯电缆导线通过电流时，通过其周围磁场，在金属护层上产生感应电压。感应电压与电缆的长度和电流大小成正比，当电缆很长时，感应电动势会很大。电缆护层（铠装层）的感应电压过高会危及工作人员的人身安全，故电缆护层应可靠接地。如果电缆护层两端接地，电缆护层会与大地形成一个回路，在感应电压的作用下产生环流，环流会使护层发热，不仅造成能量损耗，降低传输效率，而且使电缆温度上升，影响电缆寿命，并影响电缆的传输容量。如果电缆护层一端接地，一端不接地时，当雷击或操作过电压波沿线芯流动时，金属护层不接地端会出现较高冲击电压；同时在系统发生短路时，短路电流流过线芯时，护层不接地端也会出现较高的工频感应电压。过电压可能会击穿外被层，造成多点接地，形成环流。通常在不接地端串接电缆护层保护器再接地解决不接地端冲击高电压问题。电力行业标准dl/t401-2002《高压电力电缆选用导则》规定，须采用电缆护层保护器以限制电力电缆金属护层（或金属护套）上感应电压和故障过电压。
3.正常情况下，保护器呈高阻状态，通过保护器的电流很小，是微安级，不会产生环流问题；当电缆层出现过电压时，保护迅速自动投入运行，呈低阻状态，泄放电缆护层上的电荷，保护电缆安全运行；当电压降至一定压力时，保护器自动恢复高阻态状态。保护器采用zno压敏电阻作为保护元件，氧化锌电缆护层保护器具有优良的非线性伏安特性曲线，还具有电气绝缘性能好、介电强度高、抗漏痕、抗电蚀、耐热、耐寒、耐老化、防爆等优点及良好的化学稳定性、憎水性和密封性。
4.电缆护层保护器在长期运行过程中，可能由于设备结构密封不严致内部受潮或阀片老化而引起绝缘性能逐步降低。另外，在雷击或操作过电压或工频短路时，可导致氧化锌阀片热崩溃而损坏。在正常运行中，只能通过简单的外观检查，如瓷套除污、表面是否有裂缝或定期试验来维护电缆护层保护器。这种检查方式难以及时发现电缆护层保护器故障；若不能及时发现和更换故障的电缆护层保护器，电缆护层保护器会失去其保护作用，导致电缆线路烧损，发火灾的危险，同时对运维人员的人身安全带来威胁。另外，在某些特殊场所，电力电缆的分布则会比较集中，电缆护层的保护难度则进一步加大，电缆护层保护器通常情况下电压很低，不超过100v，在遭受雷击或过电压时，最高电压能达到十千伏以上，监测装置不能承受这么高的电压，如果将高电压引入集中监控装置，则集中监控装置会被烧毁，集中监控装置检测到的数据往往会出现较大偏差，这一直困扰着电缆运维人员。
5.所以，如何提供一种集中电缆护层保护及护层保护器监控一体装置，解决现有技术中存在的上述问题，是目前本领域技术人员亟待解决问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型提供了一种集中电缆护层保护及护层保护器监控一体装置，解决了现有技术中存在的问题，具体方案如下：
7.一种集中电缆护层保护及护层保护器监控一体装置，包括柜体，柜门，所述柜体内部的设有横纵排列的电缆护层保护器，每个所述电缆护层保护器下方安装电流互感器，所述电流互感器的下方设有电缆护层保护器状态显示板；
8.所述柜体的上方设有电缆护层保护器监控装置，所述电缆护层保护器监控装置与显示器通讯连接；
9.所述电缆护层保护器监控装置与所述电缆护层保护器状态显示板通过监控装置与状态显示板通讯线通讯连接；
10.电缆护层接入引线连接所述电缆护层保护器上方的上接线柱；
11.所述电缆护层保护器下方的下接线柱穿过所述电流互感器，横纵排列的所述下接线柱串接在一起与设置在底部的接地铜排连接，所述接地铜排与接地引线连接；
12.所述电缆护层保护器监控装置通过监控装置接地输入线以及监控装置电缆护层电压输入线接入每个所述电缆护层保护器两端的电压信号，所述电缆护层保护器监控装置通过监控装置电缆护层漏电流输入线接入每个所述电流互感器的电流信号；
