一种高压电缆护层环流监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种高压电缆护层环流监测装置，包括取电单元、采集单元、汇聚单元、传输单元，其中取电单元采用开合式CT，实现自取电；采集单元采用模数转换技术实现工频电流采集；汇聚单元能够形成多点之间搭建中继方式远距离数据传输，并对数据进行统一封装和存储；传输单元采用无线传输技术实现采集单元与汇聚单元的通信。本发明专利技术实现一种不需要外部供电且无需供电的电流监测装置，用于满足各种复杂环境下的高压电缆护层环境监测。

【技术实现步骤摘要】
一种高压电缆护层环流监测装置
本技术涉及高压电缆监测
，特别涉及一种高压电缆护层环流监测装置。
技术介绍
高压电缆护层环流监测目前作为电缆运维监测的一项重要指标，现阶段多采用人工监测方式和在线监测方式两种，人工监测需要定期进行人工巡检不能实时获取接地电缆状态值，在线监测主要是采用外部供电方式，保证实时监测护层电流值，但是由于电缆安装及运行环境较为复杂，很多地方无法实现人工监测和外部进行供电及布线，这样就导致护层电流无法进行监测获取，因此需要一种不需要外部供电且无需供电的电流监测装置，用于满足各种复杂环境下的高压电缆护层环境监测装置。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述传统技术的不足之处，提供一种高压电缆护层环流监测装置。为克服上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种高压电缆护层环流监测装置，包括：取电单元、采集单元、汇聚单元和传输单元；所述取电单元给所述采集单元、汇聚单元和传输单元供电；所述采集单元将采集的电流信号进行处理后通过无线技术传输给汇聚单元；所述汇聚单元对所有采集的数据进行汇总，并进行统一封装和寄存器存储，防止掉电丢失；所述传输单元实现采集单元和汇聚单元的无线传输通信。所述取电单元包括取电CT、TVS保护、整流桥与泄能电路、泄能控制、储能电路、输出电压监视及LDO稳压电路。所述取电CT通过开合式CT，当电流达到3.5A时，启动取电电路，进行设备取电，从而无需外部供电。所述整流桥与泄能电路包括：半控整流桥电路和直流电压限幅保护电路，实现整流与直流电压限幅保护；所述直流电压限幅保护电路由电压比较器和分立器件搭建的RS触发器组成，实现滞回逻辑控制。所述滞回逻辑控制为当直流电压上升到5V，闭合MOSFET，使得直流电压开始下降，下降到4V后断开MOSFET，直流电压开始下降。从所述5V到所述4V具有1V的滞回带宽，在大电流情况下降低MOSFET开关频率。所述滞回逻辑控制由推挽电路驱动MOSFET输出。所述输出电压监视及LDO稳压电路，对电容两端电压进行监视，当电容电压高于3.8V，使能LDO输出3.3V，当电压又下降到3.36V时禁止LDO输出，用以有效防止电量不足引起电路频繁重启。所述采集单元采用环流采集电路，将测量CT输出电流经过1ohm采样电阻实现I/V转换，再输入真有效值转换芯片，输出线性比例的直流电压，然后根据采集的直流电压计算出被测电流大小，实现电流的采集。所述环流采集电路主电源轨为3.3V，模拟部分由负电荷泵提供-3.3V电源轨。所述汇聚单元在各个监测终端之间搭建中继器方式实现远距离数据传输；所述中继器主电源轨为3.3V，最后通过TCP/IP网络协议方式传输至PC端软件进行解析展示。与现有技术相比较，本技术的有益效果是：本技术的采用开合式CT技术实现整个装置的自取电，并采用模数转换技术实现工频电流采集，在多点之间搭建中继方式实现远距离数据传输。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明：图1为本技术一种高压电缆护层环流监测装置整体结构示意图；图2为本技术实施例中取电单元原理图；图3为本技术实施例中整流泄能电路；图4为本技术实施例中输出电压监视与LDO稳压电路；图5为本技术实施例中采集单元原理图；图6为本技术实施例中中继器硬件原理图。具体实施方式如图1可知：本实施例中一种高压电缆护层环流监测装置，包括：取电单元、采集单元、汇聚单元和传输单元；所述取电单元给所述采集单元、汇聚单元和传输单元供电；所述采集单元将采集的电流信号进行处理后通过无线技术传输给汇聚单元；所述汇聚单元对所有采集的数据进行汇总，并进行统一封装和寄存器存储，防止掉电丢失；所述传输单元实现采集单元和汇聚单元的无线传输通信。本实施例中所述取电单元原理如图2所示，包括取电CT、TVS保护、整流桥与泄能电路、泄能控制、储能电路、输出电压监视及LDO稳压电路。所述取电CT通过开合式CT，当电流达到3.5A时，启动取电电路，进行设备取电，从而无需外部供电。