分布式电缆综合在线监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种分布式电缆综合在线监测装置及方法，属于隧道电缆监视及检测技术领域，所述装置包括：控制终端以及与控制终端通信的电缆本体监测单元和电缆通道环境监测单元；所述控制终端能够根据获取的电缆本体监测数据和电缆通道环境监测数据以及预设监测模型，得到电缆在线监测结果；其中，预设监测模型包括电缆接头异常判断，包括：根据接地电流异常判断结果、电缆接头温度异常判断结果、接地电流历史趋势异常判断结果以及电缆接头温度历史趋势异常判断结果的加权和与预设阈值的对比，得到电缆接头的总体异常判断结果；本发明专利技术实现了分布式电缆的全过程在线实时监测，提高了监测结果的准确性。高了监测结果的准确性。高了监测结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
分布式电缆综合在线监测装置及方法


[0001]本专利技术涉及隧道电缆监视及检测
，特别涉及一种分布式电缆综合在线监测装置及方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]高压电力电缆线路投入系统运行后，电缆管理部门如何预防电缆事故的发生，更好的保证电力电缆、电缆附件及电缆管沟正常运行和可靠供电，并保证电缆线路及其附属设备不发生事故，做到隐患提前检修，使电缆始终处于良好的运行状态，是当前电网公司亟需解决的问题。
[0004]目前部分高压电缆通道内已经部署一定的监测感知设备，但是存在如下问题：（1）部分电缆通道环境十分恶劣，无法提供供电电源与有线通信链路，常规设备无法供电且通信难度大；（2）传统在线监测系统虽覆盖范围大、可持续实时监测，但安装复杂，成本高，经济性偏低；（3）各类传感器厂家繁多，存在监测的感知信息孤立分散，缺乏统一系统架构和数据模型，多个系统之间的交融较难实现，系统规模化应用难等问题；（4）电缆线路在城市输配网的应用中呈现出加速增长的现象，城市电缆化率在不断提高，而电缆及其管沟的管理人员数量增长有限，通过人工巡检以及当前高成本的传统在线监测很难满足日益增长的需求，导致电网运行单位在日常的工作中存在监测盲区与管理问题；（5）现有电缆通道内的感知设备对电缆接头的监测还停留在较为常规的温度与单一阈值的对比分析或者接地电流与单一阈值的对比分析，无法有效的保证电缆接头安全稳定运行的有效监测。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种分布式电缆综合在线监测装置及方法，可适应普通电缆隧道、无电源的电缆接头井、电缆沟道、户外终端塔等复杂环境，通过基于边缘计算设计的控制终端，实现了分布式电缆的全过程在线实时监测，通过预设监测模型，提高了监测结果的准确性。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术第一方面提供了一种分布式电缆综合在线监测装置。
[0007]一种分布式电缆综合在线监测装置，其特征在于：包括：控制终端以及与控制终端通信的电缆本体监测单元和电缆通道环境监测单元；所述控制终端能够根据获取的电缆本体监测数据和电缆通道环境监测数据以及
预设监测模型，得到电缆在线监测结果；其中，预设监测模型包括电缆接头异常判断，包括：根据接地电流异常判断结果、电缆接头温度异常判断结果、接地电流历史趋势异常判断结果以及电缆接头温度历史趋势异常判断结果的加权和与预设阈值的对比，得到电缆接头的总体异常判断结果。
[0008]进一步的，电缆本体监测单元包括：电流监测元件和温度监测元件；电缆通道环境监测单元包括：温湿度监测元件。
