高壓電纜接地電流在線監(jiān)測技術(shù)方案

1、武漢朗開電氣有限公司電力電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)方案電力電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)方案一、系統(tǒng)原理一、系統(tǒng)原理在正常情況下，電纜金屬護套因與纜芯交鏈存在一定的感應(yīng)電勢，在事故以及系統(tǒng)內(nèi)部過電壓或雷擊過電壓情況下，感應(yīng)電勢尤為嚴重。因此，電纜金屬護套必須正確接地，利用大地將電纜金屬護套限制在允許接地電位上。一、系統(tǒng)原理一、系統(tǒng)原理66KV以上電力電纜多為單芯電纜，敷設(shè)時若金屬護套兩端三相互聯(lián)后直接接地，則線芯通過電流時，由于導(dǎo)體電流的電磁感應(yīng)，在金屬護套上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓使得金屬護套上出現(xiàn)感應(yīng)環(huán)流。本系統(tǒng)采用了環(huán)流法原理，即：單芯電纜金屬護套在正常情況下（即一點接地），金屬護套上環(huán)流極小，主要是容性電流，而一旦金屬

2、護套出現(xiàn)多點接地與大地形成回路后，環(huán)流顯著增加，嚴重時可達主電流的90%以上。實時監(jiān)測金屬護套環(huán)流及其變化量，即可實現(xiàn)單芯電纜金屬護套多點接地故障的在線監(jiān)測。一、系統(tǒng)原理一、系統(tǒng)原理本系統(tǒng)主要由電流測量模塊、電流傳感器、無線收發(fā)控制器、GSM/GPRS通訊模塊、電源模塊、計算機、通訊鏈路、客戶端軟件等軟硬件部分組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示：二、系統(tǒng)構(gòu)成二、系統(tǒng)構(gòu)成二、系統(tǒng)構(gòu)成二、系統(tǒng)構(gòu)成圖1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖二、系統(tǒng)構(gòu)成二、系統(tǒng)構(gòu)成二、系統(tǒng)構(gòu)成二、系統(tǒng)構(gòu)成二、系統(tǒng)構(gòu)成現(xiàn)場結(jié)構(gòu)分為兩種：現(xiàn)場結(jié)構(gòu)分為兩種：1）地下電纜 此種情況電纜護套在接地井里面接地，設(shè)備安裝在接地井內(nèi)，直接在接地井里面取三相接地線電流信

3、號，通過RS485或GSM/GPRS信號向后臺傳輸數(shù)據(jù)。二、系統(tǒng)構(gòu)成二、系統(tǒng)構(gòu)成 2）地下電纜轉(zhuǎn)架空線 此種情況電纜在桿塔上接地，設(shè)備安裝在桿塔上，取三個單相接地線電流信號，分別通過三個GSM/GPRS模塊向后臺傳輸信號。二、系統(tǒng)構(gòu)成二、系統(tǒng)構(gòu)成三三、主要技術(shù)參數(shù)、主要技術(shù)參數(shù)3.1 3.1 電纜電纜護層綜合監(jiān)測護層綜合監(jiān)測主機主機運 行 電 流 測 量：1路，100mA1000A（其他需定制）護層接地 電流測量：4路，100mA100A（其他需定制）測 量 精 度：1%測 量 周 期：5秒24小時可設(shè)置R S 4 8 5 接口：1路，波特率120019200bps可設(shè)主 機 防 護 等 級：

4、IP68（I型）/IP54（II型）電流互感器防護等級：IP68工 作 電 源： DC5.524V工 作 環(huán) 境 溫 度：-40+65工 作 環(huán) 境 濕 度：95%Rh三、主要技術(shù)參數(shù)3.2 3.2 溫度溫度振動傳感器振動傳感器溫 度 測 量 范 圍：-40+260溫 度 測 量 精 度： 1振 動 測 量 范 圍： 3軸，-16g+16g振 動 測 量 精 度： 1%防 護 等 級：IP68工 作 電 源： DC5.524V工 作 環(huán)境 溫度：-40+65工 作 環(huán)境 濕度：95%Rh三、主要技術(shù)參數(shù)3.3 3.3 感應(yīng)感應(yīng)取電電源取電電源最 大 一 次 電流:1000A最 小 啟 動 電流

