高压电缆线路金属护层无线接地电流在线监测应用

1 、产品概述及原理

随着电网建设的高速发展，电力电缆的使用越来越广泛，对新建电缆的性能监测和历史数据搜集的需求将会越来越多。同时，早期铺设的电缆现在陆续到了正常使用年限，电缆的绝缘问题将会日益增加，因此电力系统需要一套完善的电缆性能监测系统，接地环流在线监测装置就是其中之一。电力电缆在线监测及诊断的任务是了解电缆绝缘状态，包括采用各种检测、测量、监视、分析和判别方法，结合系统的历史和现状，考虑环境因素，对电缆绝缘状态进行评估，判断其处于正常或非正常状态，并对状态进行显示和记录，对异常状态发出报警，以便运行人员及时处理，并为设备的绝缘评估、合理使用和安全工作提供信息和基础数据。电力电缆的工作环境复杂，检修起来相当复杂，日常维护开支巨大。而采用电力电缆在线监测系后，能准确和及时的了解电力电缆的绝缘状态，大幅度减少了日常维护的工作量和开支。同时在线监测的长期运行将会累积宝贵的历史数据，给电力系统工作人员对电网输电线路进行系统评估提供数据资源。

1.1 工作原理

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。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。

本设备采集和测量接地线电流及主缆电流有效值，并通过GPRS的方式，以一定的时间间隔将数据远程传输到计算机后台服务程序，后台服务程序收集数据后建立历史数据文件，并将这些数据绘制成各种曲线，电缆运行维护人员可根据这些曲线提供的信息来了解整条电缆的长期运行状态。同时，后台服务程序对采集的电流数据进行处理，提供电缆电流异常告警及设备状态告警。

2.设备特点

2.1电气特性

2.1.1供电电压：11-24VDC

2.1.2环境温度：-40℃～+85℃

2.1.3湿度：45%～75%RH

2.1.4功耗：

待机：<0.5W(待机电流<100uA)

工作：<3W

2.2功能特点

2.2.1接地环流电流监测功能

实时监测110kV及以上高压电缆的每个高压电缆金属护层接地点的电流参数，可实现对0～120.0A感应电流的精确测量及定时巡检测量。采用模组化设计，实现3路电流的监测。

当电流超过报警门限值时，及时上报，在连续5个采样周期内故障不消除，继续上报，直到故障排除。

2.2.2接地环流电压监测功能

实时监测110kV及以上高压电缆的每个高压电缆金属护层接地点的电压参数，可实现接地环流0～100.0V/400.0V感应电压的精确测量及定时巡检测量，采用模组化设计，电压互感器实现3路电压监测。

当电压超过报警门限值时，及时上报，在连续5个采样周期内故障不消除，继续上报，直到故障排除。

2.2.3电缆表层温度功能

主要是为了配合环流检测，把测温传感器固定在接地电缆外户套上并密封，经过测温探头把相关接地电缆温度信息传递到监测仪测温模块上，也可以把监测点放置在电缆接头表面来检测电缆接头温度。可实现对高压电缆接头表面运行温度24小时不间断连续在线监测，温度采集范围为-55℃～+125℃。

实现3路外置电缆温度监测和1路接地箱内部温度监测。

外置三路温度信号分为温度1、温度2和温度3，内置温度信号为温度4。

2.2.4 数据远程功能

采用GPRS模块或其他远传模块，把采集的电压、电流、温度、位置和时标打包数据主动上报到主站。也可通过主站设置和维护基本参数；支持断点续传。

2.2.5 GPS定位功能

    具有GPS独立模块，或GPRS内置模块，可确认传输位置。

2.2.6 本地指示灯和维护接口

电源指示灯，1次/s为工作正常；

Link指示灯，3次/s登录网络，常亮为登录不成功；

DATA，数据传输快速闪烁。

2.2.7后备电池

当外接电源掉电后，并且位置发生了变化，支持GPRS模块工作，上报位置改变信息；

2.2.8 报警信息数据定时抄读和故障上报

a）定时任务

接地环流监测主机的数据定时抄读和记录，供应用服务器数据分析和处理；

b）故障主动上报

各类异常事件报警

2.2.9身份ID匹配（可配置）

内置10组ID号预存功能，当读卡器识别的ID号与内置ID号匹配，则门可正常打开，不启动拍照功能。

2.2.10防盗报警功能（可配置）

若箱门被打开或撬开，接地箱内就会发出刺耳的警报声（约120分贝），并可增加语音模块，实现本地语音提示。

2.2.11视屏摄像（可配置）

视屏存在SD卡中，可选择、删除，当发生报警功能时，自动上报报警照片。

2.3接地环流检测主机功能一览表

附件1产品安装示意图

线路板推荐尺寸：340*220mm

左侧：SIM卡接口，外接天线

右侧：三路温度、三路电压、三路电路

下侧：电源接口、本地维护接口、RS485远传接口、4路输入4路输出

正面：电源指示、网络指示（LINK+DATA）