一种宽量程高精度的电缆隧道接地环流监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种宽量程高精度的电缆隧道接地环流监测装置及方法，装置包括电流传感器、就地控制器和后台计算机；首先将电流传感器安装于电力电缆的接地线上实时采集电力电缆的接地环流信息，并将采集电力电缆的接地环流信息发送给就地控制器；然后就地控制器对接收的接地环流信息进行实时显示并上传给后台计算机；最后后台计算机根据接收的接地环流信息建立接地环流实时曲线，并根据电缆隧道建立接地环流状态地图，以曲线和状态地图的方式对电缆隧道内电力电缆的接地环流信息进行实时监控。本发明专利技术能够对电缆隧道内电力电缆的接地环流进行有效监测，降低了电缆隧道内电力电缆的接地环流故障率。 1

A wide range and high precision cable tunnel ground circulation monitoring device and method

The present invention discloses a wide range and high precision cable tunnel grounding loop monitoring device and method. The device includes a current sensor, an in-situ controller and a backstage computer. First, the current sensor is installed on the grounding wire of the power cable to collect the information of the grounding loop of the power cable in real time, and the connection of the power cable will be collected. The ground circulation information is sent to the local controller; then the local controller displays the received earth circulation information in real time and uploads it to the back-end computer. Finally, the background computer builds the real time curve of the grounding circulation based on the received grounding circulation information, and establishes the ground circulation state map based on the cable tunnel, with the curve and the shape. The state map is used to monitor the ground circulation information of the power cable in the cable tunnel. The invention can effectively monitor the earth circulation in the power cable of the cable tunnel, and reduces the earth circulation fault rate of the power cable in the cable tunnel. One

【技术实现步骤摘要】
一种宽量程高精度的电缆隧道接地环流监测装置及方法
本专利技术涉及电缆接地环流监测
，具体地说是一种宽量程高精度的电缆隧道接地环流监测装置及方法。
技术介绍
