【智能制造部】高压智能接地箱在线动态监测-让生产更安全

110kV及以上高压电缆主要采用单芯电缆，其金属护套一般采用一端互联直接接地，另一端经护层保护器接地的方式。这些互联接线、护层保护器等组装在一个箱体里，即电缆接地箱。接地箱分成直接接地箱、交叉互联接地箱和保护接地箱等三种，已经获得了广泛的应用。接地箱在使用过程中存在以下问题：缺少环流检测、感应电压监测功能。采用人力巡检周期长，不能及时发现问题，错过抢修最佳时机。接地线被盗割事件较多。一旦接地线被破坏或者被盗，金属护层电压将变成悬浮电压，其值可能超过电缆外护套的工频耐压导致击穿。接地箱被盗短时间很难被发现。缺乏电缆接头温度无法预知。由于电缆护层被破坏等原因导致电缆温度过高，影响线路安全。电缆沟环境复杂，缺少真实的环境数据。电缆沟中的垃圾通过微生物分解容易产生甲烷等可燃气体，给高压电缆运行带来很大隐患；电缆沟容易积水，电缆在水浸状态下运行，会严重影响电缆绝缘和使用寿命。 根据《电缆线路用接地箱技术标准》以及现场运行要求，完成了电缆护层智能接地箱的设计。整个系统由以下几个部分组成：电缆护层智能接地箱 太阳能板及储能电池 护层保护器 电压、电流、温度传感器 声光报警器 外接传感器（选配） 气体传感器：氧气、甲烷等 门禁、水浸、人体感应管理平台 人员管理、设备管理 数据采集、数据技术参数名称主要技术参数指标备注供电方式AC220V供电该模式下，配电箱配备蓄电池（12V/20AH）。 太阳能板可同时为蓄电池和智能终端供电。 12V太阳能发电板供电 通讯方式有线：以太网、Modbus RTU(RS485) 无线：4G 4路环路电流检测AC 0~5mA ±0.5%通过CT接入，CT变比可选4路感应电压检测AC 0~400V ±0.5%通过PT接入，PT变比可选4路温度检测-55℃-125℃，±1℃ 环境温湿度温度：-40℃-80℃，±0.5℃ 湿度：0-99%RH，0.2%RH 4路模拟量输入

检测范围：4-20mA可以接入通用传感器，包括氧气传 感器、有害气体传感器、可燃气体等。

检测精度：1% 4路干接点输入

干接点输入可以接入通用传感器，包括门禁、水浸、运动监测传感器等4路干接点输出干接点输出，额定负载容量24V/1A1路接声光报警；其余3路可以扩展锂电池+太阳能供电，供电稳定 实时监测环流、感应电压、护层温度等数据 实时监测氧气、有害气体、可燃气体等状态 实时监测门禁、水浸、人员等状态 所有状态可设置越限报警，发生报警立即通 知负责人处理 报警阈值配置、短信通知配置 设备信息配置（位置、 云/物联网功能远程数据监测与显示金属护层环流监测系统直接接地箱和交叉互联箱内A、B、C、N相均装有电磁式电流互感器，实时监测三相金属护套上的电流信号， 通过智能终端传送到管理平台。当温度值超过设定阈值时，发送报警消息给相关负责人。金属护层感应电压监测系统

直接接地箱和交叉互联箱内A、B、C、N相均装有电磁式电压互感器，实时监测三相金属护套上的感应电压 信号，通过智能终端传送到管理平台。当感应电压值超过设定阈值时，发送报警消息给相关负责人。金属护层温度监测系统将温度传感器与金属护层靠近，可以实时监测三相金属护套上温度，通过智能终端传送到管理平台。

当温度值超过设定阈值时，发送报警消息给相关负责人。气体状态监测系统（可选）针对电缆隧道的运行环境，电缆护层智能终端可以选装气体传感器，用来监测电缆隧道的气 体环境。如氧气、一氧化碳等有害气体、甲烷等可燃气体的含量。通过智能终端实时监测氧气、有害气体以及有毒气体的含量，并实时传送到管理平台。当气体含量超过设定 的阈值范围时，管理平台自动发送报警消息给相关负责人。 其他可扩展的状态监测（可选）智能终端还提供了丰富的扩展接口，方便系统功能扩展门禁传感器 水浸传感器 人体感应传感器告警记录

系统预定义了越限报警和变位报警，当发生报警时，相关负责人会受到短信提醒，同时管理平台会进行保存相关记录，方便查看和报警记录以及报警处理。 其他可扩展的状态监测（可选） 通过智能终端实时监测氧气、有害气体以及有毒气体的含量，并实时传送到管理平台。当气体含量超过设定 的阈值范围时，管理平台自动发送报警消息给相关负责人。