一种带通讯管理功能的护层环流监测终端制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带通讯管理功能的护层环流监测终端，包括护层电流监测控制器、取电及电源管理功能模块、护层电流监测模块、环境监测模块、安防功能模块、辅助设备监控模块，以及通信管理功能模块。本实用新型专利技术提供的监测终端集护层监测功能、通信管理机等功能于一体，简化了现场使用护层监测终端，以及独立的通信管理机的接线，减小了工程调试以及后期维护的工作量，提高了终端装置的集成度、提升了系统的稳定性，降低了应用方案的成本。

A sheath circulation monitoring terminal with communication management function

【技术实现步骤摘要】
一种带通讯管理功能的护层环流监测终端
本技术涉及一种带通讯管理功能的护层环流监测终端。
技术介绍
目前，110kV以上的电缆主要采用带有金属护层的单芯电缆，因单芯电缆金属护层与芯线中交流电流产生的磁力线相铰链，使其两端出现较高的感应电压，故需采取合适的接地措施，使感应电压处在安全电压范围内(通常不超过50V，有安全措施时不超过100V)。不论采用哪种接地方式，良好的护层绝缘都是必要的，当电缆护层绝缘发生损伤时，将使金属护套多点接地，从而产生护层循环电流，增加护套的损耗，影响电缆的载流能力，严重时甚至使电缆严重发热而烧毁。实时监测护层电流及其变化量，可以实现单芯电缆金属护套多点接地故障的在线监测，从而及时准确的发现接地故障，从根本上避免电缆事故的发生，保证电缆安全、可靠的运行。目前的护层电流监测终端，功能单一，在实际应用中存在下述问题：1)应用现场的其他监控功能模块，比如环境监测、安防监测、辅助设备监控等设备，需要接入独立的通信管理机后，再统一转发给监控系统，增加了系统复杂度，和使用成本；2)护层监测终端采集的信息，也要经过独立的通讯管理机与监控系统通讯，增加了通讯复杂度；3)目前现场的各类监控设备相互独立，信息不能共享，影响了应用的灵活性，以及后续功能的可扩展性。
技术实现思路
为了解决现有技术的监测系统所存在的问题，本技术在此的目的在于提供一种集环境监测、安防监测、辅助设备监控等设备为一体的带通讯管理功能的护层环流监测终端。为实现本技术目的，在此所提供的带通讯管理功能的护层环流监测终端，包括护层电流监测控制器、取电及电源管理功能模块、护层电流监测模块、环境监测模块、安防功能模块、辅助设备监控模块，以及通信管理功能模块；所述取电及电源管理功能模块、所述安防功能模块、所述辅助设备监控模块，以及所述通信管理功能模块分别与所述护层电流监测控制器通信连接；所述护层电流监测模块和所述环境监测模块的信号输出端与所述护层电流监测控制器的信号输入端连接。其中，通信管理功能模块包括网络芯片、TVS保护器、隔离器和连接端子，所述网络芯片与所述护层电流监测控制器之间通过数据总线进行连接，所述网络芯片的输出端经所述TVS保护器和所述隔离器后与所述连接端子连接。连接端子包括RJ45以太网接口和RS-485串口。RS-485串口通过RS-485总线与就地采集设备连接，实现通信信息的集中、规约转化、传输。每个RS485串口可接入设备32台，传输速率300bps～115200bps可配置，传输距离可达1000米。通讯管理模块中的RJ45以太网口也可与智能装置连接，完成信息转发。另外还可以通过RJ45以太网口用于和监控后台通讯。模块可支持IEC60870-5-101、IEC60870-5-103/104、DNP3.0、Modbus、CDT、私有协议(需提供规约文本)等多种规约，通讯管理模块内置丰富的规约库，还配有功能强大的组态工具和调试工具，可以通过计算机对该模块进行相应的配置和维护。本技术的有益效果是：本技术提供的监测终端集护层监测功能、通信管理机等功能于一体，简化了现场使用护层监测终端，以及独立的通信管理机的接线，减小了工程调试以及后期维护的工作量，提高了终端装置的集成度、提升了系统的稳定性，降低了应用方案的成本。附图说明图1为本技术所提供的监测终端的原理图；图2为本技术所提供的取电及电源管理功能模块的电路原理图；图3为本技术所提供的护层电流监测模块的电路原理图；图4为本技术所提供的环境监测模块的电路原理图；图5为本技术所提供的安防功能模块的电路原理图；图6为本技术所提供的辅助设备监控模块的电路原理图；图7为本技术所提供的通信管理功能模块的原理图；图8为本技术所提供的监测终端的产品结构图；图9为本技术所提供的监测终端的立体图；图中：1-连接端子，2-电源空开，3-安防及辅助模块，4-通信管理功能模块，5-取电及电源管理功能模块，6-护层电流监测模块，7-环境监测模块，8-箱体。具体实施方式在此结合附图和具体实施方式对本申请所要求保护的技术方案作进一步详细的介绍。本技术在此要求保护的技术方案是一种带通讯管理功能的护层环流监测终端，其原理结构如图1-8所示，其包括了护层电流监测控制器、取电及电源管理功能模块5、护层电流监测模块6、环境监测模块7、安防功能模块、辅助设备监控模块，以及通信管理功能模块4；取电及电源管理功能模块、安防功能模块、辅助设备监控模块，以及通信管理功能模块分别与护层电流监测控制器通信连接；护层电流监测模块和环境监测模块的信号输出端与护层电流监测控制器的信号输入端连接。其中，各功能模块的作用如下：取电及电源管理模块的作用：包含取电部件，电池等后备电源，电压转换，电源分配，电源充放电管理等功能部件，为护层电流监测终端获取外部电力，完成电压转换、电能分配，电源管理(含电池等后备电源充放电)等功能。本技术在此采用的取电及电源管理模块的包括了过滤器U5、第一电源转换模块U10、第二电源转换模块U6和基准电压转换芯片U2，其电路结构如图2所示。供电电源经保险丝F1加载于过滤器U5的输入端，在过滤器U5的零线、火线之间还连接有可调压敏电阻RV1；过滤器U5的零线输出端经二极管D9接第一电源转换模块U10的正输入端，过滤器U5的火线输出端接第一电源转换模块U10的负输入端，第一电源转换模块U10的正负输入端之间连接有电解电容EC1；第一电源转换模块U10的正输入端与正输出端之间连接有电容CY1，第一电源转换模块U10的负输入端和负输出端之间连接有电容CY4；第一电源转换模块U10输出+5V电压，输出的+5V电压加载于第二电源转换模块U6的输入端，第二电源转换模块U6的输入端与地之间连接有电解电容E1，第二电源转换模块U6的输入端与电源端之间连接有电容R52；第二电源转换模块U6的电源端与地之间连接有电容C43，第二电源转换模块U6的COMP端和地之间串联有电阻R23和电容C44。第二电源转换模块U6输出+3.3V电压，输出的+3.3V电压为其它功能模块提供工作电压，同时也输入基准电压转换芯片U2后输出基准电压。护层电流监测模块的作用：采集电缆感应电压，与预设的参数、阈值进行比较，决定是否产生告警信号等操作。本技术在此采用的护层电流监测模块包括电压互感器PT1、采样电路和运算放大器，其电路结构如图3所示；护层的对地电压经电阻RA5和电阻RA9加载于电压互感器PT1的输入端；电压互感器PT1的输出端经采样电路接运算放大器的正向输入端，运算放大器的输出端接护层电流监测控制器。其中电压互感器PT1的输出端还经电阻RB4接1.5V基准电压，电压互感器PT1的输出端还连接有电容CA9、电容CB4和电阻RC4；电压互感器PT1输出的电压还经二极管DB8接+3.3V电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带通讯管理功能的护层环流监测终端，其特征在于：包括护层电流监测控制器、取电及电源管理功能模块、护层电流监测模块、环境监测模块、安防功能模块、辅助设备监控模块，以及通信管理功能模块；所述取电及电源管理功能模块、所述安防功能模块、所述辅助设备监控模块，以及所述通信管理功能模块分别与所述护层电流监测控制器通信连接；所述护层电流监测模块和所述环境监测模块的信号输出端与所述护层电流监测控制器的信号输入端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种带通讯管理功能的护层环流监测终端，其特征在于：包括护层电流监测控制器、取电及电源管理功能模块、护层电流监测模块、环境监测模块、安防功能模块、辅助设备监控模块，以及通信管理功能模块；所述取电及电源管理功能模块、所述安防功能模块、所述辅助设备监控模块，以及所述通信管理功能模块分别与所述护层电流监测控制器通信连接；所述护层电流监测模块和所述环境监测模块的信号输出端与所述护层电流监测控制器的信号输入端连接。


