基于ptc的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置,包括保護部分和監(jiān)測部分，保護部分為過流保護器，監(jiān)測部分包括處理器芯片和電源模塊，處理器芯片和電源模塊分別與無線通信模塊、GPS模塊、電纜頭絕緣層溫度采集模塊、接地線感應(yīng)電流采集模塊、接地線感應(yīng)電壓采集模塊、顯示模塊、鍵盤輸入模塊連接，接地線感應(yīng)電流采集模塊、接地線感應(yīng)電壓采集模塊分別與電流感應(yīng)器、電壓感應(yīng)器連接，電力電纜金屬層接地線穿過電流感應(yīng)器，過流保護器與電力電纜金屬層接地線連接，電壓感應(yīng)器并聯(lián)于過流保護器兩端。通過加裝本裝置，能夠在流過電力電纜接地線的電流過大時，保護電纜不受地回流的影響；并及時了解電纜狀況，保障電力電纜的正常運行。
【專利說明】
基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于電力系統(tǒng)供電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]依據(jù)GB 50217-2007((電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》中4.I.9_4.I.11中要求，電力電纜金屬層需要接地，隨著電氣化鐵路的快速發(fā)展以及高鐵的普及，臨近鐵路鋪設(shè)的電力電纜經(jīng)常發(fā)生燒毀事故，已引起了相關(guān)管理部門的高度重視和廣泛關(guān)注。通過查閱相關(guān)文獻和現(xiàn)場事故分析，其主要原因是接觸網(wǎng)地回流流過電纜金屬層接地線使電纜金屬層與大地形成回路，過大的地回流造成電纜頭溫度上升，長時間處于該狀態(tài)下使電纜絕緣熱擊穿，最終導(dǎo)致電纜燒毀。但是，臨近鐵路鋪設(shè)的電纜多在偏遠地區(qū)，無法保證經(jīng)常有工作人員檢查電纜狀況，所以往往只有當(dāng)事故發(fā)生時才著手解決，無法提前將隱患解除。
[0003]因此，目前對于臨近鐵路鋪設(shè)的電纜的監(jiān)測和保護還相對比較欠缺。在電纜燒毀時才到實地更換電纜插拔頭，不僅耗費了大量的人力物力，而且還無法滿足如今電力行業(yè)的高效性、經(jīng)濟性、穩(wěn)定性和安全性。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置，解決了因接觸網(wǎng)地回流過大造成的鋪設(shè)在臨近鐵路的電力電纜燒毀問題。
[0005]本實用新型所采用的技術(shù)方案是，基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置，包括保護部分和監(jiān)測部分，保護部分為過流保護器，監(jiān)測部分包括處理器芯片和電源模塊，處理器芯片和電源模塊分別與無線通信模塊、GPS模塊、電纜頭絕緣層溫度采集模塊、接地線感應(yīng)電流采集模塊、接地線感應(yīng)電壓采集模塊、顯示模塊、鍵盤輸入模塊連接，接地線感應(yīng)電流采集模塊、接地線感應(yīng)電壓采集模塊分別與電流感應(yīng)器、電壓感應(yīng)器連接，電力電纜金屬層接地線穿過電流互感器，過流保護器與電力電纜金屬層接地線連接，電壓感應(yīng)器并聯(lián)于過流保護器兩端。
[0006]本實用新型的特點還在于，
[0007]過流保護器包括中空的外層保護套，外層保護套內(nèi)設(shè)置有PTC，PTC兩端分別連接有接頭，接頭伸出外層保護套外，接頭伸出端分別與電壓感應(yīng)器和電力電纜金屬層接地線連接。
[0008]處理器芯片為ATmegal280單片機。
[0009]無線通信模塊型號為TR800。
[0010]GPS 模塊型號為 U-BL0X6。
[0011]電纜頭絕緣層溫度采集模塊型號為PT100。
[0012]接地線感應(yīng)電流采集模塊和接地線感應(yīng)電壓采集模塊型號AD736。
[0013]顯示模塊型號為KM12232B，鍵盤輸入模塊型號為FPC-10。
[0014]電源模塊型號為LM2596S-ADJ。
[0015]PTC型號為 WH-30。
[0016]本實用新型的有益效果是，通過對臨近鐵路的電力電纜頭處加裝基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置，能夠在流過電力電纜金屬層接地線的電流過大時進行過流保護，使電力電纜金屬層接地線由雙端接地變成單端接地，保護電纜不受地回流的影響；同時，可定時將每日電纜正常運行時的狀態(tài)信息以及當(dāng)電纜頭的溫度、接地線電流或電壓任意一個長時間超出額定值時的告警信息，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)(GPRS/GSM)發(fā)送給生產(chǎn)調(diào)度信息收集裝置以及指定的相關(guān)工作人員的手機，工作人員根據(jù)接收到的告警短信中的GPS信息到對應(yīng)地點檢查電纜頭絕緣是否有老化、積碳或過流保護器損壞等，從而實時快速的實現(xiàn)對電纜的監(jiān)測和保護，保障了電力電纜的正常運行。