一种配电电缆分支箱状态监测系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种配电电缆分支箱状态监测系统和方法，包括：设置于电缆分支箱中的智能监测单元以及与所述智能监测单元通过低功耗广域网连接的配网状态监测系统主站；所述智能监测单元实时采集和分析所述电缆分支箱的运行状态及环境参数数据，并在发现异常时通过所述低功耗广域网上报报警信息到配网状态监测系统主站；所述配网状态监测系统主站对所述报警信息进行分析处理。本发明专利技术提供的技术方案基于先进的低功耗广域网络技术实现配电电缆分支箱运行状态远程监测，解决了长期以来制约户外及地下室场合配电电缆分支箱监测的通信难题。

A condition monitoring system and method of distribution cable branch box

【技术实现步骤摘要】
一种配电电缆分支箱状态监测系统和方法
本专利技术涉及电力设备状态监测领域，具体涉及一种配电电缆分支箱状态监测系统和方法。
技术介绍
配电网具有分布广、电力设备多、运行环境复杂等特点，为提高配电网设备智能化监测，提高自动化运维水平，需要采用先进的物联网技术实现设备运行状态的远程监测。常规的电力光纤、无线、电力载波通信受限于通信距离、性能、施工成本及现场供电等难题，目前仅实现了配电网二次自动化设备“三遥”数据的通信，而大量的配电设备如配电电缆分支箱等线路设备运行状态因通信、取电等难题而无法有效监测。适用的物联网通信技术主要包括两大类：一类是短距离无线通信技术，一类是低功耗广域网络(Low-PowerWide-AreaNetwork，LPWAN)技术。短距离无线通信技术包括WLAN、Zigbee、Bluetooth技术等，主要存在以下问题：1)短距离无线通信技术的单跳通信距离短，需要通过复杂的组网技术来扩大网络覆盖范围，在农村配电设备状态监测等监测节点距离较远的环境中，还需额外部署中继节点来扩大网络覆盖范围，通信组网复杂，可靠性差；2)短距离无线通信技术信号穿透性能较差，配电设备通常安装在金属箱体中，通信效果很差，不适用于大部分配电网环境下的状态监测。
技术实现思路
针对物联网低功耗、长距离通信需求，本专利技术提出了一种基于电力低功耗广域网LPWAN技术的配电电缆分支箱设备状态监测系统和监测方法，实现对分支箱运行环境温度、湿度、电缆接头点温度、门禁、电缆故障等状态实时在线远程监测和异常主动告警。本专利技术提供的技术方案是：一种配电电缆分支箱状态监测系统，所述系统包括：智能监测单元、与所述智能监测单元通过低功耗广域网连接的配网状态监测系统主站；所述智能监测单元设置于电缆分支箱中；所述智能监测单元实时采集和分析所述电缆分支箱的运行状态及环境参数数据，并在发现异常时通过所述低功耗广域网上报报警信息到配网状态监测系统主站；所述配网状态监测系统主站对所述报警信息进行分析处理。优选的，所述智能监测单元包括：低功耗广域网无线模组；所述低功耗广域网无线模组与所述低功耗广域网连接。进一步的，所述智能监测单元还包括：依次连接的多种传感器、信号处理单元、智能控制器和供电单元；所述供电单元用于为所述多种传感器、信号处理单元、智能控制器和所述低功耗广域网无线模组提供工作电源；所述信号处理单元，用于将所述多种传感器采集的所述电缆分支箱的运行状态及环境参数信息转换为适合所述智能控制器处理的数字信号；所述智能控制器用于根据所述数字信号分析判断所述电缆分支箱的运行状态是否异常，并在运行状态异常时控制所述低功耗广域网无线模组经低功耗广域网向配网状态监测主站发送无线报警信号。进一步的，所述多种传感器包括：环境传感器和电缆运行状态传感器；所述环境传感器用于获取电缆分支箱运行环境信息；所述电缆运行状态传感器用于获取所述电缆分支箱日常运行状态信息。进一步的，所述环境传感器包括：温度传感器、湿度传感器和水浸水位传感器；所述电缆运行状态传感器包括：电力电缆接头温度传感器、电流传感器、接地故障传感器、电缆绝缘局部放电电气量传感器和分支箱门磁。进一步的，所述多种传感器均采用无源传感器。进一步的，所述智能控制器包括CPU及存储器RAM、ROM和FLASH；所述CPU及存储器RAM、ROM和FLASH经总线背板连接。进一步的，所述CPU采用单芯片低功耗微处理器。进一步的，所述供电单元采用电池或电池组供电。一种配电电缆分支箱状态监测方法，所述方法包括：所述智能监测单元实时采集得到所述电缆分支箱运行状态及环境参数数据；所述智能监测单元根据所述数据，判断所述电缆分支箱运行状态是否异常，是则通过所述低功耗广域网上报报警信息到配网状态监测主站；所述配网状态监测主站对所述报警信息进行分析处理。优选的，所述智能监测单元实时采集得到所述电缆分支箱运行状态及环境参数数据据包括：所述智能监测单元的电缆运行状态传感器采集电缆分支箱的运行数据，以及所述智能监测单元的环境传感器采集环境数据，得到所述电缆分支箱运行状态及环境参数模拟信号；所述智能监测单元的信号处理单元将所述电缆分支箱运行状态及环境参数信息模拟信号转换为对应的数字信号数据；所述电缆分支箱运行状态及环境参数信息包括：环境温度湿度、水浸水位、电缆接头温度和电流参数。进一步的，所述智能监测单元根据所述数据，判断所述电缆分支箱运行状态是否异常，包括：所述智能监测单元根据所述数据判断所述电缆分支箱及电缆运行状态数据是否超过预先设定的阈值；当所述电缆分支箱及电缆运行状态数据超过预先设定的阈值时，所述电缆分支箱运行状态异常。进一步的，所述配网状态监测主站对所述报警信息进行分析处理，包括：所述配网状态监测主站根据所述报警信息确认电缆分支箱运行状态是否异常；当确认所述电缆分支箱运行状态异常时，所述配网状态监测主站通知运维工作人员到现场进行处理。进一步的，所述预先设定的阈值包括：环境温度湿度告警门限值、水浸水位门限值、电缆接头温度预设门限值和电流参数预设限值。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供一种配电电缆分支箱状态监测系统和方法，所述系统包括：智能监测单元、与所述智能监测单元通过低功耗广域网连接的配网状态监测系统主站；所述智能监测单元设置于电缆分支箱中；所述方法包括：所述智能监测单元实时采集得到所述电缆分支箱运行状态及环境参数数据；所述智能监测单元根据所述数据，判断所述电缆分支箱运行状态是否异常，是则通过所述低功耗广域网上报报警信息到配网状态监测主站；所述配网状态监测主站对所述报警信息进行分析处理。本专利技术提供的技术方案基于先进的低功耗广域网络LPWAN技术实现配电电缆分支箱运行状态远程监测，具有广深覆盖、低成本、高可靠、高安全、实施方便等优点，解决了长期以来制约户外及地下室场合配电电缆分支箱监测的通信难题。本专利技术提供的技术方案采用LPWAN无线模组，具有低功耗的优点，可以极大降低智能监测单元功耗，解决了配电电缆分支箱高压侧取电难题，系统部署灵活，安装使用安全、方便实施、不用停电安装。本专利技术提供的技术方案可监测包括温湿度环境量、开关变位等状态量及电流等电气量多参量，采集信息经微处理器综合分析判断发出异常报警信号，具有先进的物联网感知与边缘计算分析优势，相比于现有的独立参数传感和多跳组网报警，功能更全，系统结构更简单。本专利技术提供的技术方案系统部署灵活，具有安装使用安全、方便实施、不用停电安装的优点，系统装置采用成熟的物联网传感技术和LPWAN无线报警技术，整体性价比高。附图说明图1为本专利技术的一种配电电缆分支箱状态监测系统单元构成图；图2为本专利技术实施例中配电电缆状态远程监测系统构成图；图3为本专利技术实施例中配电电缆分支箱状态监本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电电缆分支箱状态监测系统，所述系统包括：智能监测单元、与所述智能监测单元通过低功耗广域网连接的配网状态监测系统主站；所述智能监测单元设置于电缆分支箱中；/n所述智能监测单元实时采集和分析所述电缆分支箱的运行状态及环境参数数据，并在发现异常时通过所述低功耗广域网上报报警信息到配网状态监测系统主站；/n所述配网状态监测系统主站对所述报警信息进行分析处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种配电电缆分支箱状态监测系统，所述系统包括：智能监测单元、与所述智能监测单元通过低功耗广域网连接的配网状态监测系统主站；所述智能监测单元设置于电缆分支箱中；
所述智能监测单元实时采集和分析所述电缆分支箱的运行状态及环境参数数据，并在发现异常时通过所述低功耗广域网上报报警信息到配网状态监测系统主站；
所述配网状态监测系统主站对所述报警信息进行分析处理。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能监测单元包括：低功耗广域网无线模组；
所述低功耗广域网无线模组与所述低功耗广域网连接。


