輸電線路智能接地箱技術(shù)方案書(shū)
110kV及以上單芯電纜的金屬護(hù)層一般采用交叉互聯(lián)雙端接地或單端直接接地的運(yùn)行方式。正常情況下金屬護(hù)層對(duì)地只有幾十伏的感應(yīng)電壓，幾安到十幾安的感應(yīng)電流，電力電纜多采用固體絕緣的電纜，引起電纜發(fā)生劣化的原因較多，有電劣化、熱劣化，化學(xué)劣化、機(jī)械劣化，失竊等，對(duì)于高壓電纜（110kV及以上），其屏蔽層只能單點(diǎn)接地，如果電纜護(hù)套因化學(xué)、機(jī)械甚至鼠蟲(chóng)害等發(fā)生損壞而多點(diǎn)接地，金屬護(hù)套對(duì)地環(huán)流就會(huì)上升至很危險(xiǎn)的數(shù)值。一旦電纜接地系統(tǒng)遭到破壞，金屬護(hù)套的電壓將由正常運(yùn)行時(shí)的工頻感應(yīng)電壓變?yōu)閼腋‰妷骸．?dāng)電纜金屬護(hù)層上的懸浮電壓將會(huì)上升到電纜外護(hù)套工頻耐壓容許值之上，在這種情況下將導(dǎo)致外護(hù)套擊穿或護(hù)層保護(hù)器燒毀，更嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致電纜主絕緣擊穿等安全隱患。而電纜運(yùn)行管理一般采取人工周期巡視的方式，難以預(yù)防此類事件的發(fā)生，必須利用科學(xué)手段，采取行之有效的防范措施。
目前，高壓電纜金屬護(hù)套環(huán)流檢測(cè)是主網(wǎng)電纜線路日常運(yùn)行維護(hù)的一項(xiàng)重要技術(shù)檢測(cè)工作。現(xiàn)有傳統(tǒng)模式的接地環(huán)流技術(shù)檢測(cè)工作，主要靠依賴運(yùn)行人員持鉗型電流表人工測(cè)量的方式、季度檢測(cè)的周期進(jìn)行，不能有效、實(shí)時(shí)的反應(yīng)接地環(huán)流，不便于進(jìn)行主網(wǎng)電纜線路的健康水平監(jiān)測(cè) 。因此需要建立一套既防盜，又能實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)來(lái)解決目前電力電纜實(shí)時(shí)運(yùn)行中的電纜環(huán)流、電纜護(hù)層電壓、電纜溫度、設(shè)備安全問(wèn)題。根據(jù)上述的現(xiàn)狀需求，我公司研發(fā)生產(chǎn)的智能型高壓電纜接地箱，內(nèi)置一套高壓電纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，來(lái)監(jiān)測(cè)接地環(huán)流的狀況，監(jiān)測(cè)電纜中間接頭的絕緣狀況，以確保電力電纜安全運(yùn)行。
高壓電纜與智能型高壓電纜接地箱分布范圍較廣，要想實(shí)現(xiàn)高效的管理必須有組成一個(gè)系統(tǒng)，做到真正的實(shí)時(shí)監(jiān)控，減少管理人工和運(yùn)維成本。
本系統(tǒng)采用二級(jí)架構(gòu)，分為監(jiān)控中心和遠(yuǎn)端采集。其中遠(yuǎn)端采集器負(fù)責(zé)信息的采集和預(yù)處理，將電流和電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳送。監(jiān)控中心負(fù)責(zé)所轄區(qū)域內(nèi)遠(yuǎn)端采集器上傳信號(hào)的處理，并將告警信息傳遞給相關(guān)維護(hù)人員，同時(shí)負(fù)責(zé)該區(qū)域內(nèi)相關(guān)信息的處理與統(tǒng)計(jì)。監(jiān)控中心將根據(jù)需要設(shè)立，主要負(fù)責(zé)前端信息的匯總與處理，為電力電纜的統(tǒng)一管理提供必要的信息和決策依據(jù)。
在后期系統(tǒng)擴(kuò)容中，監(jiān)控中心配置不必改變，只需增加相應(yīng)RTU監(jiān)控點(diǎn)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)情況，集中收斂到監(jiān)控中心，即可完成對(duì)所轄區(qū)域內(nèi)單芯電纜接地電流，電壓數(shù)據(jù)的集中監(jiān)控管理。若系統(tǒng)發(fā)生告警，系統(tǒng)可通過(guò)電話、短信、本地多媒體聲光等多種方式進(jìn)行告警，并及時(shí)通知各責(zé)任人，便于采取有效措施進(jìn)行防范。
