本發明涉及電氣監測領域，具體涉及一種電纜接地環流監測裝置。

背景技術：

在我國，110KV及以上的高壓輸電電纜主要為單芯電纜。單芯電纜的金屬護層與電纜的纜芯通過交流電流時會產生磁力線相鉸鏈，使其兩端出現較高的感應電壓。

輸電電纜主絕緣外部有一層或多層金屬屏蔽結構，該結構用來屏蔽電纜內部導體電場。電纜的這種結構等效為一種單匝變壓器：內部電纜線芯上的交變電流將在外部電纜金屬護套或銅屏蔽上感應出交變的電動勢。如果電纜屏蔽層或金屬護套的兩端均接地，則會在感應電動勢的作用下形成環流，環流值與線芯負荷電流大小、屏蔽層與大地回路電阻等因素成正比。較大的接地環流在流經接地點(等效電阻)時，接地部位將會發熱、起火，進而破壞主絕緣，造成電纜絕緣擊穿，引起線路跳閘。如果電纜銅屏蔽或金屬護套一端或兩端懸空，這時其環流值將會很小，但電纜屏蔽及金屬護套懸空端的外護套對地將承受感應電壓，該電壓值與線芯負荷電流及電纜屏蔽、金屬護套長度等因素成正比。在電纜較長且負荷較大時，金屬護層上將會感應出高電壓。如不能通過金屬護層過電壓限制器泄流，則可能將電纜外護套擊穿，造成多點金屬護層接地，形成環流，進而發展為故障甚 至擴大蔓延為電纜通道火災。

為防止電纜屏蔽及金屬護套上產生環流或過電壓，規程要求電纜屏蔽層和金屬護套需在一端直接接地，一端經過電壓限制器接地。

運行中的電纜外護套因可能發生的機械損傷以及可能出現的化學腐蝕、鼠害使電纜外護套多點損壞，保護箱進水、過電壓保護器擊穿、金屬護套接地線斷開等導致金屬護層接地方式發生改變。電纜金屬護層接地方式發生異常后，護層環流的數值將會發生相應的變化。如不能及時發現處理，將會造成電纜起火，絕緣擊穿，發生電網停電事故。因此，通過采集電纜金屬護套的接地電流及時掌握接地方式狀態是否正常，非常必要。

通過常規人工巡視的辦法，現場采集電纜接地環流的數據，費時費力，且巡視周期較長，不能實時監測。

現有的電纜接地環流監測終端只能單一的測量每相電纜金屬護層接地電流絕對值，而無法判斷三相接地電流不平衡度、接地電流與負荷電流比等多項數據指標，不具備橫向、縱向多參數對比分析功能。

從防盜角度，現有的接地電流監測終端，可以通過測接地電流的方法間接判斷接地銅排或接地線是否被盜割，而無法在電纜停電或者檢修時起到防盜監測功能。

因此，如何實現實時在線監測電纜接地環流狀態成為亟待解決的問題。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題在于實現實時在線監測電纜接地環流狀態。

為此，根據第一方面，本發明實施例公開了一種電纜接地環流監測裝 置，包括：

數據采集模塊，用于連接至輸電電纜上，用于采集輸電電纜的電纜接地環流狀態信息并轉換為電信號；通信模塊，用于發送接地環流狀態信息的電信號；控制器，用于接收接地環流狀態信息的電信號并解析得到輸電電纜的電纜接地環流狀態數據。

優選地，數據采集模塊包括：多個傳感器，用于分別連接至輸電電纜上，分別采集輸電電纜的電纜接地環流不同的狀態信息；數據采集器，用于分別接收多個傳感器采集的不同的狀態信息，并分別轉換為各個狀態信息對應的電信號。

優選地，多個傳感器包括：電流互感器，用于設置在輸電電纜的金屬護層的接地線上，用于采集金屬護層的接地電流信號；震動傳感器，用于設置在輸電電纜的接頭上，用于采集接頭的位置信息。

優選地，該電纜接地環流監測裝置還包括：聲光報警器，與數據采集器連接，用于在數據采集器輸出的報警激勵信號下輸出報警信號；多個傳感器還包括：傾角傳感器，設置在輸電電纜的接地線或者保護線上，用于在接地線截斷觸發后，向數據采集器發送用于表征輸出報警激勵信號的觸發信號。

優選地，聲光報警器設置在輸電電纜的電纜接地一端。

優選地，聲光報警器還用于響應數據采集器在控制器控制下輸出的報警觸發信號輸出報警信號。

優選地，通信模塊為無線通信模塊。

優選地，該電纜接地環流監測裝置還包括：顯示模塊，與數據采集器 連接，用于以可視化的方式顯示不同的狀態信息。

本發明技術方案，具有如下優點：

本發明實施例提供的電纜接地環流監測裝置，通過數據采集模塊可以采集輸電電纜的電纜接地環流狀態信息并轉換為電信號，并可以通過通信模塊發送接地環流狀態信息的電信號，利用控制器接收解析該電信號得到輸電電纜的電纜接地環流狀態數據。從而實現了實時在線監測電纜接地環流狀態。

作為優選的技術方案，數據采集模塊包括多個傳感器，從而能夠實時監測多項數據指標。

作為優選的技術方案，聲光報警器在數據采集器輸出的報警激勵信號下輸出報警信號，從而能夠實現當三相不平衡或者接地電流異常時，能夠有效地反饋該異常信息。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例中一種電纜接地環流監測裝置結構示意圖；

