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1、(10)申请公布号 CN 103344885 A (43)申请公布日 2013.10.09 CN 103344885 A *CN103344885A* (21)申请号 201310296625.2 (22)申请日 2013.07.16 G01R 31/08(2006.01) (71)申请人 国家电网公司 地址 100031 北京市西城区西长安街 86 号 申请人 国网天津市电力公司 (72)发明人 任树清 王乐兵 任建利 吕继华 潘长明 闫凤昌 (74)专利代理机构 天津才智专利商标代理有限 公司 12108 代理人 庞学欣 (54) 发明名称 一种高压单芯电缆护层接地在线监测装置及 控制方法。
2、 (57) 摘要 一种高压单芯电缆护层接地在线监测装置及 控制方法。装置包括 A、 B、 C 相电流互感器、 A、 B、 C 相温度传感器、 数据采集控制器、 GPRS 数据传输 模块和监测设备 ； 本发明的高压单芯电缆护层接 地在线监测装置及控制方法具有以下优点 ： 安全 可靠 ： 通过接地电流监测值与计算值的比较， 实 现对接地系统故障的诊断， 为高压电缆的运行监 测提供理论依据和参考数据， 以降低电缆事故风 险， 提高城市电网运行的安全可靠性， 将电缆接地 装置被破坏的机率降到最低。现场适用性强 ： 适 用于不同接地方式、 安装位置、 类型的接地箱， 具 有普遍适用性， 操作方便， 安装。
3、简便。 （三） 方便快 捷 ： 使电缆终端塔接地系统成本大大降低， 缩短 检测周期， 节约人力物力。 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 7 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书7页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103344885 A CN 103344885 A *CN103344885A* 1/3 页 2 1. 一种高压单芯电缆护层接地在线监测装置， 其特征在于 ： 所述的高压单芯电缆护层 接地在线监测装置包括 ： A 相电流互感器 CTA、 B 相电流互感器 CTB、 C 相电流互感器 CTC、 A 。
4、相温度传感器 TA、 B 相温度传感器 TB、 C 相温度传感器 TC、 数据采集控制器 （1） 、 GPRS 数据 传输模块 （2） 和监测设备 （3） ； 其中 ： A 相电流互感器 CTA、 B 相电流互感器 CTB 和 C 相电流 互感器 CTC 分别安装在 A、 B、 C 三相单芯电缆的护套接地层地线上 ； A 相温度传感器 TA、 B 相 温度传感器 TB、 C 相温度传感器 TC 分别安装在 A、 B、 C 三相单芯电缆的护套接地层地线端 子上 ； 数据采集控制器 （1） 为电流互感器和温度传感器的数据采集控制器， 其三个输入端分 别与 A 相电流互感器 CTA、 B 相电流互感。
5、器 CTB 和 C 相电流互感器 CTC 相连接， 另外三个输 入端分别与 A 相温度传感器 TA、 B 相温度传感器 TB 和 C 相温度传感器 TC 相连接， 输出端与 GPRS 数据传输模块 （2） 相连接 ； GPRS 数据传输模块 （2） 为 DTU 无线数据传输单元， 其通过无线的方式与监测设备 （3） 相连接 ； 监测设备 （3） 为用户监测装置， 其包括设置在电网监控中心的监测计算机和手机终端。 2. 根据权利要求 1 所述的高压单芯电缆护层接地在线监测装置， 其特征在于 ： 所述的 数据采集控制器 （1） 主要由微控制器、 数据存储器和输入采集电路构成。 3. 根据权利要求 。
6、1 所述的高压单芯电缆护层接地在线监测装置， 其特征在于 ： 所述的 数据采集控制器 （1） 配有工作电源， 工作电源的型号为 LXZK-140-100/5。 4. 根据权利要求 1 所述的高压单芯电缆护层接地在线监测装置， 其特征在于 ： 所述的 A 相电流互感器 CTA、 B 相电流互感器 CTB 和 C 相电流互感器 CTC 的型号为 LDZC-10-100/5， A 相温度传感器 TA、 B 相温度传感器 TB 和 C 相温度传感器 TC 的型号为 TYC2000AT， GPRS 数 据传输模块 2 的型号为 GPRS-DTU（WG-1010） 。 5. 根据权利要求 1 所述的高压单。