2 具監(jiān)測(cè)電纜的環(huán)流數(shù)據(jù)和護(hù)層電壓等功能，預(yù)設(shè)預(yù)警值、報(bào)警到中心的功能；
2 具備3個(gè)探測(cè)器防區(qū)，對(duì)高壓接地箱的傾斜、房拆、非法攀爬進(jìn)行監(jiān)控的功能;
2 具備對(duì)高壓接地箱的設(shè)備綜合監(jiān)控報(bào)警功能；
2 具對(duì)電纜溝里的電纜表層溫度監(jiān)測(cè)功能；
2 具備設(shè)備圖像監(jiān)控功能；（選項(xiàng)）
2 具設(shè)備定位功能，通過(guò)光纖及PMS/SIM/GPRS通訊模塊/RJ45實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)到電力系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)監(jiān)控中心，電子地圖上顯示具體位置；
2 具備設(shè)備溫度超高立即啟動(dòng)排溫的功能；
2 設(shè)備取電方式具ＣＴ感應(yīng)取電，光伏取電，220V照明電。
（1）環(huán)境溫濕度：溫度范圍－45℃～+55℃，相對(duì)濕度<95%;
（2）海拔不超過(guò)4500m；
（3）安裝場(chǎng)所的空氣中不應(yīng)含化學(xué)腐蝕氣體；
（1）電纜電壓：≤110KV
（2）額定頻率：50Hz；
（3）產(chǎn)品一次回路耐受直流20KV、歷進(jìn)1min的試驗(yàn)，無(wú)閃絡(luò)或擊穿；
（4）產(chǎn)品一次回路耐受40KV的10次正極性和10次負(fù)極性電壓脈沖試驗(yàn)，無(wú)閃絡(luò)或擊穿；
（5）產(chǎn)品二次回路耐受5KV的3次正極性和3次負(fù)極性壓壓脈沖試驗(yàn)，無(wú)閃絡(luò)或擊穿；
（6）產(chǎn)品每個(gè)連接排的連接點(diǎn)的觸電阻值不大于40μΩ；
（7）產(chǎn)品連接排與外殼的絕緣是阻值不小于20MΩ。
（1）本產(chǎn)品性能符合標(biāo)準(zhǔn)GB11032-2010《交流無(wú)間隙金屬氧化物避雷器》規(guī)定；
（2）保護(hù)器通過(guò)8/20μs、10KA沖擊電流的殘壓不大于10KV;
（3）保護(hù)器在6（或12）KV工頻電壓下能承受5S而不損壞；
五、主要在線監(jiān)測(cè)功能
1、電纜環(huán)流在線監(jiān)測(cè)功能：智能接地箱內(nèi)裝0～100A單模電流互感器及接地環(huán)流采集模塊,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)110kV及以上高壓電纜的每個(gè)高壓電纜金屬護(hù)層接地點(diǎn)的電流參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)0～100A接地環(huán)流測(cè)量及定時(shí)巡檢測(cè)量，取代傳統(tǒng)人工方式的定期接地環(huán)流巡測(cè)，大大減輕現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高系統(tǒng)維護(hù)效率。
接地環(huán)流監(jiān)測(cè)用于護(hù)層接地環(huán)流的緩變數(shù)值監(jiān)測(cè)，反映護(hù)層接地良好程度、電纜老化程度、線芯負(fù)荷大小變化等情況；同時(shí)高壓電纜線路正常運(yùn)行的情況下，當(dāng)接地環(huán)流值產(chǎn)生突變減小或?yàn)榱銜r(shí)，接合電調(diào)情況及電纜運(yùn)行狀態(tài)分析診斷模型，有效判斷接地箱被盜或接地線被盜割。
2、電纜護(hù)層電壓監(jiān)測(cè)和保護(hù)功能：每相電纜護(hù)層上安裝有電壓監(jiān)測(cè)傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每相電纜護(hù)層上的電壓值，超過(guò)預(yù)設(shè)值是可發(fā)送報(bào)警信息，同時(shí)每相電纜護(hù)層與地之間安裝有電纜護(hù)層電壓保護(hù)器，電纜護(hù)層的電壓值達(dá)到保護(hù)額定值時(shí)對(duì)地導(dǎo)通放電，從而達(dá)到保護(hù)電纜護(hù)層的目的。