电力电缆在我国的基础设施中处于非常重要的地位，随着我国电力行业的发展，电力电缆已经取代了传统的架空线路，与传统的架空线路相比，电力电缆存在巨大的优势，不仅能够节省空间，还能够防止恶劣天气带来的安全隐患。电力电缆常年埋在地下，周围环境复杂，给电力电缆的安全运行带来了一些隐患，电缆隧道虽然能够解决埋地电缆的一些问题，但是由于电缆隧道复杂的运行环境，极易造成电缆隧道存在积水、潮湿和通风性差等现象，导致电力电缆的绝缘性降低，甚至出现破损，因此，电力电缆的故障率始终比较高。电力电缆正常运行时，电缆线芯电流产生的交变磁场会在金属护层上产生感应电压，为了保证电力电缆的安全运行，要求电缆金属护套至少有一端接地，按照规定，单芯电缆金属护套接地环流一般不大于负荷电流10％的，环流过大，会造成电缆损耗发热，导致电缆局部发热影响载流量，加速绝缘老化，会造成引线接点或焊接点由于可能出现的连接不良而使温度局部升高，危及电缆线路的安全运行。电缆护套环流大小能够客观的反应电力线路的工作状况，由于电缆接地环流的本身特性不同，传统的电磁式电流互感器因其传感原理而出现不可克服的问题：例如：宽频谱特性；宽量程特性；若输出端开路，产生高电压对周围设备和人员存在潜在的威胁；易受电磁干扰等。因此，为适应电力系统的快速发展，必须研制利用其它传感原理的电流互感器，并通过接地环流分析电缆运行的状况来诊断电缆环流的故障，从而保证电力系统的安全运行。专利
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种宽量程高精度的电缆隧道接地环流监测装置及方法，其能够对电缆隧道内电力电缆的接地环流进行有效监测，降低电缆隧道内电力电缆的接地环流故障率。本专利技术解决其技术问题采取的技术方案是：一方面，本专利技术实施例提供的一种宽量程高精度的电缆隧道接地环流监测装置，它包括电流传感器、就地控制器和后台计算机；所述电流传感器安装于电力电缆的接地线上，用于采集电力电缆的接地环流信息；所述就地控制器用于对实时采集的接地环流信息进行显示并上传给后台计算机；所述后台计算机用于根据接收的接地环流信息建立接地环流实时曲线，并根据电缆隧道建立接地环流状态地图，以此对电缆隧道内电力电缆的接地环流信息进行实时监控。作为本实施例另一种可能的实现方式，所述电流传感器包括罗氏线圈、复合积分器、A/D转换电路和E/O转换电路，所述罗氏线圈套设在电力电缆的接地线上，罗氏线圈的输出侧与复合积分器的输入端连接，所述复合积分器的输出端与A/D转换电路的输入端连接，所述A/D转换电路的输出端与E/O转换电路的输入端连接，所述E/O转换电路的输出端通过光纤与就地控制器连接。作为本实施例另一种可能的实现方式，所述复合积分器包括罗氏线圈高频自积分电路、无源RC中频积分电路和有源RC低频积分电路。作为本实施例另一种可能的实现方式，所述就地控制器包括O/E转换电路、串并转换电路、微处理器、lora模块和电源模块，所述O/E转换电路的输入端通过光纤与E/O转换电路的输出端连接，输出端与串并转换电路的输入端连接，串并转换电路的输出端与微处理器的信号输入端连接，所述微处理器与LoRa模块交互式连接。作为本实施例另一种可能的实现方式，所述电源模块包括TPS61099电源管理芯片U1、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2和电感L1，所述电容C1的一端分别与可充电电池的接线端、电感L1的一端以及TPS61099电源管理芯片U1的VIN引脚和EN引脚连接，输出端分别与3.8V接线端和TPS77033电源管理电路的输入端连接，电容C1的另一端接地，所述电感L1的另一端与TPS61099电源管理芯片U1的SW引脚连接,TPS61099电源管理芯片U1的VOUT引脚分别与电阻R1的一端、电容C2的一端和输出接线端VDD连接，TPS61099电源管理芯片U1的FB引脚分别与电阻R1的另一端和电阻R2的一端连接，TPS61099电源管理芯片U1的GND引脚和电阻R2的另一端相连后接地，所述电容C2的另一端接地。另一方面，本专利技术实施例提供的一种宽量程高精度的电缆隧道接地环流监测方法，它包括以下步骤：步骤1，将电流传感器安装于电力电缆的接地线上实时采集电力电缆的接地环流信息，并将采集电力电缆的接地环流信息发送给就地控制器；步骤2，就地控制器对接收的接地环流信息进行实时显示并上传给后台计算机；步骤3，后台计算机根据接收的接地环流信息建立接地环流实时曲线，并根据电缆隧道建立接地环流状态地图，以曲线和状态地图的方式对电缆隧道内电力电缆的接地环流信息进行实时监控。作为本实施例另一种可能的实现方式，所述步骤1包括以下步骤：步骤11，套设在电力电缆的接地线上罗氏线圈采集由于电缆线芯电流产生的交变磁场导致在金属护层上产生的感应电压，步骤12，复合积分器对采集的感应电压信号进行滤波和限幅信号调理；步骤13，A/D转换电路将经过滤波和限幅信号调理的信号转换成数字信号；步骤14，E/O转换电路将数字信号调制成光信号，并通过光纤传输光信号。作为本实施例另一种可能的实现方式，在步骤12中，所述复合积分器包括罗氏线圈高频自积分电路、无源RC中频积分电路和有源RC低频积分电路，分别对感应电压信号中高、中、低频信号进行滤波和限幅处理。