13.还包括分压电阻，所述分压电阻的下端通过分压电阻连接螺钉与接地铜排连接，所述分压电阻的分电压引出线与所述电缆护层保护器监控装置连接，所述分压电阻的外部设有耐高压保护层，所述分压电阻的顶部安装有耐高压保护帽，所述分压电阻的上端通过分压电阻连接线与所述电缆护层保护器的上接线柱连接。
14.具体的，所述分压电阻采用两个耐高压20kv的电阻串联在一起，所述两个耐高压20kv电阻的阻值大小分别为10 mω和1mω，10 mω的电阻设置在上面，1mω的电阻设置在下面，所述的分电压引出线设置在所述两个耐高压20kv电阻的连接处。
15.具体的，所述电缆护层保护器的排列为6行，8列。
16.具体的，所述电缆护层保护器监控装置与监测显示区通讯连接，所述监测显示区域包括电源、运行、非工作、故障、主分机通讯以及上位机通讯状态显示灯。
17.具体的，所述电缆护层保护器状态显示板的状态显示包括工作、非工作以及故障状态显示灯。
18.具体的，所述电流互感器为微安级电流互感器。
19.具体的，所述显示器为触屏显示器。
20.具体的，所述柜门为透明材质。
21.具体的，还包括金属基座。
22.本实用新型公开的集中电缆护层保护及护层保护器监控一体装置，将多个分散的电缆护层保护器集中在一起，共同保护后接地，实现集约管理、监控，经济性和维护性更进一步，达到了节约空间，提高安全性的效果。本装置尤其适合非三相电供电的场合，比如铁路供电、城市单向供电。分压电阻以及低压采集模块和高压采集模块的应用，解决了正常运行时监测电压的精度和过高电压时对监控装置的保护的矛盾。可有效防止因电缆护层保护器故障引起的电缆烧毁或火灾，进而防止重要供电线路停电。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
24.图1为：本实用新型提供的护层保护一体装置侧视透视示意图；
25.图2为：本实用新型提供的护层保护一体装置主视示意图；
26.图3为：图2中的a-a处剖切局部放大图；
27.图4为：图2中的b-b处剖切局部放大图；
28.图中：1、柜体2、电缆护层保护器监控装置3、显示器4、电缆护层保护器状态显示板5、电缆护层保护器51、上接线柱52、下接线柱6、电流互感器7、接地铜排8、分压电阻81、分压电阻连接螺钉82、分电压引出线83、耐高压保护层84、耐高压保护帽85、分压电阻连接线11、接地引线12、电缆护层接入引线13、监控装置接地输入线14、监控装置电缆护层电压输入线15、监控装置电缆护层漏电流输入线16、监控装置与状态显示板通讯线31、监测装置显示区20、金属基座31装置显示板101、柜门。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
30.图1和图2分别为集中电缆护层保护及护层保护器监控一体装置的侧视透视图和主视图，图3为图1的a处放大图，参照附图1-图3所示，本实用新型请求保护一种集中电缆护层保护及护层保护器监控一体装置，包括柜体1，柜门101，所述柜体1内部的设有横纵排列的电缆护层保护器5，每个所述电缆护层保护器5下方安装电流互感器6，所述电流互感器6的下方设有电缆护层保护器状态显示板4；
31.所述柜体1的上方设有电缆护层保护器监控装置2，所述电缆护层保护器监控装置2与显示器3通讯连接，可以设置报警阈值、查看电缆护层运行参数等人机对话功能；所述电缆护层保护器监控装置2与所述电缆护层保护器状态显示板4通过监控装置与状态显示板通讯线16通讯连接，用以在电缆护层保护器状态显示板4上实时显示电缆护层保护器状态，包括非工作、工作和故障等状态。
