智能交叉互联箱、智能互联接地系统及接地电流监测方法
【专利摘要】本发明涉及智能交叉互联箱、智能互联接地系统及接地电流监测方法，本发明的智能交叉互联箱实现三种连接模式——交叉互联模式、接地模式与本相连接模式：所述交叉互联模式用于不同相的后段金属护层与前段金属护层交叉互联；所述接地模式用于后段金属护层连接所述接地端；所述本相连接模式用于同相的前段金属护层与后段金属护层连接。本发明能够实现在没有与远方进行通讯的情况下利用安装在接地线处的电流互感器即可对每段金属护层感应电流进行监测。
【专利说明】
智能交叉互联箱、智能互联接地系统及接地电流监测方法
技术领域
[0001]本发明属于高压电缆领域，具体涉及对现有的高压电缆金属护层交叉互联系统和接地电流监测的改进。【背景技术】
[0002]如图1所示，在长距离的高压电缆输电领域，为了限制电缆金属护层接地电流的大小，将长距离的电缆线路划分成三段等长度的电缆，在两段的中间的交叉互联箱里将A、B、C 三相的金属护层交叉连接在一起;在电缆的一端，金属护层接地，如图所示A1段金属护层， B1段金属护层，C1段金属护层接地，通过传感器监测每相的接地电流。
[0003]交叉互联后三段的感应电流幅值相等且相位角成120度对称，故在接地端每相的接地电流理论上为零，平时运行中传感器监测的实际为很小的不平衡电流。
[0004]当前的接地电流监测主要存在的问题是:
[0005]1，不能监测到每一段金属护层的实际感应电流大小从而无法判别具体每一段的绝缘破坏情况；[〇〇〇6] 2,在监测到的接地电流超标时不能定位接地故障所在的电缆段，需要人工现场测量查找。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种智能交叉互联箱，用以解决现有技术不能监测到每一段金属护层的实际感应电流大小、无法判别每一段的绝缘老化和故障定位的问题。同时本发明还提供使用该智能交叉互联箱的智能互联接地系统和接地电流监测方法。
[0008]为实现上述目的，本发明的方案包括:
[0009]智能交叉互联箱，用于连接前段金属护层与后段金属护层;还包括接地端和位置开关，所述位置开关用于切换连接对应的后段金属护层与前段金属护层，或者后段金属护层与接地端，以实现三种连接模式——交叉互联模式、接地模式与本相连接模式:所述交叉互联模式用于不同相的后段金属护层与前段金属护层交叉互联所述接地模式用于后段金属护层连接所述接地端;所述本相连接模式用于同相的前段金属护层与后段金属护层连接。
[0010]进一步的，所述位置开关包括A相位置开关、B相位置开关和C相位置开关;每相的位置开关均为三位置开关，其动触点连接后段的当前相金属护层，静触点分别连接前段的交叉相金属护层、接地端、以及当前相的金属护层。
[0011]进一步的，所述智能交叉互联箱包括控制系统，所述控制系统包括用于就地控制的定时器、计时器和远方启动切换的接口。
[0012]本发明还提供了一种智能互联接地系统，包括三段金属护层以及1#智能交叉互联箱和2#智能交叉互联箱；1#智能交叉互联箱设于A1段、B1段、C1段金属护层与A2段、B2段、C2 段金属护层之间，2#智能交叉互联箱设于A2段、B2段、C2段金属护层与A3段、B3段、C3段金属护层之间;A1段、B1段、Cl段金属护层接地，接地侧设有电流传感器;每个智能交叉互联箱用于连接前段金属护层与后段金属护层;包括接地端和位置开关，所述位置开关用于切换连接对应的后段金属护层与前段金属护层，或者后段金属护层与接地端，以实现三种连接模式一一交叉互联模式、接地模式与本相连接模式:所述交叉互联模式用于不同相的后段金属护层与前段金属护层交叉互联;所述接地模式用于后段金属护层连接所述接地端;所述本相连接模式用于同相的前段金属护层与后段金属护层连接。
