[发明专利]一种基于NB-IoT的电缆接头温度远程监测系统及其方法

说明书

本发明提出了一种基于NB‑IoT的电缆接头温度远程监测系统及其方法。本发明基于温度传感、信号处理监测、基于NB‑IoT远程技术原理，在被监测电力电缆接头安装温度传感器及监测报警装置，温度传感器实时采集运行中的电力电缆接头温度参数，监测报警装置内置处理器实时分析状态数据，当发生越限告警时，通过NB‑IoT广域通信网络发送报警信息到电力公司监测中心，实现电缆或电缆中间接头的运行状态的在线检测，并为配电网运行及设备状态维护提供决策；解决了地下电力电缆难以维护的难题，可有效解决电力系统运行中存在的实际问题,提高供电可靠性。

技术领域

本发明涉及电力设备状态监测领域，具体涉及一种基于NB-IoT的电缆接头温度远程监测系统及其方法。

背景技术

随着经济的快速发展和城市化建设，电力供电线路的入地化成为趋势。然而，大多数电力电缆沟道狭小封闭，难以清理维护；易发生积水，导致淤泥聚集、垃圾成堆，长期的污秽聚集、电缆浸泡会导致电缆老化加快。另一方面，长距离电缆是通过多个电缆连接而成，中间有多个接头，而接头处理不当造成接触电阻增大、电缆受外力影响、长时间大电流运行等造成电缆接头温度升高，带来生产运行的安全隐患。

根据不完全统计，由于电缆中间接头过热而引起的电缆火灾占电缆火灾总数的半数以上，所以及时了解电缆中间接头的运行情况，关系到供电电网的安全。对电缆中间接头的温升进行理论分析和实际运行情况总结，这两者都表明：在电缆中间接头处发生的故障都不是突发的事故，往往是因为接头的各种故障产生了大量的热，导致电缆中间接头的温度不断升高，从而不断地增大泄露电流和加剧接头绝缘材料的高温老化，最终导致接头的热击穿甚至电缆火灾，由此可见电缆中间接头的温度是反映其运行状态的重要参数。因此，不受外界环境干扰和不受强电磁场影响的电缆中间接头温度实时在线监测就显得非常重要，能够及时发现存在的安全隐患。

目前，对地下电缆运行状态的在线监测大致有三种方法：一是靠人工巡检，手持红外温度仪采集高压电缆接头温度，只适应于管道高压电缆巡检，且只能通过红外测温仪间接测量温度。二是采用分布式光纤测温，需要布设光纤，施工难度大。三是基于GPRS的采集终端，但通信质量差，功耗大，无法自供电，难以长期运行。上述各种方法，由于存在致命缺点，难以大范围推广。

低功耗广域物联网(LPWAN)是近几年兴起的面向物联网应用的通信技术，如LoRa、Sigfox、窄带物理网(Narrow Band-Internet ofThings，NB-IoT)技术等。低功耗广域无线通信技术单跳通信距离可达几千米，甚至几十千米，支持的连接数量上万个，且功耗较低(电池供电通常为3～10年)。低功耗广域无线通信技术自提出以来发展异常迅速，其中NB-IoT技术采用蜂窝通信方式，通信距离可达几十公里，单小区支持5万连接，节点功耗为10年，穿墙性能好(通信信号可穿透3堵墙)，得到了世界范围内很多设备生产商和移动运营商的关注。

NB-IoT是由3GPP制定的国际通用标准，具备集中式通信、低功耗、广深覆盖、低成本、支持海量连接、高可靠性特点，是一种适合于长距离、低功耗广域(LPWA)覆盖场景中小数据传输的物联网通信技术。因此，本发明专利提出基于该技术的电力电缆接头温度监测方法，非常好的解决了困扰电力电缆实际运行温度状态监测的难题，实现对现场电力电缆运行温度状态的实时监测和远程告警。

发明内容

本发明提出了一种电力电缆接头运行温度远程在线监测的方法及系统构成。本发明基于温度传感、信号处理监测、基于NB-IoT远程技术原理，在被监测电力电缆接头安装温度传感器及监测报警装置，温度传感器实时采集运行中的电力电缆接头温度参数，监测报警装置内置处理器实时分析状态数据，当发生越限告警时，通过NB-IoT广域通信网络发送报警信息到电力公司监测中心，实现电缆或电缆中间接头的运行状态的在线检测，并为配电网运行及设备状态维护提供决策；解决了地下电力电缆难以维护的难题，可有效解决电力系统运行中存在的实际问题，提高供电可靠性。