32.电缆护层接入引线12连接所述电缆护层保护器5上方的上接线柱51；所述电缆护层保护器5下方的下接线柱52穿过所述电流互感器6，横纵排列的所述下接线柱52串接在一起与设置在底部的接地铜排7连接，所述接地铜排7与接地引线11连接，所述接地铜排7安装在柜体1内的横撑（未图示）上，此时，柜体1内所有的电缆护层保护器5的下接线柱均与接地铜排7连接在一起，通过接地引线11与大地相连。
33.所述电缆护层保护器监控装置2通过监控装置接地输入线13以及监控装置电缆护层电压输入线14接入每个所述电缆护层保护器5两端的电压信号，实现电缆护层保护器监控装置2可以实时监控每一个所述电缆护层保护器5两端的电压；所述电缆护层保护器监控
装置2通过监控装置电缆护层漏电流输入线15接入每个所述电流互感器6的电流信号，实时监测每一个所述电缆护层保护器5的漏电流。
34.在本装置中，电缆护层保护器监控装置2通过判断电缆护层保护器5的漏电流大小（检测值）、电流的容阻性（计算值）、高频电流所占比例（计算值）等数据，判断电缆护层是否发生故障，以及故障类型。当电缆护层保护器5接近发生故障阈值时，本装置发出预警，并根据长期存储的监控数据，预测出电缆护层即将发生故障的时间、类型报告，提醒维护人员对电缆护层进行维护。当电缆护层保护器5的漏电流等参数达到设定阈值后，发出报警，提醒维护人员更换出现故障的电缆护层保护器5，另外，本装置还可以记录电缆护层保护器保护次数及时间等信息。本电缆护层保护器监控装置2采用小型工控机及linux操作系统，来保证整体的可靠性和反应速度。
35.在本装置中，还包括分压电阻8，所述分压电阻8的下端通过分压电阻连接螺钉81与接地铜排7连接，所述分压电阻8的分电压引出线82与所述电缆护层保护器监控装置2连接，实时监控每一个电缆护层保护器5两端的电压（通过分压计算）。所述分压电阻8的外部设有耐高压保护层83，所述分压电阻8的顶部安装有耐高压保护帽84，保证在外面输入电压20kv时，分压电阻8和电缆护层保护器5不对外放电。所述分压电阻8的上端通过分压电阻连接线85与所述电缆护层保护器5的上接线柱51连接。
36.所述分压电阻8采用两个耐高压20kv的电阻串联在一起，所述两个耐高压20kv电阻的阻值大小分别为10 mω和1mω，其中，10 mω的电阻设置在上面，1mω的电阻设置在下面，所述的分电压引出线82设置在所述两个耐高压20kv电阻的连接处。
37.通过设置分压电阻8，此时上传的电压为原来的十分之一，电缆护层保护器监控装置2能够承受电缆护层保护器5接受雷击时的最高电压残压时的电压。
38.由于平时采集电压和高电压压差相差过大，平时运行时采集到的电压很低，遭受雷击时过电压很高，所以，在电缆护层保护器监控装置2内还设有低压采集模块和高压采集模块，在低压和高压时，分别自动区分上传电压数值至数据处理单元，用以保证在过高和过低电压的监测精度。
39.具体的，所述电缆护层保护器5的排列为6行，8列。
40.具体的，所述电缆护层保护器监控装置2与装置显示板31通讯连接，所述装置显示板31包括电源、运行、非工作、故障、主分机通讯以及上位机通讯状态显示灯。
41.具体的，所述电缆护层保护器状态显示板4的状态显示包括工作、非工作以及故障状态显示灯。
42.具体的，所述电流互感器6为微安级电流互感器。
43.具体的，为了方便操作，所述显示器3为触屏显示器。
44.具体的，所述柜门101为透明材质，方便操作人员实时观察电缆护层保护器5的工作状态。
45.具体的，还包括金属基座20，所述金属基座20下部连接水泥基础（未做图示）。
46.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。