7、芯电缆护层接地在线监测装置， 其特征在于 ： 所述的 高压单芯电缆护层接地在线监测装置的工作电源采用如下三种方式之一 ： a、 蓄电池供电方 式 ； b、 采集电网的感应电能 ； c、 太阳能电池供电方式。 6. 一种如权利要求 1 所述的高压单芯电缆护层接地在线监测装置的控制方法， 其特 征在于 ： 所述的控制方法包括电流采集控制流程、 温度采集控制流程和数据发送控制流程 ； 其中 ： 电流采集控制流程根据电流采集时间间隔定时触发， 温度采集控制流程根据温度采 集时间间隔定时触发， 数据发送控制流程根据设定的GPRS数据传输模块2的通信间隔时间 定时触发。 7. 根据权利要求 6 所述的高压。
8、单芯电缆护层接地在线监测装置的控制方法， 其特征在 于 ： 所述的电流采集控制流程包括按顺序执行的下列步骤 ： 步骤一， 采集电流值的 S101 阶段 ： 分别通过三个相电流互感器 CTA、 CTB、 CTC 采集三条 接地线上的电流值 ； 步骤二， 建立电流值序列的 S102 阶段 ： 分相存贮三条接地线上的电流值， 组成三相接 地电流值的时间序列 ； 步骤三， 数字滤波存储计算值的 S103 阶段 ： 针对 S102 阶段产生的电流值序列， 进行数 字滤波， 得到当前各相接地电流的计算值， 并将其写入采集数据存储器 ； 步骤四， 判断单相电流是否正常的 S104 阶段 ： 根据接地电流计算。
9、值判断所对应的单相 权 利 要 求 书 CN 103344885 A 2 2/3 页 3 接地电流是否正常， 如果判断结果为 “是” ， 则进入下一步 S105 阶段， 否则下一步进入 S106 阶段 ； 步骤五， 判断三相电流是否正常的 S105 阶段 ： 根据当前的三相接地电流计算值判断三 条接地线的三相接地电流是否正常， 如果判断结果为 “是” ， 则退出流程， 本次采集至此结 束 ； 否则下一步进入 S106 阶段 ； 步骤六， 实时报警的 S106 阶段 ： 将实时报警数据写入到报警数据缓冲区， 置位实时上 传标志位， 启动数据发送控制流程 ； 本次采集至此结束。 8. 根据权利要求。
10、 6 所述的高压单芯电缆护层接地在线监测装置的控制方法， 其特征在 于 ： 所述的温度采集控制流程包括按顺序执行的下列步骤 ： 步骤一， 采集温度值的 S201 阶段 ： 分别通过安装在三相接地线上的三个温度互感器 TA、 TB、 TC 采集三条接地线上的温度值 ； 步骤二， 建立温度值序列的 S202 阶段 ： 分相存贮三条接地线上的温度值， 组成三相接 地线温度值的时间序列 ； 步骤三， 数字滤波的S203阶段 ： 针对S202阶段产生的温度值序列， 进行数字滤波， 得到 当前各相接地线温度的计算值， 并将其写入采集数据存储器 ； 步骤四， 判断单相温度是否正常的 S204 阶段 ： 根据。
11、接地线温度计算值判断所对应的单 相接地线温度是否正常， 如果判断结果为 “是” ， 则进入下一步 S205 阶段， 否则下一步进入 S206 阶段 ； 步骤五， 判断三单相温度是否正常的 S205 阶段 ： 根据当前的三相接地温度计算值判断 三条接地线的三相接地温度是否正常， 如果判断结果为 “是” ， 则退出流程， 本次采集至此结 束 ； 否则下一步进入 S206 阶段 ； 步骤六， 实时报警的 S206 阶段 ： 将实时报警数据写入到报警数据缓冲区， 置位实时上 传志位， 启动数据发送控制流程 ； 本次采集至此结束。 9. 根据权利要求 6 所述的高压单芯电缆护层接地在线监测装置的控制方法。
12、， 其特征在 于， 所述的数据发送控制流程包括按顺序执行的下列步骤 ： 步骤一、 判断实时上传标志是否置位的 S301 阶段 ： 判断发送标志是否已经被置位， 如 果判断结果为 “是” ， 则进入下一步 S303 阶段 ； 否则进入下一步 S302 阶段 ； 步骤二、 判断定时上传时间是否到时的 S302 阶段 ： 判断设定的定时上传时间是否已经 到时， 如果判断结果为 “是” ， 则进入下一步 S303 阶段 ； 否则退出流程， 结束本次操作 ； 步骤三、 组建上传数据包的 S303 阶段 ： 从报警数据缓冲区中提取发送数据， 组成完整 的上传数据包， 然后进入下一步 S305 阶段 ； 步。