[0009]进一步的，所述控制终端为纳瓦级别微控制，微控制器采用中断驱动管理模式，控制终端与外置控制终端无线通信连接；通过电池供电，对电池进行PVD动态电能监测、多电压阈管理以及实时的电量监测，当电池电量小于预设阈值或者电池电量消耗速度大于预设阈值时，进行电池电量异常告警。
[0010]进一步的，三相接地电流极大值与三相接地电流极小值的比值为三相电流极值比；当三相接地电流小于第一阈值，三相接地电流与电缆运行电流的比值小于第二阈值，且电流极值比小于第三阈值时，接地电流状态正常；当三相接地电流大于第一阈值且小于第四阈值，或者三相接地电流与电缆运行电流的比值大于第二阈值且小于第五阈值，或者电流极值比大于第二阈值且小于第六阈值时，接地电流状态为严重缺陷；当三相接地电流大于第四阈值，或者三相接地电流与电缆运行电流的比值大于第五阈值，或者电流极值比大于第六阈值时，接地电流状态为危急缺陷。
[0011]进一步的，预设监测模型还包括电缆接头温度监测模型，包括：当三相温度最大值小于第七阈值，且三相之间温差最大值小于第八阈值时，电缆接头温度正常；当三相温度最大值大于第七阈值且小于第九阈值，三相之间温差最大值大于第八阈值且小于第十阈值时，电缆接头温度严重缺陷；当三相温度最大值大于第九阈值，且三相之间温差最大值大于第十阈值时，电缆接头温度危急缺陷。
[0012]进一步的，预设监测模型还包括接地电流历史趋势分析模型，包括：当前接地电流集合中前M个电流数据与历史接地电流集合中的前M个电流数据的对应差值的绝对值最大值小于第十一阈值时，接地电流正常；当前接地电流集合中前M个电流数据与历史接地电流集合中的前M个电流数据的对应差值的绝对值最大值大于第十一阈值时，接地电流异常。
[0013]进一步的，预设监测模型还包括电缆接头温度历史趋势分析模型，包括：当前电缆接头温度集合中前M个温度数据绝对值与历史电缆接头温度集合中的前M个温度数据绝对值的对应差值的绝对值最大值小于第十二阈值，当前环境温度集合中前M个温度数据绝对值与历史环境温度集合中的前M个温度数据绝对值的对应差值的绝对值小于第十三阈值，电缆接头温度正常；当前电缆接头温度集合中前M个温度数据绝对值与历史电缆接头温度集合中的前
M个温度数据绝对值的对应差值的绝对值最大值大于第十二阈值，当前环境温度集合中前M个温度数据绝对值与历史环境温度集合中的前M个温度数据绝对值的对应差值的绝对值最大值小于第十三阈值，电缆接头温度异常。
[0014]本专利技术第二方面提供了一种分布式电缆综合在线监测方法。
[0015]一种分布式电缆综合在线监测方法，包括以下过程：获取电缆本体监测数据和电缆通道环境监测数据；根据获取的数据以及预设监测模型，得到电缆在线监测结果；其中，预设监测模型包括电缆接头异常判断；电缆接头异常判断根据接地电流异常判断结果、电缆接头温度异常判断结果、接地电流历史趋势异常判断结果以及电缆接头温度历史趋势异常判断结果的加权和与预设阈值的对比，得到电缆接头的总体异常判断结果。
[0016]进一步的，三相接地电流极大值与三相接地电流极小值的比值为三相电流极值比；当三相接地电流小于第一阈值，三相接地电流与电缆运行电流的比值小于第二阈值，且电流极值比小于第三阈值时，接地电流状态正常；当三相接地电流大于第一阈值且小于第四阈值，或者三相接地电流与电缆运行电流的比值大于第二阈值且小于第五阈值，或者电流极值比大于第二阈值且小于第六阈值时，接地电流状态为严重缺陷；当三相接地电流大于第四阈值，或者三相接地电流与电缆运行电流的比值大于第五阈值，或者电流极值比大于第六阈值时，接地电流状态为危急缺陷。
[0017]进一步的，预设监测模型还包括电缆接头温度监测模型，包括：当三相温度最大值小于第七阈值，且三相之间温差最大值小于第八阈值时，电缆接头温度正常；当三相温度最大值大于第七阈值且小于第九阈值，三相之间温差最大值大于第八阈值且小于第十阈值时，电缆接头温度严重缺陷；当三相温度最大值大于第九阈值，且三相之间温差最大值大于第十阈值时，电缆接头温度危急缺陷。
