一、 技術路線
本項目開發(fā)一款兼容性強，可安裝在不同配電供電線路的電纜中間頭在線監(jiān)測裝置，安裝在電纜中間頭一側（電源側或負荷側），并且與電纜中間頭外護套直接接觸，通過監(jiān)測電纜中間頭部件附件的磁場來判斷是否發(fā)生故障，并確定發(fā)生故障點的位置。及時發(fā)出告警信號，并上傳異常數據至監(jiān)控后臺和移動終端（微信小程序端），指導運維人員進行核實處理。
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1、對電纜中間頭是否發(fā)生故障進行實時監(jiān)測
電纜周圍的磁場可以看成是由在導體與外皮之間流動的電流I產生的磁場以 及金屬外皮與大地之間的電流I’產生的磁場迭加形成的。電纜的導體是包在環(huán)形金屬外皮里邊的，回路電流I在電纜上方地面上產生的磁場很小，地面上的磁場主要是在金屬外皮與大地之間的回路電流I’產生的。在故障點前后脈沖磁場沒有明顯的變化，一般比較微弱。故障點放電電流產生的磁場 有較明顯的異常變化，可以根據磁場的這一異常變化來判斷是否發(fā)生故障。本監(jiān)測裝置檢測故障電流主要通過霍爾電流傳感器實現，當電流大于一定值時才會觸發(fā)告警輸出。電流互感器線圈軸向與電纜方向平行，理論上只能檢測到故障點線芯與金屬護層間故障電流（橫向），而不能檢測到沿電纜軸向的電流。
2、定位發(fā)生故障的電纜中間頭
安裝在電纜中間頭一側（電源側或負荷側），并且與電纜中間頭外護套直接接觸，這樣可以較真實地測量電纜中間頭周圍環(huán)境狀態(tài)。理想情況下，三相電纜流過的電流保持平衡，監(jiān)測裝置測量到的電流大小為零；正常運行情況下，三相負荷存在著一定的不平衡，監(jiān)測裝置可以測得較小的電流，典型地，其零序電流值小于100A。
3、監(jiān)測狀態(tài)及告警信息通過NB-IoT的通訊方式上報
裝置具備NB-IoT無線通訊模塊，可上傳電纜中間頭故障報警信號及裝置電池電壓、電池欠壓告警等信息監(jiān)控后臺和移動終端（微信小程序端）。
二、創(chuàng)新點
1、通過對相地連接時電纜的磁場分布狀態(tài)的深入研究，創(chuàng)新地利用故障點放電電流產生的磁場 有較明顯的異常變化，可以根據磁場的這一異常變化來判斷是否發(fā)生故障的原理，使用霍爾電流傳感器進行實時監(jiān)測電纜中間頭的磁場變化，當監(jiān)測到故障時立即觸發(fā)告警輸出。
2、創(chuàng)新地使用了NB-IoT無線通訊模塊，利用模塊的PSM（Power Saving Mode）模式進行數據傳輸，并結合休眠中斷喚醒機制可把本裝置的平均工作電流控制在20uA以內，實現了在無外部電源可用的情況下，對電纜中間頭進行實時監(jiān)測并在故障發(fā)生時立即上報告警信息，而且由內置電池供電的使用壽命也可長達3年之久。
3、故障告警信號，可立即上傳到相應的微信小程序端，使得運維人員可及時對故障點進行核實處理。