[0013]进一步的，所述位置开关包括A相位置开关、B相位置开关和C相位置开关;每相的位置开关均为三位置开关，其动触点连接后段的当前相金属护层，静触点分别连接前段的交叉相金属护层、接地端、以及当前相的金属护层。
[0014]进一步的，所述智能交叉互联箱包括控制系统，所述控制系统包括用于就地控制的定时器、计时器和远方启动切换的接口。
[0015]本发明又提供了一种接地电流监测方法，步骤如下:
[0016]控制1#、2#交叉互联箱处于接地模式，三个传感器监测A1段、B1段、C1段的接地电流；
[0017]控制1#交叉互联箱处于本相连接模式，而2#交叉互联箱处于接地模式时，三个传感器监测的分别是A1段+A2段、B1段+B2段、C1段+C2段的接地电流；[〇〇18]控制1#、2#交叉互联箱均处于本相连接模式时，三个传感器监测的分别是A1段+A2 段+A3段、B1段+B2段+B3段、C1段+C2段+C3段的接地电流；
[0019]通过上述步骤得到的接地电流值依次相减，得到A2段、B2段、C2段的接地电流和A3 段、B3段、C3段的接地电流。
[0020]本发明提供了一种智能交叉互联箱，交叉互联箱包括三种连接模式:交叉互联模式，接地模式和本相连接模式。交叉互联模式用于正常运行，本发明的贡献主要在于接地模式和本相连接模式，通过切换接地模式和本相连接模式，能够实现每段金属护层接地电流的测量。
[0021]将本发明的交叉互联箱用于高压电缆的交叉互联系统，形成一种新的互联接地系统。
[0022]对于上述新的互联接地系统，本发明提出一种接地电流监测方法，通过切换交叉互联箱中的接地模式和本相连接模式，能够使接地端的接地电流传感器可以监测每段金属护层的接地电流大小；由于能够监测每段金属护层的接地电流大小，因此也能在接地电流超标时方便的定位故障段。【附图说明】[〇〇23]图1是现有技术的电缆交叉互联系统原理图；[〇〇24]图2是本发明的智能交叉互联箱的一种实现方式原理图；[〇〇25]图3是本发明的智能交叉互联箱的控制系统原理图；
[0026]图4是图3所示控制系统的运行流程图。【具体实施方式】[〇〇27]下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0028]参考图1，本发明提供的智能交叉互联接地系统，包括三段金属护层A1段、B1段、Cl 段，A2段、B2段、C2段，A3段、B3段、C3段，以及两个智能交叉互联箱1#和2#。1#智能交叉互联箱用于连接1段与2段，2#智能交叉互联箱用于连接2段与3段;金属护层A1段、B1段、C1段接地，接地侧设有接地电流传感器。
[0029]每个智能交叉互联箱，用于连接前段金属护层与后段金属护层;还包括接地端和位置开关，所述位置开关用于切换连接对应的后段金属护层与前段金属护层，或者后段金属护层与接地端，以实现三种连接模式一一交叉互联模式、接地模式与本相连接模式:所述交叉互联模式用于不同相的后段金属护层与前段金属护层交叉互联;所述接地模式用于后段金属护层连接所述接地端，即直接接地;所述本相连接模式用于同相的前段金属护层与后段金属护层连接。
[0030]上述位置开关包括A相位置开关、B相位置开关和C相位置开关。每相的位置开关为一个三位置切换开关。三位置切换开关为可由多个控制开关搭建形成。
[0031]如图2所示，智能交叉互联箱中，每相结构类同:每相设有一个交叉相端、接地端和本相端。
[0032]对于A相，A相的位置开关动触点连接后段的A相金属护层，静触点分别连接前段的交叉相端(A相的交叉相端连接前段C相金属护层)、接地端，以及A相的本相端(A相的本相端连接前段A相金属护层)。
[0033]对于B相，B相的位置开关动触点连接后段的B相金属护层，静触点分别连接前段的交叉相端(B相的交叉相端连接前段A相金属护层)、接地端，以及B相的本相端(B相的本相端连接前段B相金属护层)。
