[发明专利]环网柜环境监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于电力配网设备监测领域，涉及一种环网柜环境监测系统及方法。

背景技术

配电网络的结构庞大且复杂，网络结构由于故障或负荷转移操作中开关的开合，经常发生变化，且随经济的发展，超高压、大电网、大容量、自动化也是电力系统的发展趋势，智能电网建设的飞速发展，点多、面广和设备差异大的配电网智能化建设一直受到很多技术及资金方面的束缚。配网自动化建设覆盖面仍然满足不了实际需求。传统的配电网自动化监控解决方案投资大、建设周期长、实施困难，技术相对不成熟，因此无法大面积推广。

同时由于输电电缆长期运行在的高压环境中，易发热、老化，从而引起火灾事故，尤其是电缆接头处受环境约束大，对温湿度要求严格。对此，相关部门每年都投入大量人力、物力，对电缆及其运行环境进行巡视检查，特别是在高温、大负荷季节，进行大量的巡检工作，采取了不少安全措施和技术来保障电缆的安全运行。但是这些传统方式无法实时掌握异常情况，不能及时进行事故预防，安全事故仍时有发生。因此，急需一种新的监测方式解决问题。

经过多年来对火灾调查研究发现，大多数的火灾事故都是由于温度过高引起的，尤其以电缆的火灾导致的损失为最大。中间接头绝缘件和终端头插拔件是电力电缆的重要附件，对电缆等电力设备的安全运行提供有力保障，因此监测其温升变化，非常有必要。

发明内容

基于现有技术的上述状况，为了科学地对配网电气设备进行状态监测，以预防设备故障，优化人员配置，降低设备运行和维修成本，本发明提供了一种环网柜环境监测系统及其对应的监测方法，利用传感技术以及可靠的通讯手段实现对电气设备运行状态的全天候监测，通过对采集到的温度、湿度、烟感以及电力参量等数据的分析，可以及时捕捉设备运行可能出现的异常，实现对电气设备故障的早期预判和处理，同时大大减少巡检人员人力成本，实现减员增效的目的。

为了实现上述目的，本发明采用了下述技术方案。一种环网柜环境监测系统，包括户外配网设备监测系统，户外配网设备监测系统包括控制器，和与控制器连接的用于监测环网柜的相电流的电流采集装置、用于监测环网柜的电缆分接头温度的温度采集装置、用于监测环网柜的紧固套管温度的温度采集装置、用于监测环网柜的环境温湿度的温湿度采集装置、用于监测柱上开关的设备线夹温度的温度采集装置、用于监测柱上开关的并沟线夹温度的温度采集装置、用于监测柱上开关的隔离刀闸温度的温度采集装置、用于监测柱上开关的相电流的电流采集装置、用于监测架空电缆的电缆搭接头温度的温度采集装置和用于监测架空电缆的电流值的电流采集装置。

进一步优选，所述控制器是STM32单片机系统，内设数据比较模块，数据比较模块可比较监测参数和设定的标准参数，异常时报警。

进一步优选，所述控制器通过网关或无线通信模块连接在线监测平台，在线监测平台设置在中控室，通过在线监测平台监控各环网柜，所述在线监测平台与人工巡检系统数据交互，可把人工巡检情况通过人工巡检系统录入，并上传至在线监测平台。

进一步优选，所述在线监测平台与移动终端无线通信，可将异常情况实时通知维护人员，以便维护人员及时处理异常情况。

进一步优选，电流采集装置采用无源无线电流传感器，无源无线电流传感器具有免维护的特点。

进一步优选，环网柜类型可分为封闭间隔式环网柜和开放式环网柜，其中封闭式环网柜5间隔居多，也有少部分6间隔环网柜，除去备用柜均可按照5间隔两进三出的柜型组合来进行温度采集装置配置。

进一步优选，户外环网柜处于室外相对室内比较恶劣的环境，昼夜温差大易产生凝露或晨露，时间一长可能导致电缆绝缘层老化开裂等故障隐患，且柜体如果密封处理不好会加速设备绝缘层老化。根据现场实际信息，可以选择环网柜的每一个间隔安装一台除湿机或者大环境(箱体)安装一台除湿机，再在每个间隔加装一只温湿度传感器，便能有效的防御湿度过大导致电气故障发生的几率。

进一步优选，温度采集装置采包括DS18B20温度传感器、温度传感器紧固件、基于DS18B20的多点测温采集仪，通过温度传感器紧固件将各DS18B20温度传感器分别固定在电缆分接头、紧固套管、设备线夹、并沟线夹、隔离刀闸、电缆搭接头上，基于DS18B20的多点测温采集仪由单片机控制系统、电源管理电路、单总线驱动器、存储单元、通道片选板和通信电路构成，电源管理电路、存储单元和通信电路连接单片机控制系统，单片机控制系统连接单总线驱动器，单总线驱动器连接通道片选板，通道片选板连接各DS18B20温度传感器。解决了现场温度传感器采集问题，降低了温度传感器采集的成本。