高压电缆接地电流在线监测技术方案

1、武汉朗开电气有限公司 电力电缆在线监测系统方案电力电缆在线监测系统方案 一、系统原理一、系统原理 在正常情况下，电缆金属护套因与 缆芯交链存在一定的感应电势，在事故 以及系统内部过电压或雷击过电压情况 下，感应电势尤为严重。因此，电缆金 属护套必须正确接地，利用大地将电缆 金属护套限制在允许接地电位上。 一、系统原理一、系统原理 66kv以上电力电缆多为单芯电缆， 敷设时若金属护套两端三相互联后直接 接地，则线芯通过电流时，由于导体电 流的电磁感应，在金属护套上产生的感 应电压使得金属护套上出现感应环流。 本系统采用了环流法原理，即：单芯电 缆金属护套在正常情况下（即一点接地）， 金属护套上环

2、流极小，主要是容性电流， 而一旦金属护套出现多点接地与大地形成 回路后，环流显著增加，严重时可达主电 流的90%以上。实时监测金属护套环流及 其变化量，即可实现单芯电缆金属护套多 点接地故障的在线监测。 一、系统原理一、系统原理 本系统主要由电流测量模块、电流 传感器、无线收发控制器、 gsm/gprs通讯模块、电源模块、计 算机、通讯链路、客户端软件等软硬件 部分组成。系统结构如图1所示： 二、系统构成二、系统构成 二、系统构成二、系统构成 图1、系统结构图 二、系统构成二、系统构成 二、系统构成二、系统构成 二、系统构成 现场现场结构分为两种：结构分为两种： 1）地下电缆 此种情况电缆护套

3、在接地井里面接 地，设备安装在接地井内，直接在接地 井里面取三相接地线电流信号，通过 rs485或gsm/gprs信号向后台传输数 据。 二、系统构成二、系统构成 2）地下电缆转架空线 此种情况电缆在杆塔上接地，设备 安装在杆塔上，取三个单相接地线电流 信号，分别通过三个gsm/gprs模块 向后台传输信号。 二、系统构成二、系统构成 三三、主要技术参数、主要技术参数 3.1 3.1 电缆电缆护层综合监测护层综合监测主机主机 运 行 电 流 测 量：1路，100ma1000a（其他需定制） 护层接地 电流测量：4路，100ma100a（其他需定制） 测 量 精 度：1% 测 量 周 期：5秒2

4、4小时可设置 r s 4 8 5 接口：1路，波特率120019200bps可设 主 机 防 护 等 级：ip68（i型）/ip54（ii型） 电流互感器防护等级：ip68 工 作 电 源： dc5.524v 工 作 环 境 温 度：-40+65 工 作 环 境 湿 度：95%rh 三、主要技术参数 3.2 3.2 温度温度振动传感器振动传感器 温 度 测 量 范 围：-40+260 温 度 测 量 精 度： 1 振 动 测 量 范 围： 3轴，-16g+16g 振 动 测 量 精 度： 1% 防 护 等 级：ip68 工 作 电 源： dc5.524v 工 作 环境 温度：-40+65 工

5、作 环境 湿度：95%rh 三、主要技术参数 3.3 3.3 感应感应取电电源取电电源 最 大 一 次 电流:1000a 最 小 启 动 电流： 20a 输 出 电 压：dc 5.5v 输 出 电 流： 1% 耐 受 冲 击 电流： 30ka 1s 防 护 等 级：ip68 工 作 电 源： dc5.524v 工 作 环境 温度：-40+65 工 作 环境 湿度：95%rh 四、技术特点 4.1 电流电流测量模块测量模块 电流测量模块用于采集接地线中的 电流信号再将其转换为数字信号并通过 无线网路发送出去。采用了开合式电流 互感器和交流电流传感器大大地方便了 现场安装。装置采用全封闭式结构，有

6、 较好的防水防潮效果。 4.2 数据采集单元数据采集单元 功能： 采集和存储现场的电压信号，供后台系统 调用。 装置采用全封闭式结构，功耗小，发热量低。 有较好的防水、防潮效果，并且使用寿命长， 故障率低。 四、四、技术技术特点特点 特点： 数据采集单元采用智能终端，具体功能 如下： 高性能，低功耗，含有watchdog和 flash的微处理器，使系统具有更强的抗 干扰能力； 既可通过串行接口（rs232或rs485）连接 超短波电台，又可采用gprs/gsm短信方式； 四四、技术技术特点特点 支持现场或远程设置功能，可动态修改数据 传输间隔时间； 采用低功耗电源监控技术，值守电流小于 2ma

7、。支持休眠唤醒工作方式； 各外部接口均具有光偶和继电器保护，最大 限度降低外部雷电对数据采集单元设备的破 坏； 四、四、技术技术特点特点 具有系统硬件复位功能和死机自动复位 功能； 自主研发，具有高度的可扩展和可升级 特性，可以根据不同用户的不同需求定 制特定功能的专有数据采集单元终端。 四、四、技术技术特点特点 技术指标： 运行电流测量：运行电流测量：1路，100ma1000a（其他需定制）。 接地电流测量接地电流测量：4路，100ma100a（其他需定制） 测量精度：测量精度：1% 测量周期测量周期：5秒24小时可设置 四、四、技术技术特点特点 4.3 gsm/gprs通讯模块通讯模块 1

8、）功能特点： gsm/gprs通讯模块将接受到的数据通过 移动网络送往目标计算机。 宽电源范围，dc5.5-24v，通过rs-232或 者rs-485或者ttl电平即可实现电话或者短信 或者上网等服务。此外gsm模块还可以根据外 界设置定时检测是否处于通讯状态。如果长时 间停止通讯，设备将重新复位连接。 四、四、技术技术特点特点 产品体积小巧，设计时可以直接连接标准串 口线(连接 pc机标准db9串口时，请使用直 通线)和标准电源插头(2.1mm芯)。 we- t01d外形尺寸为73*55*19mm，重量200g。 2）扩展性强： gsm/gprs通讯模块拥有强大的数据传 输功能，用户可将上位

9、机与we-t01d构成 一套完整的数据通信系统，而不需要其他的 设备。 四、四、技术技术特点特点 3）抗干扰性： 外壳采用铝合金，坚固耐用，可以 有效地抵御各种恶劣环境；抗强电磁干 扰，并且高温散热能力极强；加上性能 优异的电源电路，可以最大限度地保证 在变电站设备监控、工厂车间设备监控 等环境中正常使用。 四、四、技术技术特点特点 4）外界环境指标： 工作温度：-4065 湿度范围：95%rh 可在强电强磁环境(例如变电站等)下正 常工作。 四、四、技术技术特点特点 4.4 4.4 高压高压感应取电模块感应取电模块 高压感应取电装置是一种利用高 压输电线路电流获取电能的新型感应取 电装置。本装置将输电导线周围的电磁 能量转化为电能，为安装在附近的电气 设备提供稳定的电源。 四、四、技术技术特点特点 全封闭式外壳，防水防潮，耐高温，能 适应户外各种恶劣天气； 内部电路模块化设计，并有完善的保护 电路，运行稳定可靠，抗干扰能力强； 体积小，安装方便，接线简单； 四、四、技术技术特点特点 可配备大容量锂电池组，即使高压输电 导线停电，也能保证较长时间的不间断 供电； 输出功率大，电压稳定。 四、四、技术技术特