本实施例中所述整流桥与泄能电路如图3所示，包括：半控整流桥电路和直流电压限幅保护电路，实现整流与直流电压限幅保护；所述直流电压限幅保护电路由电压比较器TLV3012及TLV3491和分立器件SN75LVC1G00搭建的RS触发器组成，实现滞回逻辑控制。所述滞回逻辑控制为当直流电压上升到5V，闭合MOSFET，使得直流电压开始下降，下降到4V后断开MOSFET，直流电压开始下降。从所述5V到所述4V具有1V的滞回带宽，在大电流情况下降低MOSFET开关频率。所述滞回逻辑控制由推挽电路驱动MOSFET输出。本实施例中所述输出电压监视及LDO稳压电路如图4所示，对电容两端电压进行监视，当电容电压高于3.8V，使能LDO输出3.3V，当电压又下降到3.36V时禁止LDO输出；所述输出电压监视及LDO稳压电路在一次电流较小，电容充电速度较慢时，用以有效防止电量不足引起电路频繁重启。本实施例中所述采集单元采用环流采集电路如图5所示，将测量CT输出电流经过1ohm采样电阻实现I/V转换，再输入真有效值转换芯片AD736，输出线性比例的直流电压，然后MCU（MSP430F2132）通过I2C接口控制ADS1015根据采集的直流电压计算出被测电流大小，实现电流的采集。通过所述传输单元将信息传递给所述汇聚单元。为降低模拟部分功耗，采用负载开关控制给电。所述环流采集电路主电源轨为3.3V，模拟部分由负电荷泵提供-3.3V电源轨。本实施例中所述汇聚单元在各个监测终端之间搭建中继器方式实现远距离数据传输；所述中继器电路如图6所示，其主电源轨为3.3V，无线数传模块E19-433MS100，最大发射功率100mW，spi通信接口，频段410-441MHz，频率、空中速率程序可调，默认433MHz、1200bps。采用5W数传电台E32-DTU，RS232/485接口，频段425-450MHz，空旷地带最大传输距离20km@2.4kbps。所述中继器能够实现对各个监测终端即采集单元采集的数据信息进行汇聚，并将汇聚后的数据进行封装，存器在寄存器中防止数据掉电流失，最后通过TCP/IP网络协议方式传输至PC端软件进行解析展示，通过日曲线、周曲线、月曲线、年曲线方式进行历史数据分析，可视化图形界面展示电流变化值，从而实现电缆状态变化监测。如图5、6所示，采集单元及汇聚单元传输方式采用LoRa无线通信协议，由无线模块将数据上传给中继器，发送与接收模块均为Cdebyte100mW无线模块E19-433MS100。所述传输单元可以建立中继，实现远距离传输。数据传输过程中采用CRC冗余校验和MD5加密算法，确保数据有效性和安全性。本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压电缆护层环流监测装置，其特征是，包括：取电单元、采集单元、汇聚单元和传输单元；所述取电单元给所述采集单元、汇聚单元和传输单元供电；所述采集单元将采集的电流信号进行处理后通过无线技术传输给汇聚单元；所述汇聚单元对所有采集的数据进行汇总，并进行统一封装和寄存器存储，防止掉电丢失；所述传输单元实现采集单元和汇聚单元的无线传输通信。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压电缆护层环流监测装置，其特征是，包括：取电单元、采集单元、汇聚单元和传输单元；所述取电单元给所述采集单元、汇聚单元和传输单元供电；所述采集单元将采集的电流信号进行处理后通过无线技术传输给汇聚单元；所述汇聚单元对所有采集的数据进行汇总，并进行统一封装和寄存器存储，防止掉电丢失；所述传输单元实现采集单元和汇聚单元的无线传输通信。


2.根据权利要求1所述的高压电缆护层环流监测装置，其特征是，所述取电单元包括取电CT、TVS保护、整流桥与泄能电路、泄能控制、储能电路、输出电压监视及LDO稳压电路。


3.根据权利要求2所述的高压电缆护层环流监测装置，其特征是，所述取电CT通过开合式CT，当电流达到3.5A时，启动取电电路，进行设备取电，从而无需外部供电。


4.根据权利要求2或3所述的高压电缆护层环流监测装置，其特征是，所述整流桥与泄能电路包括：半控整流桥电路和直流电压限幅保护电路，实现整流与直流电压限幅保护；所述直流电压限幅保护电路由电压比较器和分立器件搭建的RS触发器组成，实现滞回逻辑控制。


5.根据权利要求4所述的高压电缆护层环流监测装置，其特征是，所述滞回逻辑控制为当直流电压上升到5V，闭合MOSFET，使得直流电压开始下降，下降到4V后断开MOSFET，直流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志强，王振浩，丁镇，王朝斌，
申请(专利权)人：吉林省龙波电气技术有限公司，
类型：新型
国别省市：吉林;22