[ 一、 技術(shù)路線
本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)一款兼容性強(qiáng),可安裝在不同配電供電線路的電纜中間頭在線監(jiān)測(cè)裝置,安裝在電纜中間頭一側(cè)(電源側(cè)或負(fù)荷側(cè)),并且與電纜中間頭外護(hù)套直接接觸,通過(guò)監(jiān)測(cè)電纜中間頭部件附件的磁場(chǎng)來(lái)判斷是否發(fā)生故障,并確定發(fā)生故障點(diǎn)的位置。及時(shí)發(fā)出告警信號(hào),并上傳異常數(shù)據(jù)至監(jiān)控后臺(tái)和移動(dòng)終端(微信小程序端),指導(dǎo)運(yùn)維人員進(jìn)行核實(shí)處理。
1、對(duì)電纜中間頭是否發(fā)生故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
電纜周?chē)拇艌?chǎng)可以看成是由在導(dǎo)體與外皮之間流動(dòng)的電流I產(chǎn)生的磁場(chǎng)以 及金屬外皮與大地之間的電流I’產(chǎn)生的磁場(chǎng)迭加形成的。電纜的導(dǎo)體是包在環(huán)形金屬外皮里邊的,回路電流I在電纜上方地面上產(chǎn)生的磁場(chǎng)很小,地面上的磁場(chǎng)主要是在金屬外皮與大地之間的回路電流I’產(chǎn)生的。在故障點(diǎn)前后脈沖磁場(chǎng)沒(méi)有明顯的變化,一般比較微弱。故障點(diǎn)放電電流產(chǎn)生的磁場(chǎng) 有較明顯的異常變化,可以根據(jù)磁場(chǎng)的這一異常變化來(lái)判斷是否發(fā)生故障。本監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)故障電流主要通過(guò)霍爾電流傳感器實(shí)現(xiàn),當(dāng)電流大于一定值時(shí)才會(huì)觸發(fā)告警輸出。電流互感器線圈軸向與電纜方向平行,理論上只能檢測(cè)到故障點(diǎn)線芯與金屬護(hù)層間故障電流(橫向),而不能檢測(cè)到沿電纜軸向的電流。
2、定位發(fā)生故障的電纜中間頭
安裝在電纜中間頭一側(cè)(電源側(cè)或負(fù)荷側(cè)),并且與電纜中間頭外護(hù)套直接接觸,這樣可以較真實(shí)地測(cè)量電纜中間頭周?chē)h(huán)境狀態(tài)。理想情況下,三相電纜流過(guò)的電流保持平衡,監(jiān)測(cè)裝置測(cè)量到的電流大小為零;正常運(yùn)行情況下,三相負(fù)荷存在著一定的不平衡,監(jiān)測(cè)裝置可以測(cè)得較小的電流,典型地,其零序電流值小于100A。
3、監(jiān)測(cè)狀態(tài)及告警信息通過(guò)NB-IoT的通訊方式上報(bào)
裝置具備N(xiāo)B-IoT無(wú)線通訊模塊,可上傳電纜中間頭故障報(bào)警信號(hào)及裝置電池電壓、電池欠壓告警等信息監(jiān)控后臺(tái)和移動(dòng)終端(微信小程序端)。
二、創(chuàng)新點(diǎn)
1、通過(guò)對(duì)相地連接時(shí)電纜的磁場(chǎng)分布狀態(tài)的深入研究,創(chuàng)新地利用故障點(diǎn)放電電流產(chǎn)生的磁場(chǎng) 有較明顯的異常變化,可以根據(jù)磁場(chǎng)的這一異常變化來(lái)判斷是否發(fā)生故障的原理,使用霍爾電流傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電纜中間頭的磁場(chǎng)變化,當(dāng)監(jiān)測(cè)到故障時(shí)立即觸發(fā)告警輸出。
2、創(chuàng)新地使用了NB-IoT無(wú)線通訊模塊,利用模塊的PSM(Power Saving Mode)模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,并結(jié)合休眠中斷喚醒機(jī)制可把本裝置的平均工作電流控制在20uA以?xún)?nèi),實(shí)現(xiàn)了在無(wú)外部電源可用的情況下,對(duì)電纜中間頭進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并在故障發(fā)生時(shí)立即上報(bào)告警信息,而且由內(nèi)置電池供電的使用壽命也可長(zhǎng)達(dá)3年之久。
3、故障告警信號(hào),可立即上傳到相應(yīng)的微信小程序端,使得運(yùn)維人員可及時(shí)對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行核實(shí)處理。