13、骤四、 组建上传数据包的 S304 阶段 ： 从采集数据存储区中提取采集数据， 组成完整 的上传数据包， 然后下一步进入 S305 阶段 ； 步骤五、 判断是否为首次发送的 S305 阶段 ： 根据发送计数器的计数值是否为零， 判断 本次发送是否为首次发送， 如果判断结果为 “是” ， 则下一步进入 S309 阶段 ； 否则进入下一 步 S306 阶段 ； 步骤六、 判断是否收到接收应答的 S306 阶段 ： 根据接收应答标志是否置位， 判断当前 是否已收到接收方发出的接收应答 ； 如果判断结果为 “是” ， 则下一步进入 S310 阶段 ； 否则 进入下一步 S307 阶段 ； 权 利 要 。
14、求 书 CN 103344885 A 3 3/3 页 4 步骤七、 判断发送次数是否超标的 S307 阶段 ： 根据发送计数器的计数值， 判断连续发 送的次数是否已经超出规定的次数， 如果判断结果为 “是” ， 则下一步进入 S311 阶段 ； 否则 进入下一步 S308 阶段 ； 步骤八、 发送计数器 +1 的 S308 阶段 ： 将发送计数器的计数值做加 1 处理， 然后进入 S312 阶段 ； 步骤九、 发送计数器 =1 的 S309 阶段 ： 令发送计数器的计数值做等于 1， 然后进入 S312 阶段 ； 步骤十、 清除发送标志， 发送计数器=0的S310阶段 ： 收到接收方所发送接收。
15、应答， 说明 前次所发送的上传数据包已经发送成功 ； 清除发送标志位， 令发送计数器的计数值等于 0， 然后退出流程， 结束本次操作 ； 步骤十一、 发送故障处理的 S311 阶段 ： 置位发送故障标志位， 启动发送故障处理流程， 然后退出本流程 ； 步骤十二、 发送上传数据包的 S312 阶段 ： 将上传数据包传送给 GPRS 传输模块 （2） ， 并 同时发送数据上传输命令， 通过 GPRS 传输模块 （2） 向远端的监测设备 （3） 发送上传数据包， 整个数据发送控制流程至此结束。 10. 一种如权利要求 1 所述的高压单芯电缆护层接地在线监测装置的控制方法， 其特 征在于 ： 所述的监。
16、测设备 （3） 在接收到数据采集控制器 （1） 所发送的上传数据包后， 将通过 GPRS 传输模块 （2） 向数据采集控制器 （1） 发送接收应答。 权 利 要 求 书 CN 103344885 A 4 1/7 页 5 一种高压单芯电缆护层接地在线监测装置及控制方法 技术领域 0001 本发明属于电力电网检测技术领域， 特别是涉及一种高压单芯电缆护层接地在线 监测装置及控制方法。 背景技术 0002 110kV 及以上单芯电缆的金属护层一般采用交叉互联双端接地或单端直接接地的 运行方式。 正常情况下金属护层对地只有几十伏的感应电压。 当高压电缆终端头接地线、 中 间接头井的交叉互联接地线被破坏。
17、而外护层完全失去接地之后， 将导致外护层击穿或护层 保护器烧毁， 更严重地会导致电缆主绝缘击穿， 在这种情况下金属护层有可能出现多点接 地， 形成环流， 这样既降低了电缆的载流量， 又浪费电能形成损耗， 并加速了电缆绝缘老化， 因此需要定期对上述电缆金属护层的接地电流进行检测， 目前主要采用人工检测的方法进 行上述检测。 0003 经调查研究发现， 人工检测高压电缆护层接地电流存在以下弊端 ： 0004 1、 投入的人力大， 测试的过程中需要监护人、 记录人、 测试人员。 0005 2、 工作量大， 工作所需时间长， 检验周期因人力限制较长。 0006 3、 测试过程中有触电和高坠的危险， 在。
18、开启接地箱进行测试的过程中， 一旦接地 箱接地系统遭到破坏， 将会产生很大的接地电流， 会使工作人员触电， 而当在塔上进行测试 的时候就更加危险。 发明内容 0007 为了解决上述问题， 本发明的目的在于提供一种高压单芯电缆护层接地在线监测 装置及控制方法。 0008 为了达到上述目的， 本发明提供的高压单芯电缆护层接地在线监测装置包括 A 相 电流互感器、 B 相电流互感器、 C 相电流互感器、 A 相温度传感器、 B 相温度传感器、 C 相温度 传感器、 数据采集控制器、 GPRS 数据传输模块和监测设备 ； 其中 ： A 相电流互感器、 B 相电流 互感器和 C 相电流互感器分别安装在 。