[0034]对于C相，C相的位置开关动触点连接后段的C相金属护层，静触点分别连接前段的交叉相端(C相的交叉相端连接前段B相金属护层)、接地端，以及C相的本相端(C相的本相端连接前段C相金属护层)。
[0035]其中，交叉相用于实现前段A相接后段B相，前段B相接后段C相，前段C相接后段A 相，作为其他实施方式，也可以是前段A相接后段C相，前段B相接后段A相，前段C相接后段A 相。[〇〇36]通过控制三个位置开关，可以实现上述三种连接模式一一交叉互联模式、接地模式、与本相连接模式:即当三个位置开关均连接交叉相端时，实现交叉互联模式；当三个位置开关均连接接地端时，实现接地模式；当三个位置开关均连接本相端时，实现本相连接模式:即前段的A相金属护层与后段的A相金属护层连接、前段的B相金属护层与后段的B相金属护层连接前段的C相金属护层与后段的C相金属护层连接。智能交叉互联箱中的三个三位置开关联动，同时进行切换。[〇〇37]1#智能交叉互联箱与2#智能交叉互联箱结构相同，仅所处位置不同，不再单独介绍。[〇〇38]交叉互联模式与现有技术中图1中形式相同。正常运行时三位置开关处于交叉相位置，即处于交叉互联模式。
[0039]在需要监测各段接地电流的时候，根据远方指令或就地控制，控制位置开关在接地端、本相端之间切换，处于接地模式或者本相连接模式。
[0040]下面对监测各段接地电流的过程进行详细描述。
[0041]如图3所示为智能交叉互联箱的控制系统结构，对系统的控制可以由远方系统给出控制指令，也可以由本地的定时器进行触发。其中设置了一个双位置切换开关，用于选择连接远方启动或者就地启动。
[0042]下面具体介绍采用定时器触发就地控制的情况。
[0043]第一步:工作时首先由定时器根据预设的时间发出指令，使位置由连接于交叉相切换为连接于接地，同时触发计时器1;第二步:计时器1被触发后根据预设的时间发出指令，使由连接于接地切换为连接于本相，同时触发计时器2;第三步:计时器2被触发后根据预设的时间发出指令，使由连接于本相切换为连接于接地，同时触发计时器3;第四步:计时器3被触发后根据预设的时间发出指令，使由连接于接地切换为连接于接交叉相，同时整个系统恢复到正常运行状态。[〇〇44]1#、2#交叉互联箱中控制系统的定时器、计时器1、计时器2、计时器3的时间和延时都不相同，以便于传感器按照设计的顺序监测各段的接地电流。当1#、2#交叉互联箱为接地模式，即其中三位置开关都处于接地状态时，三个传感器监测的分别是A1段、B1段、C1段的接地电流；当1#交叉互联箱处于本相连接模式，即其中三位置开关均连接本相端，而2#交叉互联箱处于接地模式时，三个传感器监测的分别是A1段+A2段、B1段+B2段、C1段+C2段的接地电流，通过减去A1、B1段、C1段的接地电流可实现监测A2段、B2段、C2段的接地电流；当1#、 2#交叉互联箱均处于本相连接模式时，三个传感器监测的分别是A1段+A2段+A3段、B1段+B2 段+B3段、C1段+C2段+C3段的接地电流，通过减去A1段+A2段、B1段+B2段、C1段+C2段的接地电流，实现监测A3段、B3段、C3段的接地电流。
[0045]将1#、2#交叉互联箱中控制系统的定时器、计时器1、计时器2、计时器3的分别编号为1#定时器、1#计时器1、1#计时器2、1#计时器3和2#定时器、2#计时器1、2#计时器2、2#计时器3,系统运行的逻辑顺序图如附图4,实现监测各段感应电。
[0046]定时器、计时器能够根据设置的时间顺序进行控制，在没有通讯线缆的情况下即可实现对于远方电缆金属护层接地电流的监测。远方控制的方式不需要定时器参与，仅需要一个简单的信号即可实现随时启动对远方电缆金属护层接地电流的监测。具体控制原理与上述过程类似，不再赘述。
