電纜分支箱在線運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電纜分支箱的監(jiān)測(cè)技術(shù)，尤其是一種電纜分支箱在線運(yùn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警報(bào)警系統(tǒng)，屬于智能電網(wǎng)配電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力系統(tǒng)中，電纜分支箱、環(huán)網(wǎng)柜、配電柜等電氣柜體用量極大，一般是野外或遠(yuǎn)距離分散安裝，檢查巡視不方便；發(fā)生故障和事故后，運(yùn)行人員不能及時(shí)獲知，且需要逐級(jí)排查才能對(duì)確定發(fā)生故障的電氣柜體，使得排除故障時(shí)間大大延長(zhǎng)。因此，亟需一種能夠?qū)﹄姎夤耋w進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警的裝置。
[0003]電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，需要及時(shí)了解其運(yùn)行情況，目前電纜分支箱不具備該功能，而其他的電氣柜體有采用柜體外置電流表、電壓表等，獲知參數(shù)有限，且不能進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析、實(shí)時(shí)報(bào)警等。尤其對(duì)于電氣設(shè)備的運(yùn)行溫度，一般不做檢測(cè)。
[0004]電纜分支箱受安裝環(huán)境的影響，經(jīng)常暴露在戶外，尤其在北方寒冷地區(qū)、南方潮濕地區(qū)，其內(nèi)部溫度、濕度變化較大，對(duì)電纜分支箱的正常運(yùn)行有很大影響，但現(xiàn)有電纜分支箱并不具備箱體內(nèi)部的溫度、濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
[0005]在進(jìn)行電氣柜體的檢查巡視時(shí)，一般電氣柜體都是帶電運(yùn)行狀態(tài)，為保證運(yùn)行人員安全、提高工作效率，需要不必打開(kāi)柜體即可對(duì)電氣柜體內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行察看；或者通過(guò)遠(yuǎn)程方式對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。因此亟需一種能夠遠(yuǎn)程或直接進(jìn)行電氣柜體內(nèi)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的在線運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可隨時(shí)在控制中心或通過(guò)便攜終端察看任意柜體內(nèi)部情況，出現(xiàn)問(wèn)題準(zhǔn)確定位、及時(shí)處理，以保障供電可靠性、提高工作效率、保證運(yùn)行人員安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，并解決目前電氣柜體缺乏有效監(jiān)測(cè)手段的問(wèn)題。本實(shí)用新型提供一種電纜分支箱在線運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜分支箱內(nèi)電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)及報(bào)警，柜體帶電運(yùn)行時(shí)無(wú)需打開(kāi)柜體即可了解電氣設(shè)備的運(yùn)行情況，檢查巡視方便，保證運(yùn)行人員安全，提高工作效率；采集電氣設(shè)備各種運(yùn)行參數(shù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，對(duì)故障進(jìn)行同步報(bào)警；自動(dòng)調(diào)節(jié)柜體溫度和濕度，改善運(yùn)行環(huán)境，提高設(shè)備使用壽命、降低故障率；柜體內(nèi)情況可以隨時(shí)在控制中心或通過(guò)便攜式終端查看，出現(xiàn)問(wèn)題準(zhǔn)確定位，及時(shí)處理，大大保障了供電可靠性。
[0007]本實(shí)用新型為了解決上述問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:
[0008]所述系統(tǒng)包括測(cè)量分析模塊(1)、電壓采集模塊(2)、電流采集模塊(3)、溫度采集模塊(4)、通訊模塊(5)、電源模塊(6)、顯示模塊(7)、聲光報(bào)警模塊(8)、控制面板(9)。
[0009]電壓采集模塊(2)采集進(jìn)線電纜(10)電壓，電流采集模塊(3)分別采集各分支出線電纜(11)的電流，溫度采集模塊(4)采集電纜接頭(12)的溫度，采集到的信號(hào)送給測(cè)量分析模塊(I)分析處理。電纜分支箱的進(jìn)線電纜(10 )為一組，三相電壓不平衡度很小，且一般電纜接頭(12)的接觸電阻也很小，因此只需測(cè)量進(jìn)線電纜(10)電壓即可；出線電纜(11)可能為多組，且電流不同，因此各分支出線電纜(11)的電流都要測(cè)量。電纜接頭(12)存在接觸電阻，會(huì)在電流流過(guò)時(shí)發(fā)熱，因此還需要測(cè)量各電纜接頭(12)的溫度。