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實用新型基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置的過流保護器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本實用新型基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置示意圖安裝示意圖；
[0020]圖4是本實用新型基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置的保護部分流程圖；
[0021]圖5是本實用新型基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置的監(jiān)測部分信息傳輸圖。
[0022]圖中，1.處理器芯片，2.無線通信模塊，3.GPS模塊，4.電纜頭絕緣層溫度采集模塊，5.接地線感應(yīng)電流采集模塊，6.接地線感應(yīng)電壓采集模塊，7.顯示模塊，8.鍵盤輸入模塊，9.電源模塊，10.過流保護器，11.電流互感器，12.電壓互感器，13.電力電纜金屬層接地線，14.PTC，15.接頭，16.外層保護套。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0024]本實用新型基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括保護部分和監(jiān)測部分，保護部分為過流保護器10，所述監(jiān)測部分包括處理器芯片I和電源模塊9，處理器芯片I和電源模塊9分別與無線通信模塊2、GPS模塊3、電纜頭絕緣層溫度采集模塊4、接地線感應(yīng)電流采集模塊5、接地線感應(yīng)電壓采集模塊6、顯示模塊7、鍵盤輸入模塊8連接，接地線感應(yīng)電流采集模塊5、接地線感應(yīng)電壓采集模塊6分別與電流感應(yīng)器11、電壓感應(yīng)器12連接，電力電纜金屬層接地線13穿過電流感應(yīng)器11，過流保護器10與電力電纜金屬層接地線13連接，電壓感應(yīng)器12并聯(lián)于過流保護器10兩端。
[0025]其中過流保護器10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖2所示，包括中空的外層保護套16，外層保護套16內(nèi)設(shè)置有PTC14，PTC14兩端分別連接有接頭15，接頭15伸出外層保護套16外，接頭15伸出端分別與電壓感應(yīng)器12和電力電纜金屬層接地線13連接。
[0026]處理器芯片I為ATmegal280單片機;無線通信模塊2型號為TR800;GPS模塊3型號為U-BL0X6;電纜頭絕緣層溫度采集模塊4為溫度傳感器，型號為PT100;接地線感應(yīng)電流采集模塊5和接地線感應(yīng)電壓采集模塊6型號為AD736;顯示模塊7型號為KM12232B;電源模塊9型號為LM2596S-ADJ;鍵盤輸入模塊9型號為FPC-10;PTC14型號為WH-30。
[0027]使用時，如圖3所示，將電纜頭絕緣層溫度采集模塊4固定于電纜頭的絕緣處，將電纜該頭端的電力電纜金屬層接地線13穿過電流互感器11，然后將流保護器10與該電力電纜金屬層接地線13串聯(lián)，并將電壓感應(yīng)器12并聯(lián)于過流保護器10兩端。裝置的保護工作過程，如圖4所示，當(dāng)流過過流保護器的電流大于額定值時，過流保護器10自動斷開，使電纜由雙端接地變成單端接地;待電流小于額定值時，電纜恢復(fù)雙端接地。流過PTC14的電流大于額定值時PTC14呈高阻態(tài)，使接有過流保護器的接地線斷開，待電流減小時PTC14恢復(fù)使接有過流保護器的接地線閉合;電流感應(yīng)器11可將流過接地線的大電流轉(zhuǎn)換成0-5A之間的可供單片機采集的電流;電壓感應(yīng)器12可在電纜單端接地時用來將電纜金屬層較大的感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換成0-5V可供單片機采集的電壓。PTC14的數(shù)量可根據(jù)實際監(jiān)測電纜的額定載流情況進行設(shè)置。PTC14懸空設(shè)置于外層保護套16內(nèi)，使PTC14能夠散熱良好。