19、A、 B、 C 三相单芯电缆的护套接地层地线上 ； A 相温度 传感器、 B 相温度传感器、 C 相温度传感器分别安装在 A、 B、 C 三相单芯电缆的护套接地层地 线端子上 ； 0009 数据采集控制器为电流互感器和温度传感器的数据采集控制器， 其三个输入端分 别与 A 相电流互感器、 B 相电流互感器和 C 相电流互感器相连接， 另外三个输入端分别与 A 相温度传感器、 B 相温度传感器和 C 相温度传感器相连接， 输出端与 GPRS 数据传输模块相 连接 ； 0010 GPRS 数据传输模块为 DTU 无线数据传输单元， 其通过无线的方式与监测设备相连 接 ； 0011 监测设备为用户监。
20、测装置， 其包括设置在电网监控中心的监测计算机和手机终 端。 说 明 书 CN 103344885 A 5 2/7 页 6 0012 所述的数据采集控制器主要由微控制器、 数据存储器和输入采集电路构成。 0013 所述的数据采集控制器配有工作电源， 工作电源的型号为 LXZK-140-100/5。 0014 所 述 的 A 相 电 流 互 感 器、 B 相 电 流 互 感 器 和 C 相 电 流 互 感 器 的 型 号 为 LDZC-10-100/5， A 相温度传感器、 B 相温度传感器和 C 相温度传感器的型号为 TYC2000AT， GPRS 数据传输模块的型号为 GPRS-DTU（WG。
21、-1010） 。 0015 所述的高压单芯电缆护层接地在线监测装置的工作电源采用如下三种方式之一 ： a、 蓄电池供电方式 ； b、 采集电网的感应电能 ； c、 太阳能电池供电方式。 0016 本发明提供的高压单芯电缆护层接地在线监测装置的控制方法包括电流采集控 制流程、 温度采集控制流程和数据发送控制流程 ； 其中 ： 电流采集控制流程根据电流采集 时间间隔定时触发， 温度采集控制流程根据温度采集时间间隔定时触发， 数据发送控制流 程根据设定的 GPRS 数据传输模块 2 的通信间隔时间定时触发。 0017 所述的电流采集控制流程包括按顺序执行的下列步骤 ： 0018 步骤一， 采集电流值。
22、的 S101 阶段 ： 分别通过三个相电流互感器 CTA、 CTB、 CTC 采集 三条接地线上的电流值 ； 0019 步骤二， 建立电流值序列的 S102 阶段 ： 分相存贮三条接地线上的电流值， 组成三 相接地电流值的时间序列 ； 0020 步骤三， 数字滤波存储计算值的 S103 阶段 ： 针对 S102 阶段产生的电流值序列， 进 行数字滤波， 得到当前各相接地电流的计算值， 并将其写入采集数据存储器 ； 0021 步骤四， 判断单相电流是否正常的 S104 阶段 ： 根据接地电流计算值判断所对应的 单相接地电流是否正常， 如果判断结果为 “是” ， 则进入下一步 S105 阶段， 否。
23、则下一步进入 S106 阶段 ； 0022 步骤五， 判断三相电流是否正常的 S105 阶段 ： 根据当前的三相接地电流计算值判 断三条接地线的三相接地电流是否正常， 如果判断结果为 “是” ， 则退出流程， 本次采集至此 结束 ； 否则下一步进入 S106 阶段 ； 0023 步骤六， 实时报警的 S106 阶段 ： 将实时报警数据写入到报警数据缓冲区， 置位实 时上传标志位， 启动数据发送控制流程 ； 本次采集至此结束。 0024 所述的温度采集控制流程包括按顺序执行的下列步骤 ： 0025 步骤一， 采集温度值的 S201 阶段 ： 分别通过安装在三相接地线上的三个温度互感 器采集三条接。
24、地线上的温度值 ； 0026 步骤二， 建立温度值序列的 S202 阶段 ： 分相存贮三条接地线上的温度值， 组成三 相接地线温度值的时间序列 ； 0027 步骤三， 数字滤波的S203阶段 ： 针对S202阶段产生的温度值序列， 进行数字滤波， 得到当前各相接地线温度的计算值， 并将其写入采集数据存储器 ； 0028 步骤四， 判断单相温度是否正常的 S204 阶段 ： 根据接地线温度计算值判断所对应 的单相接地线温度是否正常， 如果判断结果为 “是” ， 则进入下一步 S205 阶段， 否则下一步 进入 S206 阶段 ； 0029 步骤五， 判断三单相温度是否正常的 S205 阶段 ： 。