[0010]測(cè)量分析模塊(I)將測(cè)得的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)和計(jì)算得到的運(yùn)行數(shù)據(jù)送顯示模塊(7)實(shí)時(shí)顯示。測(cè)得的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)指的是電流、電壓、溫度數(shù)據(jù)，計(jì)算得到的運(yùn)行數(shù)據(jù)則是由測(cè)得的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)計(jì)算得到的如電量、視在功率、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率和諧波等，都是運(yùn)行人員了解電氣設(shè)備和線路運(yùn)行情況所需要的數(shù)據(jù)，送顯示模塊(7)后，運(yùn)行人員可不必打開(kāi)柜體即能隨時(shí)查看。
[0011]為了自動(dòng)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的異常情況和故障，測(cè)量分析模塊(I)對(duì)測(cè)得的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)和計(jì)算得到的運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行計(jì)算分析判斷，采用與正常的歷史數(shù)據(jù)對(duì)比、或與規(guī)定限值進(jìn)行比較、或進(jìn)行故障特征模式識(shí)別等方法，發(fā)現(xiàn)電參數(shù)或溫度異常后，進(jìn)行預(yù)警，發(fā)現(xiàn)故障后，進(jìn)行報(bào)警，提醒運(yùn)行人員及時(shí)處理，降低電氣設(shè)備的故障率、提高供電可靠性和設(shè)備的使用壽命。
[0012]所述系統(tǒng)的電源模塊(6)包括CT取能線圈(601)、整流模塊(602)、穩(wěn)壓模塊(603)、蓄電池(604)，CT取能線圈(601)安裝在電纜分支箱的進(jìn)線電纜(10)側(cè)。電纜分支箱一般為6KV、10KV以及以上電壓，與普通的低壓電氣柜區(qū)別很大，不能直接為本系統(tǒng)供電，需要有專門(mén)的電源模塊(6)，因此采用CT取能線圈(601)取電方式；蓄電池(604)在電纜線路斷電時(shí)也能保證系統(tǒng)工作，且在進(jìn)線電纜(10)有電時(shí)，采取浮充電方式。
[0013]所述系統(tǒng)的控制面板(9)包括按鍵(901)和數(shù)據(jù)接口(902)，按鍵(901)與測(cè)量分析模塊(I)相連，數(shù)據(jù)接口(902)與測(cè)量分析模塊(I)相連，外接其它外部設(shè)備。運(yùn)行人員可通過(guò)按鍵(901)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作和控制，如進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)察看等；數(shù)據(jù)接口(902)可以是RS232、USB等接口，將各種實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)傳送到電腦或U盤(pán)等外部設(shè)備上。
[0014]為了進(jìn)一步強(qiáng)化功能，所述系統(tǒng)還包括電暈閃絡(luò)檢測(cè)模塊(13)，包括局部放電傳感器(1301)和采樣分析單元(1302);局部放電傳感器(1302)安裝在電纜分支箱各電纜上，將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)發(fā)送給采樣分析模塊(1302)，采樣分析模塊(1302)分析判斷發(fā)生電暈或閃絡(luò)時(shí)，將結(jié)果發(fā)送給測(cè)量分析模塊(1)，記錄電纜發(fā)生電暈閃絡(luò)的次數(shù)和電流大小，并進(jìn)行報(bào)警。局部放電傳感器(1301)可采用羅氏線圈，利用電纜發(fā)生電暈閃絡(luò)時(shí)電流突然變化帶來(lái)的電磁場(chǎng)變化特征進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜閃絡(luò)的非接觸式測(cè)量。發(fā)生電暈或閃絡(luò)，容易導(dǎo)致絕緣變差，成為嚴(yán)重的故障隱患，因此需要報(bào)警；電纜發(fā)生電暈閃絡(luò)的次數(shù)和電流大小，則用于評(píng)價(jià)絕緣性能，判斷故障隱患嚴(yán)重程度。
[0015]針對(duì)電纜分支箱工作環(huán)境比較惡劣的情況，如北方溫差較大、南方環(huán)境潮濕等，所述系統(tǒng)還包括溫濕度控制模塊(16)，包括環(huán)境溫度采集模塊(1601 )、環(huán)境濕度采集模塊
(1602)、風(fēng)扇(1603)、電熱模塊(1604);環(huán)境溫度采集模塊(1601)檢測(cè)系統(tǒng)工作環(huán)境溫度，若高于設(shè)定的最高環(huán)境溫度，啟動(dòng)風(fēng)扇(1603)散熱，若低于設(shè)定的最低環(huán)境溫度，啟動(dòng)電熱模塊(1604)加熱；環(huán)境濕度采集模塊(1602)檢測(cè)系統(tǒng)工作環(huán)境濕度，若高于設(shè)定的最高環(huán)境濕度，啟動(dòng)風(fēng)扇(1603)和電熱模塊(1604)除濕。從而使得電纜分支箱內(nèi)，尤其監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作環(huán)境得到良好改善，降低設(shè)備的故障率、提高設(shè)備和本系統(tǒng)的使用壽命。
[0016]此外，環(huán)境溫度和濕度在采取所述利用風(fēng)扇(1603)和電熱模塊(1604)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的措施后，如果仍達(dá)不到設(shè)定的環(huán)境溫度和濕度控制效果，則進(jìn)行報(bào)警，提醒運(yùn)行人員巡查、處理。