[0018]进一步的，预设监测模型还包括接地电流历史趋势分析模型，包括：当前接地电流集合中前M个电流数据与历史接地电流集合中的前M个电流数据的差值的绝对值小于第十一阈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式电缆综合在线监测装置，其特征在于：包括：控制终端以及与控制终端通信的电缆本体监测单元和电缆通道环境监测单元；所述控制终端能够根据获取的电缆本体监测数据和电缆通道环境监测数据以及预设监测模型，得到电缆在线监测结果；其中，预设监测模型包括电缆接头异常判断，包括：根据接地电流异常判断结果、电缆接头温度异常判断结果、接地电流历史趋势异常判断结果以及电缆接头温度历史趋势异常判断结果的加权和与预设阈值的对比，得到电缆接头的总体异常判断结果。2.如权利要求1所述的分布式电缆综合在线监测装置，其特征在于：电缆本体监测单元包括：电流监测元件和温度监测元件；电缆通道环境监测单元包括：温湿度监测元件。3.如权利要求1所述的分布式电缆综合在线监测装置，其特征在于：所述控制终端为纳瓦级别微控制，微控制器采用中断驱动管理模式，控制终端与外置控制终端无线通信连接；通过电池供电，对电池进行PVD动态电能监测、多电压阈管理以及实时的电量监测，当电池电量小于预设阈值或者电池电量消耗速度大于预设阈值时，进行电池电量异常告警。4.如权利要求1所述的分布式电缆综合在线监测装置，其特征在于：三相接地电流极大值与三相接地电流极小值的比值为三相电流极值比；当三相接地电流小于第一阈值，三相接地电流与电缆运行电流的比值小于第二阈值，且电流极值比小于第三阈值时，接地电流状态正常；当三相接地电流大于第一阈值且小于第四阈值，或者三相接地电流与电缆运行电流的比值大于第二阈值且小于第五阈值，或者电流极值比大于第二阈值且小于第六阈值时，接地电流状态为严重缺陷；当三相接地电流大于第四阈值，或者三相接地电流与电缆运行电流的比值大于第五阈值，或者电流极值比大于第六阈值时，接地电流状态为危急缺陷。5.如权利要求1所述的分布式电缆综合在线监测装置，其特征在于：预设监测模型还包括电缆接头温度监测模型，包括：当三相温度最大值小于第七阈值，且三相之间温差最大值小于第八阈值时，电缆接头温度正常；当三相温度最大值大于第七阈值且小于第九阈值，三相之间温差最大值大于第八阈值且小于第十阈值时，电缆接头温度严重缺陷；当三相温度最大值大于第九阈值，且三相之间温差最大值大于第十阈值时，电缆接头温度危急缺陷。6.如权利要求1所述的分布式电缆综合在线监测装置，其特征在于：预设监测模型还包括接地电流历史趋势分析模型，包括：当前接地电流集合中前M个电流数据与历史接地电流集合中的前M个电流数据的对应差值的绝对值最大值小于第十一阈值时，接地电流正常；当前接地电流集合中前M个电流数据与历史接地电流集合中的前M个电流数据的对应差值的绝对值最大值大于第十一阈值时，接地电流异常。
7.如权利要求1所述的分布式电缆综合在线监测装置，其特征在于：预设监测模型还包括电缆接头温度历史趋势分析模型，包括：当前电缆接头温度集合中前M个温度数据绝对值与历史电缆接头温度集合中的前M个温度数据绝对值的对应差值的绝对值最大值小于第十二阈值，当前环境温度集合中前M个温度数据绝对值与历史环境温度集合中的前M个温度数据绝对值的对应差...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄振宁，赵永贵，许志亮，桑田，易曦宸，张联邦，刘涛，王兴帅，李德兵，李文康，耿芳远，刘杨涛，许刚，朱文，薛欣科，徐明磊，温飞，孙媛媛，李垚磊，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司临沂供电公司，
类型：发明
国别省市：