25、根据当前的三相接地温度计算值 判断三条接地线的三相接地温度是否正常， 如果判断结果为 “是” ， 则退出流程， 本次采集至 此结束 ； 否则下一步进入 S206 阶段 ； 说 明 书 CN 103344885 A 6 3/7 页 7 0030 步骤六， 实时报警的 S206 阶段 ： 将实时报警数据写入到报警数据缓冲区， 置位实 时上传志位， 启动数据发送控制流程 ； 本次采集至此结束。 0031 所述的数据发送控制流程包括按顺序执行的下列步骤 ： 0032 步骤一、 判断实时上传标志是否置位的 S301 阶段 ： 判断发送标志是否已经被置 位， 如果判断结果为 “是” ， 则进入下一步 S3。
26、03 阶段 ； 否则进入下一步 S302 阶段 ； 0033 步骤二、 判断定时上传时间是否到时的 S302 阶段 ： 判断设定的定时上传时间是否 已经到时， 如果判断结果为 “是” ， 则进入下一步 S303 阶段 ； 否则退出流程， 结束本次操作 ； 0034 步骤三、 组建上传数据包的 S303 阶段 ： 从报警数据缓冲区中提取发送数据， 组成 完整的上传数据包， 然后进入下一步 S305 阶段 ； 0035 步骤四、 组建上传数据包的 S304 阶段 ： 从采集数据存储区中提取采集数据， 组成 完整的上传数据包， 然后下一步进入 S305 阶段 ； 0036 步骤五、 判断是否为首次发。
27、送的 S305 阶段 ： 根据发送计数器的计数值是否为零， 判断本次发送是否为首次发送， 如果判断结果为 “是” ， 则下一步进入 S309 阶段 ； 否则进入 下一步 S306 阶段 ； 0037 步骤六、 判断是否收到接收应答的 S306 阶段 ： 根据接收应答标志是否置位， 判断 当前是否已收到接收方发出的接收应答 ； 如果判断结果为 “是” ， 则下一步进入 S310 阶段 ； 否则进入下一步 S307 阶段 ； 0038 步骤七、 判断发送次数是否超标的 S307 阶段 ： 根据发送计数器的计数值， 判断连 续发送的次数是否已经超出规定的次数， 如果判断结果为 “是” ， 则下一步进。
28、入 S311 阶段 ； 否则进入下一步 S308 阶段 ； 0039 步骤八、 发送计数器 +1 的 S308 阶段 ： 将发送计数器的计数值做加 1 处理， 然后进 入 S312 阶段 ； 0040 步骤九、 发送计数器 =1 的 S309 阶段 ： 令发送计数器的计数值做等于 1， 然后进入 S312 阶段 ； 0041 步骤十、 清除发送标志， 发送计数器=0的S310阶段 ： 收到接收方所发送接收应答， 说明前次所发送的上传数据包已经发送成功 ； 清除发送标志位， 令发送计数器的计数值等 于 0， 然后退出流程， 结束本次操作 ； 0042 步骤十一、 发送故障处理的 S311 阶段 。
29、： 置位发送故障标志位， 启动发送故障处理 流程， 然后退出本流程 ； 0043 步骤十二、 发送上传数据包的 S312 阶段 ： 将上传数据包传送给 GPRS 传输模块， 并 同时发送数据上传输命令， 通过 GPRS 传输模块向远端的监测设备发送上传数据包， 整个数 据发送控制流程至此结束。 0044 所述的监测设备在接收到数据采集控制器所发送的上传数据包后， 将通过 GPRS 传输模块向数据采集控制器发送接收应答。 0045 本发明提供的高压单芯电缆护层接地在线监测装置的控制方法中监测设备在接 收到数据采集控制器所发送到上传数据包后， 将通过 GPRS 传输模块向数据采集控制器发 送接收应。
30、答。 0046 本发明提供的高压单芯电缆护层接地在线监测装置及控制方法具有以下优点 ： 0047 （一） 安全可靠 说 明 书 CN 103344885 A 7 4/7 页 8 0048 通过接地电流监测值与计算值的比较， 实现对接地系统故障的诊断， 为高压电缆 的运行监测提供理论依据和参考数据， 以降低电缆事故风险， 提高城市电网运行的安全可 靠性， 将电缆接地装置被破坏的机率降到最低。 0049 （二） 现场适用性强 0050 适用于不同接地方式、 安装位置、 类型的接地箱， 具有普遍的适用性， 操作方便， 安 装简便。 0051 （三） 方便快捷 0052 使电缆终端塔接地系统成本大大降。