[0017]為了提高工作效率，對(duì)異常和故障及時(shí)處理，所述系統(tǒng)還包括便攜式終端(14)，包括按鍵(1401 )、液晶顯示器(1402)、終端通訊模塊(1403)，便攜式終端(14)通過(guò)終端通訊模塊(1403)與測(cè)量分析模塊(I)交換數(shù)據(jù)。便攜式終端(14)可作為對(duì)顯示模塊(7)和控制面板(9)的補(bǔ)充或替代方式，或作為運(yùn)行維護(hù)人員的報(bào)警接收裝置。便攜式終端(14)可以是定制的，也可利用智能手機(jī)，安裝定制的相應(yīng)軟件實(shí)現(xiàn)；且便攜式終端(14)由運(yùn)行人員隨身攜帶，可以現(xiàn)場(chǎng)使用，也可以遠(yuǎn)程使用。
[0018]此外，所述系統(tǒng)還包括控制中心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(15)，測(cè)量分析模塊(I)經(jīng)通訊模塊
(5)與控制中心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(15)交換數(shù)據(jù)?？刂浦行木W(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(15)可以遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程巡查、遠(yuǎn)程報(bào)警、保存歷史數(shù)據(jù)等等。并可與便攜式終端(14)交換數(shù)據(jù)、發(fā)布工作指令等，大大提高了所述系統(tǒng)的智能化程度。
[0019]所述系統(tǒng)中，所述的分析判斷發(fā)現(xiàn)溫度異常，指測(cè)量分析模塊(I)判斷溫度采集模塊(4)測(cè)得的溫度大小超過(guò)設(shè)定的溫度報(bào)警閾值，或者分析溫度的歷史變化趨勢(shì)，并將電流采集模塊(3)測(cè)得的總電流作為負(fù)載修正因素消除負(fù)載電流變化影響后，判斷溫度在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)處于持續(xù)上升或短時(shí)間內(nèi)上升速度很快的情況。這里不限于傳統(tǒng)的過(guò)限報(bào)警方式，因?yàn)殡娏鞯恼Ｔ黾右矔?huì)導(dǎo)致溫度的升高，可能影響判斷的準(zhǔn)確性，因此，需要在消除負(fù)載電流變化影響后，再分析判斷溫度變化的趨勢(shì)；這時(shí)，如果溫度還是持續(xù)升高或者短時(shí)間內(nèi)上升速度很快，均說(shuō)明電纜接頭(12)的接觸電阻比正常值變大，很可能會(huì)導(dǎo)致熱故障的發(fā)生，發(fā)出預(yù)警后提醒運(yùn)行人員及時(shí)檢修，避免故障后才發(fā)現(xiàn)，從而有效地保證了供電的可靠性、提尚設(shè)備的使用壽命。
[0020]所述系統(tǒng)中，所述的報(bào)警和預(yù)警，為測(cè)量分析模塊(I)將報(bào)警和預(yù)警相關(guān)數(shù)據(jù)和信息送往顯示模塊(7)顯示、同時(shí)經(jīng)通訊模塊(5)送往便攜式終端(14)或控制中心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(15)進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)警，同時(shí)驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警模塊(8)進(jìn)行就地報(bào)警。運(yùn)行人員在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，可及時(shí)通過(guò)聲光報(bào)警模塊(8)知道發(fā)生異常，并通過(guò)顯示模塊(7)察看；運(yùn)行人員不在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，通過(guò)便攜式終端(14)或控制中心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(15)也可及時(shí)知道發(fā)生異?；蚬收霞捌湎嚓P(guān)信息，趕往現(xiàn)場(chǎng)處理。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0022]I)對(duì)電纜分支箱內(nèi)電氣設(shè)備的運(yùn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，帶電運(yùn)行時(shí)無(wú)需打開(kāi)柜體即可了解電氣設(shè)備的運(yùn)行情況，檢查巡視方便，保證運(yùn)行人員安全，提高工作效率。
[0023]2)進(jìn)行電氣設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析，對(duì)電參數(shù)和溫度異常及故障實(shí)時(shí)預(yù)警和報(bào)警，有效地保證了供電的可靠性、提高設(shè)備的使用壽命。
[0024]3)自動(dòng)調(diào)節(jié)柜體溫度和濕度，有效降低了設(shè)備的故障率、提高設(shè)備的使用壽命。
[0025]4)采用現(xiàn)場(chǎng)顯示模塊、便攜式終端和控制中心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的多種方式結(jié)合，無(wú)論運(yùn)行人員是否在現(xiàn)場(chǎng)，都能及時(shí)獲知電氣設(shè)備發(fā)生異常及相關(guān)信息，提高了工作效率、大大減輕運(yùn)行人員工作強(qiáng)度。而且，柜體內(nèi)情況可以隨時(shí)在控制中心或通過(guò)便攜式終端查看，出現(xiàn)問(wèn)題準(zhǔn)確定位，及時(shí)處理，大大保障了供電可靠性和供電質(zhì)量。
[0026]5)在電力系統(tǒng)中，除電纜分支箱外，環(huán)網(wǎng)柜、封閉柜等電氣柜也都具有