[0047]以上给出了本发明涉及的【具体实施方式】，但本发明不局限于所描述的实施方式。 在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.智能交叉互联箱，用于连接前段金属护层与后段金属护层;其特征在于，还包括接地 端和位置开关，所述位置开关用于切换连接对应的后段金属护层与前段金属护层，或者后 段金属护层与接地端，以实现三种连接模式一一交叉互联模式、接地模式与本相连接模式:所述交叉互联模式用于不同相的后段金属护层与前段金属护层交叉互联；所述接地模式用于后段金属护层连接所述接地端；所述本相连接模式用于同相的前段金属护层与后段金属护层连接。2.根据权利要求1所述的智能交叉互联箱，其特征在于，所述位置开关包括A相位置开 关、B相位置开关和C相位置开关;每相的位置开关均为三位置开关，其动触点连接后段的当 前相金属护层，静触点分别连接前段的交叉相金属护层、接地端、以及当前相的金属护层。3.根据权利要求2所述的智能交叉互联箱，其特征在于，所述智能交叉互联箱包括控制 系统，所述控制系统包括用于就地控制的定时器、计时器和远方启动切换的接口。4.一种智能互联接地系统，其特征在于，包括三段金属护层以及1#智能交叉互联箱和 2#智能交叉互联箱；1#智能交叉互联箱设于A1段、B1段、C1段金属护层与A2段、B2段、C2段金 属护层之间，2#智能交叉互联箱设于A2段、B2段、C2段金属护层与A3段、B3段、C3段金属护层 之间;A1段、B1段、C1段金属护层接地，接地侧设有电流传感器;每个智能交叉互联箱用于连 接前段金属护层与后段金属护层;包括接地端和位置开关，所述位置开关用于切换连接对 应的后段金属护层与前段金属护层，或者后段金属护层与接地端，以实现三种连接模 式一一交叉互联模式、接地模式与本相连接模式:所述交叉互联模式用于不同相的后段金 属护层与前段金属护层交叉互联;所述接地模式用于后段金属护层连接所述接地端;所述 本相连接模式用于同相的前段金属护层与后段金属护层连接。5.根据权利要求4所述的智能互联接地系统，其特征在于，所述位置开关包括A相位置 开关、B相位置开关和C相位置开关;每相的位置开关均为三位置开关，其动触点连接后段的 当前相金属护层，静触点分别连接前段的交叉相金属护层、接地端、以及当前相的金属护 层。6.根据权利要求5所述的智能互联接地系统，其特征在于，所述智能交叉互联箱包括控 制系统，所述控制系统包括用于就地控制的定时器、计时器和远方启动切换的接口。7.如权利要求4所述智能互联接地系统的接地电流监测方法，其特征在于，步骤如下:控制1#、2#交叉互联箱处于接地模式，三个传感器监测A1段、B1段、C1段的接地电流；控制1#交叉互联箱处于本相连接模式，而2#交叉互联箱处于接地模式时，三个传感器监测的分别是A1段+A2段、B1段+B2段、C1段+C2段的接地电流；控制1#、2#交叉互联箱均处于本相连接模式时，三个传感器监测的分别是A1段+A2段+ A3段、B1段+B2段+B3段、C1段+C2段+C3段的接地电流；通过上述步骤得到的接地电流值依次相减，得到A2段、B2段、C2段的接地电流和A3段、 B3段、C3段的接地电流。
【文档编号】G01R31/08GK106093527SQ201610549698
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月13日
【发明人】卢站芳, 雍明超, 和红伟, 封晓东, 贺要锋, 吴国松, 杨伟杰
【申请人】许继集团有限公司, 许继电气股份有限公司, 许昌许继软件技术有限公司, 国网河南省电力公司许昌供电公司, 国家电网公司