31、低， 缩短检测周期， 节约人力、 物力。 附图说明 0053 图 1 为本发明提供的高压单芯电缆护层接地在线监测装置组成示意图。 0054 图 2 为本发明提供的高压单芯电缆护层接地在线监测装置所采用的电流采集控 制流程框图。 0055 图 3 为本发明提供的高压单芯电缆护层接地在线监测装置所采用的温度采集控 制流程框图。 0056 图 4 为本发明提供的高压单芯电缆护层接地在线监测装置所采用的数据发送控 制流程框图。 具体实施方式 0057 下面结合附图和具体实施例对本发明提供的高压单芯电缆护层接地在线监测装 置及控制方法进行详细说明。 0058 如图 1 所示， 本发明提供的高压单芯电缆护。
32、层接地在线监测装置包括 ： A 相电流互 感器 CTA、 B 相电流互感器 CTB、 C 相电流互感器 CTC、 A 相温度传感器 TA、 B 相温度传感器 TB、 C 相温度传感器 TC、 数据采集控制器 1、 GPRS 数据传输模块 2 和监测设备 3 ； 其中 ： A 相 电流互感器 CTA、 B 相电流互感器 CTB 和 C 相电流互感器 CTC 分别安装在 A、 B、 C 三相单芯 电缆的护套接地层地线上 ； A 相温度传感器 TA、 B 相温度传感器 TB、 C 相温度传感器 TC 分别 安装在 A、 B、 C 三相单芯电缆的护套接地层地线端子上 ； 0059 数据采集控制器 1 。
33、为电流互感器和温度传感器的数据采集控制器， 其三个输入端 分别与 A 相电流互感器 CTA、 B 相电流互感器 CTB 和 C 相电流互感器 CTC 相连接， 另外三个 输入端分别与 A 相温度传感器 TA、 B 相温度传感器 TB 和 C 相温度传感器 TC 相连接， 输出端 与 GPRS 数据传输模块 2 相连接 ； 0060 GPRS 数据传输模块 2 为 DTU 无线数据传输单元， 其通过无线的方式与监测设备 3 相连接 ； 0061 监测设备 3 为用户监测装置， 其包括设置在电网监控中心的监测计算机和手机终 端。 0062 所述的数据采集控制器 1 主要由微控制器、 数据存储器和输。
34、入采集电路构成， 其 具有数据采集、 数据存储和数据运算处理的能力。 0063 所述的数据采集控制器 1 配有工作电源， 工作电源的型号为 LXZK-140-100/5。 0064 所述的 A 相电流互感器 CTA、 B 相电流互感器 CTB 和 C 相电流互感器 CTC 的型号 说 明 书 CN 103344885 A 8 5/7 页 9 为 LDZC-10-100/5， A 相温度传感器 TA、 B 相温度传感器 TB 和 C 相温度传感器 TC 的型号为 TYC2000AT， GPRS 数据传输模块 2 的型号为 GPRS-DTU（WG-1010） 。 0065 所述的高压单芯电缆护层接。
35、地在线监测装置的工作电源采用如下三种方式之一 ： a、 蓄电池供电方式 ； b、 采集电网的感应电能 ； c、 太阳能电池供电方式 ； 其中以太阳能供电 方式较为经济实用。 0066 本发明提供的高压单芯电缆护层接地在线监测装置所采用的控制方法主要包括 电流采集控制流程、 温度采集控制流程和定时上传控制流程 ； 其中 ： 电流采集控制流程根 据电流采集时间间隔定时触发， 温度采集控制流程根据温度采集时间间隔定时触发， 定时 上传控制流程根据定时上传时间间隔定时触发。 0067 如图 2 所示， 本发明提供的高压单芯电缆护层接地在线监测装置所采用的电流采 集控制流程包括按顺序执行的下列步骤 ： 。
36、0068 步骤一， 采集电流值的 S101 阶段 ： 分别通过三个相电流互感器 CTA、 CTB、 CTC 采集 三条接地线上的电流值 ； 0069 步骤二， 建立电流值序列的 S102 阶段 ： 分相存贮三条接地线上的电流值， 组成三 相接地电流值的时间序列 ； 0070 步骤三， 滤波、 储存计算值的S103阶段 ： 针对S102阶段产生的电流值序列， 进行数 字滤波， 得到当前各相接地电流的计算值， 并将其写入采集数据存储器 ； 0071 步骤四， 判断单相电流是否正常的 S104 阶段 ： 根据接地电流计算值判断所对应的 单相接地电流是否正常， 如果判断结果为 “是” ， 则进入下一步。
