[实用新型]基于CT的电力电缆线路负载及温度监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力行业电缆系统线缆的接地线路故障、线路负载、电缆表皮温度监测，从而实现线路发生故障前的预告警，保证故障的快速排查，尤其是涉及一种基于CT(即电流互感器)的电力电缆线路负载及温度监测装置。 

背景技术

电力系统通常采用故障指示器实现电缆线路接地、短路故障检测，但是，这种监测一般都是负载电流监测和故障温度监测分别独立进行，造成监测系统的冗余，同时还存在以下问题：1)、测量精度不高，故障检测准确率低下；2)、故障指示器受功耗影响，不能使用较高的采样频率，只能由模拟电路采用并判断故障，故障告警的限定值及限定时间不能根据现场实际情况设定；3)、由于故障检测电路和负载电流监测的电路是分开的，故障电流的大小不能监测，在发生故障时，不能上送故障电流；4)、受功耗限制，故障指示器不能频繁上传负荷电流，负载监测的实时性较差。这些问题都严重影响了故障指示器的现场应用效果，限制了这种产品的进一步发展，而故障指示器在故障发生时才会告警，现场设备可能已经损毁，如果在故障发生之前通过监测线路负荷温度、线路温度，则可做到预告警，及早排除隐患。同时，在发生故障时，通过对故障相故障电流、温度的参考，故障告警的准确性将大大提高。 

本实用新型为了克服上述缺陷，进行了有益的改进。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中的上述不足，提供了一种将温度测量和电流测量两项功能合二为一的基于CT的电力电缆线路负载及温度监测装置。 

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案： 

一种基于CT的电力电缆线路负载及温度监测装置，其特殊之处在于：包括电缆、零序电流互感器、相电流互感器、I／V转换保护电路、滤波电路、放大电路、电压提升电路、处理器以及温度传感器、发送接收单元，其中，所述电缆中集成有三相动力线和接地线，所述三相动力线上连接有采集负荷电流的相电流互感器，所述接地线上连接有测量接地电流的零序电流互感器，所述温度传感器与电缆的表皮接触，用于测量电缆的表皮温度，所述温度传感器将测量的信号传输给处理器，所述零序电流互感器和相电流互感器将电流信号进行变比后连接到I／V转换保护电路，I／V转换保护电路将电流信号转换为电压信号并进行钳位保护，然后经过滤波电路滤波、放大电路放大、电压提升电路提升电压信号后连接到处理器，所述零序电流互感器、相电流互感器、I／V转换保护电路、滤波电路、放大电路、电压提升电路、处理器以及温度传感器、发送接收单元安装于电缆旁的控制盒内； 

进一步地，所述零序电流互感器和／或相电流互感器的二次侧连接到I／V转换保护电路的小电流互感器CT1上，通过采样电阻R1 转换为电压信号，所述I／V转换保护电路的后端设置有电压钳位的起保护作用的双二极管，所述采样电阻R1为300欧； 

进一步地，所述滤波电路采用二阶压控型低通有源滤波电路，所述滤波电路包含有双运算放大电路LM2904M芯片，所述LM2904M芯片的2脚连接有1K欧的R1，3脚连接有1K欧的电阻R3和和电容C5，所述电容C5为0.022μF，所述电阻R3串联有电阻R2，电阻R2为10K欧； 

进一步地，所述放大电路为8倍放大的加法比例放大电路，所述放大电路的信号接入端设置有10K欧的电阻R6，信号经放大电路放大后连接到电压提升电路，所述电压提升电路的前端还连接有加法电路，用于将放大电路输出的交流信号转化为处理器可直接接收的直流信号； 

进一步地，所述的处理器采用PIC16F887单片机，所述单片机上还连接有电源转换模块和发送接收单元，其中所述发送接收单元为全双工通用同步／异步串行收发的R S485通信模块，所述温度传感器为英特尔M F52103F温度传感器，处理器将采集的信号通过通信模块进行上传至上一级装置。 

本实用新型的有益效果：通过本发明设计的负荷、温度监测系统，采用分布采样、分布处理的方式判断线路故障及对线路进行负荷、温度监测，是对现有的故障指示器产品产品的升级，具有以下有益效果：在CT上加上控制盒，控制盒内部将CT的出线进行短连，CT不会出现开路情况；由于线路故障由直接由硬件采样，故可根据现场 情况实时监测；传统的硬件模拟电路冲击门限判断线路故障对电路中的阻容器件、使用材料要求较高，且不能校准调整；设计中故障电流由硬件采样测量，可单只对其进行校准，故障判断准确率高；可以通过对温度及负荷的监测，电缆表皮温度的测量能提前得知故障前状况，做到事故发生前的预告警；在判断故障时，可以将线路温度、电流作为有效判据之一，提高故障判断的准确度。 

附图说明