3、電纜表層溫度監(jiān)測(cè)功能：主要是為了配合環(huán)流檢測(cè)，把測(cè)溫三極管固定在接地電纜外戶套上并密封，經(jīng)過(guò)測(cè)溫探頭把相關(guān)接地電纜溫度信息傳遞到監(jiān)測(cè)儀測(cè)溫模塊上，也可以把監(jiān)測(cè)點(diǎn)放置在電纜接頭表面來(lái)檢測(cè)電纜接頭溫度。可實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓電纜接頭表面運(yùn)行溫度24小時(shí)不間斷連續(xù)在線監(jiān)測(cè)，溫度采集范圍為-55℃～+125℃。通過(guò)對(duì)高壓電纜本體護(hù)層溫度的統(tǒng)計(jì)分析，可使運(yùn)行人員全面掌握其工作狀況，及時(shí)了解電纜護(hù)層的老化情況，并在接頭溫度急劇升高達(dá)到極限溫度時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)提醒有關(guān)人員緊急處理。
4、防盜報(bào)警功能：智能接地箱具備開(kāi)門(mén)報(bào)警功能，還有超限接地環(huán)流報(bào)警、超限電壓報(bào)警功能。如果箱門(mén)被打開(kāi)或撬開(kāi)，接地箱內(nèi)就會(huì)發(fā)出刺耳的警報(bào)聲（約120分貝），同時(shí)發(fā)出報(bào)警信息（接地箱發(fā)出報(bào)警后）監(jiān)控軟件就會(huì)馬上顯示報(bào)警信息,報(bào)警信息以紅色字體顯示。還會(huì)自動(dòng)撥打事先設(shè)置好的接警電話，(可以設(shè)置2個(gè)短信接警號(hào)和3個(gè)語(yǔ)音接警號(hào))并可以監(jiān)聽(tīng)周圍動(dòng)靜，實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)喊話，可以根據(jù)情況來(lái)確定是否需要報(bào)案。
5、具設(shè)備定位圖像監(jiān)控功能：通過(guò)模塊內(nèi)設(shè)置的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)或GPRS模塊的基站信息，監(jiān)控中心在電子地圖上顯示智能型高壓電纜接地箱的具體位置，當(dāng)接地箱箱門(mén)無(wú)故被打開(kāi)發(fā)出報(bào)警時(shí)，接地箱內(nèi)的主機(jī)設(shè)備自動(dòng)會(huì)控制視頻拍攝當(dāng)時(shí)的場(chǎng)景，拍攝的圖像會(huì)保存在監(jiān)控?cái)z像頭中，攝像頭內(nèi)的SD卡可存儲(chǔ)200張照片，也可隨時(shí)通過(guò)軟件遠(yuǎn)程拍照并回傳至監(jiān)控軟件上。
1、箱體材質(zhì)：接地箱箱體的材料采用SMC不飽和樹(shù)脂等材料制成，全絕緣、耐腐蝕、強(qiáng)度高，無(wú)回收價(jià)值，既環(huán)保又安全；
2、箱體結(jié)構(gòu)部位采用特殊螺栓固定，全密封，具防盜作用；
箱體背面上部各有通風(fēng)氣孔，兩側(cè)貼有警示語(yǔ)：高壓危險(xiǎn)嚴(yán)禁開(kāi)啟；
3、接地箱帶門(mén)可鎖（智能鎖）具防盜作用；
4、箱體防護(hù)等級(jí)：IP54
5、內(nèi)部連接：采用表面鍍錫T1紫銅排連接，尺寸：4*40和3*30
6、箱體尺寸：高X寬X深：1265X650X405(mm)
七、 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與組成（以交叉互聯(lián)為例）：
產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與組成示意如下圖所示：
① 箱殼 ②接地匯流銅排（4mm*40mm）③接地銅排（3mm*30mm）④電流互感器⑤相銅排（3mm*30mm）⑥電纜護(hù)層保護(hù)器⑦控制器安裝盒（內(nèi)含電池、控制板、信號(hào)采集裝置等）⑧防盜檢測(cè)裝置 ⑨太陽(yáng)能發(fā)電板（左右各一張）