37、 S105 阶段， 否则下一步进入 S106 阶段 ； 0072 步骤五， 判断三相电流是否正常的 S105 阶段 ： 根据当前的三相接地电流计算值判 断三条接地线的三相接地电流是否正常， 如果判断结果为 “是” ， 则退出流程， 本次采集至此 结束 ； 否则下一步进入 S106 阶段 ； 0073 步骤六， 实时报警的 S106 阶段 ： 将实时报警数据写入到报警数据缓冲区， 置位实 时上传标志位， 启动数据发送控制流程 ； 本次采集至此结束。 0074 如图 3 所示， 本发明提供的高压单芯电缆护层接地在线监测装置所采用的温度采 集控制流程包括按顺序执行的下列步骤 ： 0075 步骤一， 。
38、采集温度值的 S201 阶段 ： 分别通过安装在三相接地线上的三个温度互感 器 TA、 TB、 TC 采集三条接地线上的温度值 ； 0076 步骤二， 建立温度值序列的 S202 阶段 ： 分相存贮三条接地线上的温度值， 组成三 相接地线温度值的时间序列 ； 0077 步骤三， 滤波、 储存计算值的S203阶段 ： 针对S202阶段产生的温度值序列， 进行数 字滤波， 得到当前各相接地线温度的计算值， 并将其写入采集数据存储器 ； 0078 步骤四， 判断单相温度是否正常的 S204 阶段 ： 根据接地线温度计算值判断所对应 的单相接地线温度是否正常， 如果判断结果为 “是” ， 则进入下一步。
39、 S205 阶段， 否则下一步 进入 S206 阶段 ； 0079 步骤五， 判断三单相温度是否正常的 S205 阶段 ： 根据当前的三相接地温度计算值 判断三条接地线的三相接地温度是否正常， 如果判断结果为 “是” ， 则退出流程， 本次采集至 此结束 ； 否则下一步进入 S206 阶段 ； 说 明 书 CN 103344885 A 9 6/7 页 10 0080 步骤六， 实时报警的 S206 阶段 ： 将实时报警数据写入到报警数据缓冲区， 置位实 时上传志位， 启动数据发送控制流程 ； 本次采集至此结束。 0081 所述的数据发送控制流程为数据采集控制器 1 中微控制器根据设定的通信间隔。
40、 时间， 定时触发的通信流程 ； 如图 4 所示， 所述的数据发送控制流程包括按顺序执行的下列 步骤 ： 0082 步骤一、 判断实时上传标志是否置位的 S301 阶段 ： 判断发送标志是否已经被置 位， 如果判断结果为 “是” ， 则进入下一步 S303 阶段 ； 否则进入下一步 S302 阶段 ； 0083 步骤二、 判断定时上传时间是否到时的 S302 阶段 ： 判断设定的定时上传时间是否 已经到时， 如果判断结果为 “是” ， 则进入下一步 S303 阶段 ； 否则退出流程， 结束本次操作 ； 0084 步骤三、 组建上传数据包的 S303 阶段 ： 从报警数据缓冲区中提取发送数据， 。
41、组成 完整的上传数据包， 然后进入下一步 S305 阶段 ； 0085 步骤四、 组建上传数据包的 S304 阶段 ： 从采集数据存储区中提取采集数据， 组成 完整的上传数据包， 然后下一步进入 S305 阶段 ； 0086 步骤五、 判断是否为首次发送的 S305 阶段 ： 根据发送计数器的计数值是否为零， 判断本次发送是否为首次发送， 如果判断结果为 “是” ， 则下一步进入 S309 阶段 ； 否则进入 下一步 S306 阶段 ； 0087 步骤六、 判断是否收到接收应答的 S306 阶段 ： 根据接收应答标志是否置位， 判断 当前是否已收到接收方发出的接收应答， 即针对于之前所发送的上。
42、传数据包的接收应答 ； 如果判断结果为 “是” ， 则下一步进入 S310 阶段 ； 否则进入下一步 S307 阶段 ； 0088 步骤七、 判断发送次数是否超标的 S307 阶段 ： 根据发送计数器的计数值， 判断连 续发送的次数是否已经超出规定的次数， 如果判断结果为 “是” ， 则下一步进入 S311 阶段 ； 否则进入下一步 S308 阶段 ； 0089 步骤八、 发送计数器 +1 的 S308 阶段 ： 将发送计数器的计数值做加 1 处理， 然后进 入 S312 阶段 ； 0090 步骤九、 发送计数器 =1 的 S309 阶段 ： 令发送计数器的计数值做等于 1， 然后进入 S31。