5、： 20A輸 出 電 壓：DC 5.5V輸 出 電 流： 1%耐 受 沖 擊 電流： 30kA 1s防 護 等 級：IP68工 作 電 源： DC5.524V工 作 環(huán)境 溫度：-40+65工 作 環(huán)境 濕度：95%Rh四、技術(shù)特點4.1 電流測量模塊電流測量模塊 電流測量模塊用于采集接地線中的電流信號再將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并通過無線網(wǎng)路發(fā)送出去。采用了開合式電流互感器和交流電流傳感器大大地方便了現(xiàn)場安裝。裝置采用全封閉式結(jié)構(gòu)，有較好的防水防潮效果。4.2 數(shù)據(jù)采集單元數(shù)據(jù)采集單元功能： 采集和存儲現(xiàn)場的電壓信號，供后臺系統(tǒng)調(diào)用。裝置采用全封閉式結(jié)構(gòu)，功耗小，發(fā)熱量低。有較好的防水、防潮效果，并

6、且使用壽命長，故障率低。四、四、技術(shù)技術(shù)特點特點特點： 數(shù)據(jù)采集單元采用智能終端，具體功能如下：高性能，低功耗，含有WATCHDOG和FLASH的微處理器，使系統(tǒng)具有更強的抗干擾能力；既可通過串行接口（RS232或RS485）連接超短波電臺，又可采用GPRS/GSM短信方式；四、四、技術(shù)技術(shù)特點特點支持現(xiàn)場或遠程設(shè)置功能，可動態(tài)修改數(shù)據(jù)傳輸間隔時間；采用低功耗電源監(jiān)控技術(shù)，值守電流小于2mA。支持休眠喚醒工作方式；各外部接口均具有光偶和繼電器保護，最大限度降低外部雷電對數(shù)據(jù)采集單元設(shè)備的破壞；四、四、技術(shù)技術(shù)特點特點具有系統(tǒng)硬件復(fù)位功能和死機自動復(fù)位功能；自主研發(fā)，具有高度的可擴展和可升級特性

7、，可以根據(jù)不同用戶的不同需求定制特定功能的專有數(shù)據(jù)采集單元終端。四、四、技術(shù)技術(shù)特點特點技術(shù)指標：運行電流測量：運行電流測量：1路，100mA1000A（其他需定制）。接地電流測量接地電流測量：4路，100mA100A（其他需定制）測量精度：測量精度：1%測量周期測量周期：5秒24小時可設(shè)置四、四、技術(shù)技術(shù)特點特點4.3 GSM/GPRS通訊模塊通訊模塊1）功能特點： GSM/GPRS通訊模塊將接受到的數(shù)據(jù)通過移動網(wǎng)絡(luò)送往目標計算機。寬電源范圍，DC5.5-24V，通過RS-232或者RS-485或者TTL電平即可實現(xiàn)電話或者短信或者上網(wǎng)等服務(wù)。此外GSM模塊還可以根據(jù)外界設(shè)置定時檢測是否處于

8、通訊狀態(tài)。如果長時間停止通訊，設(shè)備將重新復(fù)位連接。四、四、技術(shù)技術(shù)特點特點 產(chǎn)品體積小巧，設(shè)計時可以直接連接標準串口線(連接 PC機標準DB9串口時，請使用直通線)和標準電源插頭(2.1mm芯)。 We-T01D外形尺寸為73*55*19mm，重量200g。2）擴展性強：GSM/GPRS通訊模塊擁有強大的數(shù)據(jù)傳輸功能，用戶可將上位機與We-T01D構(gòu)成一套完整的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，而不需要其他的設(shè)備。四、四、技術(shù)技術(shù)特點特點3）抗干擾性：外殼采用鋁合金，堅固耐用，可以有效地抵御各種惡劣環(huán)境；抗強電磁干擾，并且高溫散熱能力極強；加上性能優(yōu)異的電源電路，可以最大限度地保證在變電站設(shè)備監(jiān)控、工廠車間設(shè)備監(jiān)

9、控等環(huán)境中正常使用。四、四、技術(shù)技術(shù)特點特點4）外界環(huán)境指標：工作溫度：-4065 濕度范圍：95%Rh 可在強電強磁環(huán)境(例如變電站等)下正常工作。四、四、技術(shù)技術(shù)特點特點4.4 4.4 高壓感應(yīng)取電模塊高壓感應(yīng)取電模塊 高壓感應(yīng)取電裝置是一種利用高壓輸電線路電流獲取電能的新型感應(yīng)取電裝置。本裝置將輸電導(dǎo)線周圍的電磁能量轉(zhuǎn)化為電能，為安裝在附近的電氣設(shè)備提供穩(wěn)定的電源。四、四、技術(shù)技術(shù)特點特點全封閉式外殼，防水防潮，耐高溫，能適應(yīng)戶外各種惡劣天氣；內(nèi)部電路模塊化設(shè)計，并有完善的保護電路，運行穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強；體積小，安裝方便，接線簡單；四、四、技術(shù)技術(shù)特點特點可配備大容量鋰電池組，即使高壓輸電導(dǎo)線停電，也能保證較長時間的不間斷供電；輸出功率大，電壓穩(wěn)定。四、四、技術(shù)技