圖2為本發明實施例中數據采集器的一種結構示意簡圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

此外，下面所描述的本發明不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。

為了實現實時在線監測電纜接地環流狀態，本實施例公開了一種電纜接地環流監測裝置，請參考圖1，為該電纜接地環流監測裝置結構示意圖，該裝置包括：數據采集模塊1、通信模塊2和控制器3，其中：

數據采集模塊1用于連接至輸電電纜上，用于采集輸電電纜的電纜接地環流狀態信息并轉換為電信號。在具體實施例中，可以根據輸電電纜的監測需求來確定電纜接地環流狀態類型，例如三相接地電流不平衡度、接地電流與負荷電流比等數據指標。在優選的實施例中，數據采集模塊1包括：多個傳感器，用于分別連接至輸電電纜上，分別采集輸電電纜的電纜接地環流不同的狀態信息；數據采集器11用于分別接收多個傳感器采集的不同的狀態信息，并分別轉換為各個狀態信息對應的電信號。在優選的實施例中，該多個傳感器可以包括：電流互感器12和震動傳感器13，其中，電流互感器12用于設置在輸電電纜的金屬護層的接地線上，用于采集金屬護層的接地電流信號；震動傳感器13用于設置在輸電電纜的接頭上，用于 采集接頭的位置信息，通過該位置信息可以表征電纜接頭是否被因為創擊而產生的錯位。

通信模塊2用于發送接地環流狀態信息的電信號。在優選的實施例中，通信模塊2可以為基于互聯網的無線通信模塊，優選為GSM/GPRS通訊模塊。當無線通信模塊為GSM/GPRS通訊模塊時，不僅可以實現接地環流狀態信息的數據交互，還可以通過GSM短信的方式發送該信息。

控制器3用于接收接地環流狀態信息的電信號并解析得到輸電電纜的電纜接地環流狀態數據。通過該控制器3接收到的環流狀態數據可以計算出三相接地電流不平衡度、接地電流與負荷電流比等多項數據指標的能力。在具體實施例中，該控制器3可以設置在監控中心，具體地，可以單獨設置控制器3，也可以將監控中心的監控主機作為控制器3。

為了監控電纜是否被惡意盜竊，在優選的實施例中，該電纜接地環流監測裝置還可以進一步包括：聲光報警器4和傾角傳感器14，其中，聲光報警器4與數據采集器11連接，用于在數據采集器11輸出的報警激勵信號下輸出報警信號，該報警信號可以是聲音、光或者二者的組合。傾角傳感器14設置在輸電電纜的接地線或者保護線上，用于在接地線截斷觸發后，向數據采集器11發送用于表征輸出報警激勵信號的觸發信號，從而使得聲光報警器4輸出報警信號。在優選的實施例中，該聲光報警器4可以設置在輸電電纜的電纜接地一端，以能夠更好地向外界發出報警信號。

在優選的實施例中，聲光報警器4還用于響應數據采集器11在控制器3控制下輸出的報警觸發信號輸出報警信號。具體地，控制器3可以控制數 據采集器11輸出報警觸發信號，聲光報警器4響應該報警觸發信號輸出報警信號。從而，實現了當監控中心監控到可疑數據時，能夠遠程觸發聲光報警器4進行報警。

在優選的實施例中，該電纜接地環流監測裝置還包括顯示模塊5，顯示模塊5與數據采集器11連接，用于以可視化的方式顯示不同的狀態信息。

請參考圖2，為數據采集器11的一種結構示意簡圖，在具體實施例中，該數據采集器11包括：微處理器111，該微處理器111可以是例如單片機、DSP等具有邏輯運算功能的芯片，微處理器111用于實現數據交互的控制及數據運算；該數據采集器11根據需要可以進一步包括：電流轉換接口112、AI接口113、DI接口114、DO接口115、串口模塊116和SPI接口117中的任意一種或多種，其中，電流傳感器通過電流轉換接口與微處理器111連接，傾角傳感器14可以通過AI接口113與微處理器111連接，震動傳感器13可以通過DI接口114與微處理器111連接，聲光報警器4可以通過DO接口115與微處理器111連接，液晶顯示屏5可以通過SPI接口117與該微處理器111連接，通信模塊2通過串口模塊116與微處理器連接。

本實施例公開的電纜接地環流監測裝置，通過數據采集模塊可以采集輸電電纜的電纜接地環流狀態信息并轉換為電信號，并可以通過通信模塊發送接地環流狀態信息的電信號，利用控制器接收解析該電信號得到輸電電纜的電纜接地環流狀態數據。從而實現了實時在線監測電纜接地環流狀態。繼而，解決了電纜接地環流的采集靠人工，數據既不及時也不準確的問題，實現了電纜接地環流數據的實時監測、實時判斷三相接地電流不平 衡度、接地電流與負荷電流比等多項數據指標。具備了本地顯示功能方便巡視人員實時查看；具備了聲光報警，當三相不平衡或者接地電流異常時，本地、遠程發送報警。當接地線或者保護線被惡意盜割后，可第一時間將信息送出。

在優選的實施例中，數據采集模塊包括多個傳感器，從而能夠實時監測多項數據指標。

在優選的實施例中，聲光報警器在數據采集器輸出的報警激勵信號下輸出報警信號，從而能夠實現當三相不平衡或者接地電流異常時，能夠有效地反饋該異常信息。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。