43、2 阶段 ； 0091 步骤十、 清除发送标志， 发送计数器=0的S310阶段 ： 收到接收方所发送接收应答， 说明前次所发送的上传数据包已经发送成功 ； 清除发送标志位， 令发送计数器的计数值等 于 0， 然后退出流程， 结束本次操作 ； 0092 步骤十一、 发送故障处理的 S311 阶段 ： 置位发送故障标志位， 启动发送故障处理 流程， 然后退出本流程 ； 0093 步骤十二、 发送上传数据包的 S312 阶段 ： 将上传数据包传送给 GPRS 传输模块 2， 并同时发送数据上传输命令， 通过 GPRS 传输模块 2 向远端的监测设备 3 发送上传数据包， 整个数据发送控制流程至此结束。
44、。 0094 所述的监测设备 3 在接收到数据采集控制器 1 所发送到上传数据包后， 将通过 GPRS 传输模块 2 向数据采集控制器 1 发送接收应答。 0095 本发明提供的高压单芯电缆护层接地在线监测装置在工作时， 数据采集控制器 1 通过三个电流互感器和三个温度传感器连续采集并存储三条接地线上的电流值和温度值， 并判断其是否正常， 如果发现异常， 则立即通过 GPRS 传输模块 2 向远端的监测设备 3 发送 说 明 书 CN 103344885 A 10 7/7 页 11 实时报警上传信息 ； 如果未出现异常， 则继续采集， 直至到达规定的定时上传时间后， 再通 过 GPRS 传输模。
45、块 2 向远端的监测设备 3 发送定时上传信息 ； 监测设备 3 在每收到一个上传 信息后， 会向发送方回发一应答信息， 数据采集控制器控制 1 在发送完一个上传信息后， 必 须收到接收方的应答信息， 才算完成此次发送， 否则继续发送， 直至收到应答信息 ； 当连续 发送的次数超过规定值时， 则说明存在通信故障， 此时数据采集控制器 1 将停止发送， 进入 故障处理流程 ； 如上所述， 本发明提供的高压单芯电缆护层接地在线监测装置的控制方法 引入了上传信息和接收应答的双向通信方式， 提高了通信的可靠性， 避免了上传信息丢失 现象的发生。 0096 本发明提供的高压单芯电缆护层接地在线监测装置，。
46、 利用电流互感器和温度传感 器对电缆护层接地电流及接地线温度进行实时采集， 然后定时 ( 时间间隔可任意设定 ) 以 无线的方式将采集到的数据上传到监测设备3。 同时也具有实时报警模式， 即当采集到的数 据值超过规定的阈值时立刻将报警数据传输到监测设备 3。 0097 本装置能够提供 GPRS/CDMA/3G 无线数据传输方式， 既可配合手机终端使用， 也可 以配合软件平台使用。 0098 监测设备 3 中的监测计算机在接收到电流采集数据后， 通过软件将采集到的数据 与理论数据相比较， 查看电缆的运行状态。通过数值的直观反映来判断测量地点电缆的接 地电流情况及故障类型。 0099 在本装置的安。
47、装使用过程中， 我们选取了 110KV 高压电缆阳漳一线， 电缆护套材 质为铝护套， 内外径分别为107mm、 111mm。 并现场对电缆参数和排列情况及电缆线芯负荷进 行了实地测量， 包括电缆段长、 各相间距等等。 并考虑到实际工程电缆敷设均采用电缆蛇形 排列方式， 所以电缆实际段长需倍乘 1.05 的常数。 0100 在线监测与现场采集实验结果对比如下表所示 ： 0101 0102 通过对比可以得出， 现场采集到的结果与在线监测结果大致相近， 在误差允许范 围内， 本监测装置有效可靠， 并大幅度地减少了所需的人力物力。 0103 本发明提供的高压单芯电缆护层接地在线监测装置及控制方法在使用。
48、中取得了 显著的效果 ： 0104 1、 解决了每年两次进行的护层接地电流测试所需要的人工、 时间以及测试过程中 的安全问题。 0105 2、 最重要的是在高压电缆护层接地系统失去保护作用 （损坏、 被盗等） 时能及时发 现， 并发出预警， 防止电缆主绝缘受到损伤造成停电事故， 起到实时监测的作用。 说 明 书 CN 103344885 A 11 1/4 页 12 图 1 说 明 书 附 图 CN 103344885 A 12 2/4 页 13 图 2 说 明 书 附 图 CN 103344885 A 13 3/4 页 14 图 3 说 明 书 附 图 CN 103344885 A 14 4/4 页 15 图 4 说 明 书 附 图 CN 103344885 A 15 。