2.根据权利要求1所述的带通讯管理功能的护层环流监测终端，其特征在于：所述取电及电源管理功能模块包括过滤器U5、第一电源转换模块U10、第二电源转换模块U6和基准电压转换芯片U2，供电电源经所述过滤器U5后经所述第一电源转换模块U10和所述第二电源转换模块U6输出工作电压，所述工作电压输入所述基准电压转换芯片U2后输出基准电压。


3.根据权利要求1所述的带通讯管理功能的护层环流监测终端，其特征在于：所述护层电流监测模块包括电压互感器PT1、采样电路和运算放大器，所述电压互感器PT1的输入端作为护层电流监测模块的输入端接护层的对地电压；所述电压互感器PT1的输出端经所述采样电路接所述运算放大器的正向输入端，所述运算放大器的输出端接所述护层电流监测控制器。


4.根据权利要求1所述的带通讯管理功能的护层环流监测终端，其特征在于：所述环境监测模块包括运算放大器、AD转换器U14和数字隔离芯片U15，用于采集护层所处环境的温度、气体以及水位的温度传感器、气体传感器和水位传感器输出的数据记载于所述运算放大器的正向输入端，所述运算放大器的输出端与所述AD转换器U4的信号输入端连接，所述AD转换器U14的信号输出端与所述数字隔离芯片U15的...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱鸿，
申请(专利权)人：上海谷元电气科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31