[0028]本實用新型基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置的監(jiān)測部分工作過程，如圖5所示，通過鍵盤輸入模塊8的鍵盤設(shè)定接收信息的多個手機號碼及電纜頭處額定溫度、接地線電流和電壓值，并將信息存儲在EEPROM中(也可以不更改原設(shè)定值)；電纜頭絕緣層溫度采集模塊4、接地線感應(yīng)電流采集模塊5和接地線感應(yīng)電壓采集模塊6每隔一定時間將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給處理器芯片I，并且將采集到的數(shù)據(jù)實時顯示在顯示模塊7上；當(dāng)所采集到的數(shù)據(jù)超過額定值時，處理器芯片I驅(qū)動GPS模塊3采集位置信息，并將信息傳輸給處理器芯片
I。處理器芯片I從EEPROM中讀取預(yù)先設(shè)置好的多個電話號碼，驅(qū)動無線通信模塊2將包含位置信息的電纜頭狀態(tài)短信或電纜頭狀態(tài)超出設(shè)定值的告警短信通過GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到已設(shè)定手機號碼的手機或調(diào)度端信息收集裝置上。
[0029]可根據(jù)安裝環(huán)境選擇電源類型，以及監(jiān)測裝置的安放位置，如在箱式變電站中使用，則將監(jiān)測裝置放置于箱變的低壓室內(nèi)。
[0030]在臨近鐵路的電力電纜配電箱(柜)內(nèi)安裝本裝置，能夠有效減少因接地線中電流過大對電纜的影響，并實時收集每日電纜的狀態(tài)信息供工作人員參考，方便遠程監(jiān)控電纜頭的狀態(tài)。工作人員在接收到相關(guān)信息后，將電纜的狀態(tài)信息匯總，根據(jù)數(shù)據(jù)制定檢查電纜狀況計劃表，還可以參考這些信息來判斷電纜的壽命。
【主權(quán)項】
1.基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置，其特征在于，包括保護部分和監(jiān)測部分，所述保護部分為過流保護器(10)，所述監(jiān)測部分包括處理器芯片(I)和電源模塊(9)，處理器芯片(I)和電源模塊(9)分別與無線通信模塊(2)、GPS模塊(3)、電纜頭絕緣層溫度采集模塊(4)、接地線感應(yīng)電流采集模塊(5)、接地線感應(yīng)電壓采集模塊(6)、顯示模塊(7)、鍵盤輸入模塊(8)連接，接地線感應(yīng)電流采集模塊(5)、接地線感應(yīng)電壓采集模塊(6)分別與電流感應(yīng)器(11)、電壓感應(yīng)器(12)連接，電力電纜金屬層接地線(13)穿過電流感應(yīng)器(11)，過流保護器(10)與電力電纜金屬層接地線(13)連接，電壓感應(yīng)器(12)并聯(lián)于過流保護器(10)兩端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置，其特征在于，所述過流保護器(10)包括中空的外層保護套(16)，外層保護套(16)內(nèi)設(shè)置有PTC(14)，PTC(14)兩端分別連接有接頭(15)，接頭(15)伸出外層保護套(I 6)外，接頭(I 5)伸出端分別與電壓感應(yīng)器(12)和電力電纜金屬層接地線(13)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置，其特征在于，所述處理器芯片(I)為ATmegal 280單片機。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置，其特征在于，所述無線通信模塊(2)型號為TR800。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置，其特征在于，所述GPS模塊(3)型號為U-BLOX6。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置，其特征在于，所述電纜頭絕緣層溫度采集模塊(4)型號為PT100。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置，其特征在于，所述接地線感應(yīng)電流采集模塊(5)和接地線感應(yīng)電壓采集模塊(6)型號AD736。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置，其特征在于，所述顯示模塊(7)型號為KM12232B，鍵盤輸入模塊(8)型號為FPC-10。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置，其特征在于，所述電源模塊(9)型號為LM2596S-ADJ。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PTC的電纜頭發(fā)熱監(jiān)測保護裝置，其特征在于，所述PTC(14)型號為 WH-30。
【文檔編號】G01K7/18GK205506253SQ201620151542
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月29日
【發(fā)明人】劉家軍, 苑正陽, 韓斌, 劉益瑾, 熊磊, 汪洪亮
【申請人】西安理工大學(xué)