柔性羅氏線圈的便攜式高壓電纜接地電流智能監(jiān)測裝置設計

隨著智能電網(wǎng)的普及，高壓電纜接地電流在線監(jiān)測裝置得到了迅速發(fā)展，其中一些關鍵問題如傳感器、靈敏度、精度、通信方式等都得到了很好的解決。但目前在實際高壓電纜運維工作中，需要的是既能在巡檢時實時顯示電流量大小，又能在重點線路進行較長一段時間的在線監(jiān)測，實時診斷電纜狀態(tài)的監(jiān)測裝置。基于此，嘗試設計了一種新型便攜式高壓電纜接地電流智能監(jiān)測裝置，以彌補傳統(tǒng)電流監(jiān)測設備的缺陷，不斷提升電流監(jiān)測的智能化水平，增強電網(wǎng)的運維效率。

設計思路

傳統(tǒng)的在線監(jiān)測裝置現(xiàn)場施工復雜，缺少現(xiàn)場就地顯示，不便攜帶且取電方式較為復雜，這直接降低了電網(wǎng)的智能化程度。因此，本設計要解決的技術問題如下：提供一種基于柔性羅氏線圈的便攜式高壓電纜接地電流智能監(jiān)測裝置，將高壓電纜接地電流在線監(jiān)測裝置和現(xiàn)場運維使用的接地電流檢測儀的功能結合，使得裝置既能夠實現(xiàn)在線監(jiān)測功能，又具有便攜儀表功能。本次設計的基本思路如下：

（1）設計一種接地電流監(jiān)測裝置，包含中央處理器、羅氏線圈、通用異步收發(fā)傳輸器，柔性羅氏線圈通過通用異步收發(fā)傳輸器連接中央處理器進行接地電流感應信號傳輸。

（2）電流監(jiān)測裝置包括4個模塊：

1）無線通信模塊。無線通信模塊與中央處理器電連接，將無線通信模塊集成到設備中，能夠實現(xiàn)在重點電纜階段性在線監(jiān)測，同時把采集數(shù)據(jù)上傳到綜合監(jiān)控平臺，實現(xiàn)對高壓電纜的重癥監(jiān)護。

2）電池電源模塊。電池電源模塊為大容量鋰電池模塊，可以為設備至少供電一個月，采用低功耗處理裝置和大容量電池模塊，可以解決傳統(tǒng)監(jiān)測設備取電限制，能適應各種監(jiān)測環(huán)境。

3）存儲模塊。存儲模塊為大容量高速率存儲模塊，采用的存儲模塊具有存儲速度快和大容量的特點，可以滿足日常運維數(shù)據(jù)存儲和上傳功能，同時在現(xiàn)場無限網(wǎng)絡信號弱時可以先存儲，信號好時上傳或導出。

4）就地顯示模塊。就地顯示模塊為LCD顯示模塊，能夠實時顯示監(jiān)測結果，顯示報警、提示操作等功能。

1.2 設計目標

本次設計要達到如下目標：采用羅氏線圈為輕便大口徑柔性傳感器，既便于安裝又便于攜帶，同時能夠適應各種電纜直徑，將感應信號傳輸?shù)街醒胩幚砥鳎瑢崿F(xiàn)對高壓電纜接地電流的采集。將高壓電纜接地電流在線監(jiān)測裝置和現(xiàn)場運維使用的接地電流檢測儀的功能結合，這樣在現(xiàn)場運維遇到異常后還可以建立階段性重癥監(jiān)護系統(tǒng)，改善電網(wǎng)運維效率和運維效果。

2 設計圖紙與說明

2.1 設計結構圖與說明

為詳細說明本實用新型的技術內(nèi)容、所實現(xiàn)目的及效果以下結合實施方式并配合附圖予以說明。如圖1所示，該接地電流監(jiān)測裝置包含中央處理器、羅氏線圈、通用異步收發(fā)傳輸器，柔性羅氏線圈通過通用異步收發(fā)傳輸器連接中央處理器進行接地電流感應信號傳輸。

圖1 接地電流監(jiān)測裝置結構示意圖

設計實例圖與說明

該高壓電纜接地電流采集裝置具有便攜、可就地顯示、可階段性在線監(jiān)測的功能，具體設計實例如圖2所示。

圖2 便攜式高壓電纜接地電流智能監(jiān)測裝置實物設計

如圖1、圖2所示，監(jiān)測裝置包括中央處理器1和柔性羅氏線圈3，柔性羅氏線圈3與中央處理器1電連接。柔性羅氏線圈3為大口徑、高量程、柔性羅氏線圈，并且柔性羅氏線圈3通過通用異步收發(fā)傳輸器（UART）與中央處理器1電連接。

（1）無線通信模塊。本實例中無線通信模塊6與中央處理器1電連接，并且無線通信模塊6還與數(shù)據(jù)處理中心通信連接，用于實時向數(shù)據(jù)處理中心傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)。

（2）電池電源模塊。接地電流監(jiān)測裝置還包括電源模塊2，本實例中電源模塊2與中央處理器1電連接，可提供大容量電池，實現(xiàn)階段性在線監(jiān)測功能。

（3）存儲模塊與就地顯示模塊。本實例中接地電流監(jiān)測裝置還包括存儲模塊4和顯示模塊5存儲模塊4提供檢測或監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲功能，實現(xiàn)運維檢測數(shù)據(jù)實時上傳數(shù)據(jù)中心，并可在通信信號弱時存儲，信號恢復時上傳；顯示模塊5可實時顯示監(jiān)測結果和診斷結果。

設計測試結果

為了檢驗該電流智能監(jiān)測裝置的實際效果，選擇10 A環(huán)境作為測試條件，測試結果如圖3所示。

圖3 10 A測試波形圖

從圖3所反映的測試結果來看，本次實用新型設計提供的一種高壓電纜接地電流監(jiān)測裝置，能夠實現(xiàn)就地顯示、現(xiàn)場運維和階段性在線監(jiān)測功能，具有電流采集，液晶顯示，不間斷式供電，無線數(shù)據(jù)傳輸，監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠長期存儲、管理和綜合分析，便于攜帶等優(yōu)點，并能以數(shù)值、圖形、表格、曲線等形式顯示和描述，反映接地電流的變化趨勢，并且輕便易安裝，達到了預期的設計目標。

結語

以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運用在相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。