3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述智能监测单元还包括：依次连接的多种传感器、信号处理单元、智能控制器和供电单元；
所述供电单元用于为所述多种传感器、信号处理单元、智能控制器和所述低功耗广域网无线模组提供工作电源；
所述信号处理单元，用于将所述多种传感器采集的所述电缆分支箱的运行状态及环境参数信息转换为适合所述智能控制器处理的数字信号；
所述智能控制器用于根据所述数字信号分析判断所述电缆分支箱的运行状态是否异常，并在运行状态异常时控制所述低功耗广域网无线模组经低功耗广域网向配网状态监测主站发送无线报警信号。


4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述多种传感器包括：环境传感器和电缆运行状态传感器；
所述环境传感器用于获取电缆分支箱运行环境信息；
所述电缆运行状态传感器用于获取所述电缆分支箱日常运行状态信息。


5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，
所述环境传感器包括：温度传感器、湿度传感器和水浸水位传感器；
所述电缆运行状态传感器包括：电力电缆接头温度传感器、电流传感器、接地故障传感器、电缆绝缘局部放电电气量传感器和分支箱门磁。


6.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述多种传感器均采用无源传感器。


7.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述智能控制器包括CPU及存储器RAM、ROM和FLASH；所述CPU及存储器RAM、ROM和FLASH经...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建岐，黄毕尧，梅林常，黄清江，张道乾，韦磊，李明维，张传远，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，国网河南省电力公司，国网江苏省电力有限公司，国网信息通信产业集团有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11