作为本实施例另一种可能的实现方式，所述步骤2包括以下步骤：步骤21，O/E转换电路将光信号调制成数字信号；步骤22，串并转换电路将以串行传输方式接收的数字信号以并行传输方式发送给微处理器；步骤23，微处理器将接收到的接地环流信息以曲线方式进行实时显示；步骤24，lora模块将微处理器将接收到的接地环流信息以无线通信方式发送给后台计算机。作为本实施例另一种可能的实现方式，在步骤3中，后台计算机安装有采用labview软件进行开发的接地环流信息实时监控程序，该接地环流信息实时监控程序具有数据提取、终端数据显示、数据存储和越界报警功能。本专利技术实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：一方面，本专利技术实施例技术方案提供的一种宽量程高精度的电缆隧道接地环流监测装置包括电流传感器、就地控制器和后台计算机；所述电流传感器安装于电力电缆的接地线上，用于采集电力电缆的接地环流信息；所述就地控制器用于对实时采集的接地环流信息进行显示并上传给后台计算机；所述后台计算机用于根据接收的接地环流信息建立接地环流实时曲线，并根据电缆隧道建立接地环流状态地图，以此对电缆隧道内电力电缆的接地环流信息进行实时监控。通过实时采集接地环流信息对电力电缆的接地环流进行实时监测，降低了电缆隧道内电力电缆的接地环流故障率。另一方面，本专利技术实施例技术方案提供的一种宽量程高精度的电缆隧道接地环流监测方法，首先将电流传感器安装于电力电缆的接地线上实时采集电力电缆的接地环流信息，并将采集电力电缆的接地环流信息发送给就地控制器；然后就地控制器对接收的接地环流信息进行实时显示并上传给后台计算机；最后后台计算机根据接收的接地环流信息建立接地环流实时曲线，并根据电缆隧道建立接地环流状态地图，以曲线和状态地图的方式对电缆隧道内电力电缆的接地环流信息进行实时监本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽量程高精度的电缆隧道接地环流监测装置，其特征是，包括电流传感器、就地

【技术特征摘要】
1.一种宽量程高精度的电缆隧道接地环流监测装置，其特征是，包括电流传感器、就地控制器和后台计算机；所述电流传感器安装于电力电缆的接地线上，用于采集电力电缆的接地环流信息；所述就地控制器用于对实时采集的接地环流信息进行显示并上传给后台计算机；所述后台计算机用于根据接收的接地环流信息建立接地环流实时曲线，并根据电缆隧道建立接地环流状态地图，以此对电缆隧道内电力电缆的接地环流信息进行实时监控。2.如权利要求1所述的一种宽量程高精度的电缆隧道接地环流监测装置，其特征是，所述电流传感器包括罗氏线圈、复合积分器、A/D转换电路和E/O转换电路，所述罗氏线圈套设在电力电缆的接地线上，罗氏线圈的输出侧与复合积分器的输入端连接，所述复合积分器的输出端与A/D转换电路的输入端连接，所述A/D转换电路的输出端与E/O转换电路的输入端连接，所述E/O转换电路的输出端通过光纤与就地控制器连接。3.如权利要求1所述的一种宽量程高精度的电缆隧道接地环流监测装置，其特征是，所述复合积分器包括罗氏线圈高频自积分电路、无源RC中频积分电路和有源RC低频积分电路。4.如权利要求1至3任意一项所述的一种宽量程高精度的电缆隧道接地环流监测装置，其特征是，所述就地控制器包括O/E转换电路、串并转换电路、微处理器、lora模块和电源模块，所述O/E转换电路的输入端通过光纤与E/O转换电路的输出端连接，输出端与串并转换电路的输入端连接，串并转换电路的输出端与微处理器的信号输入端连接，所述微处理器与LoRa模块交互式连接。5.如权利要求4所述的一种宽量程高精度的电缆隧道接地环流监测装置，其特征是，所述电源模块包括TPS61099电源管理芯片U1、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2和电感L1，所述电容C1的一端分别与可充电电池的接线端、电感L1的一端以及TPS61099电源管理芯片U1的VIN引脚和EN引脚连接，输出端分别与3.8V接线端和TPS77033电源管理电路的输入端连接，电容C1的另一端接地，所述电感L1的另一端与TPS61099电源管理芯片U1的SW引脚连接,TPS61099电源管理芯片U1的VOUT引脚分别与电阻R1的一端、电容C2的一端和输出接线端VDD连接，TPS61099电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘哲，钱庆林，姜涛，葛少伟，侯建峰，邝涛，孟庆瑞，苏菲，李德泉，牟泽刚，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司济南供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37