专利名称：电力电缆护层接地电流状态监测分析系统及其方法
技术领域：
本发明及一种电力电缆护层接地电流状态监测分析系统及其方法。
背景技术：
目前全国大多数电力公司，对电力隧道内和管井内主干电缆的管理还处于计划检 修阶段，一般采用定期巡视的方法对电缆的运行状况进行检查。从经济角度和技术角度来 说，计划检修都有很大的局限性例如定期试验和检修造成了很大的直接和间接经济浪费， 许多绝缘缺陷和潜在的故障无法及时发现。同时随着城市的加速发展，电力隧道的迅速增 长，电力负荷的急剧增加，电网电力隧道和工作井的运行维护工作面临着巨大压力如何保 证隧道内电缆不因过载、过热等情况突发大的运行安全事故；仅靠大量增加运行人员数量 来应对已经不现实，采用现代化的技术手段来提高运行维护水平已是当务之急。
发明内容
本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种具有结构简单，使用方便，安全可
靠，自动检测电力电缆运行状态，并通过精密的算法，对采集到的护层接地电流进行自动分
析，从而为评估电力电缆运行状态是否良好提供了有力保证；同时还可将故障信息及时的
以多种告警形式通知给维护人员，为电缆的及时检修提供了保证等优点的电力电缆护层接
地电流状态监测分析系统及其方法。 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案 —种电力电缆护层接地电流状态监测分析系统，它包括应用服务器，它分别与资
源管理器、前端控制机、监控管理站、语音管理器、短信管理器和数据浏览器连接；前端控制 机与至少一个监控主机连接，监控主机则与至少一个数据采集设备连接；其中， 数据采集设备采集护层接地电流数据及电缆接头温度； 监控主机，接收各数据采集设备采集的数据，并将数据上传到监测分析的前端控 制机； 前端控制机将数据传递给应用服务器，同时将接收的应用服务器及监控管理站通 过应用服务器转发过来的控制指令传递给监控主机，让其被动工作；
应用服务器为全部装置提供网络连接、通信以及数据库操作； 资源管理器是配置管理�？椋渲闷渥爸糜胗τ梅衿髁�、通信，其他各装置 只有在资源管理器配置了相应的数据后，才能成为有效工作装置； 监控管理站是直接面向用户的装置，它为用户提供人机界面，实时进行设备的运
行状态、告警处理、地理定位、遥测遥控、维护人员管理； 语音管理器是语音处理�？椋低程峁┑缁坝镆舾婢瘢� 短信管理器是短信处理�？椋低程峁┦只绦诺氖辗⒎瘢� 数据浏览器是系统的基础数据及历史数据统计、查询装置，根据用户需求将数据
生成Excel报表。
所述数据采集设备为KH-55开合式电流互感器和单总线温度传感DS18B20。 —种电力电缆护层接地电流状态监测分析系统的监测分析方法， 应用服务器是整套监测系统运行的基�。渌？橹洳荒芟嗷チ担蒌�
览器外都是依赖应用服务器进行通信，应用服务器负责所有模块之间通信数据的中转和入
库操作，只有应用服务器启动成功了 ，其他�？椴趴赡苷９ぷ�。 其工作流程为应用服务器启动成功后等待各个客户端登录，前端控制机登录应 用服务器成功，并与底下的监控主机通信正�：螅邮占嗫刂骰洗募嗫厥荩⒔� 转发给应用服务器；应用服务器接收到这些数据后，首先将其存入RealTimeDataDB数据 库，然后再转发到已登录到应用服务器的监控管理站上，监控管理站接收到数据后，以各种 形式(图标、列表、曲线等)展现给用户；若监控主机采集到的数据达到了告警范围，应用服 务器除转发该数据到监控管理站反映给用户外，还会转发给已登录到应用服务器的语音管 理上，以电话的形式通知给维护人员；也可以转发给已登录到应用服务器的短信管理器上， 短信管理器将告警信息以短信的开工反映给维护人员；数据浏览器是个单独运行的�？椋� 它只与RealTimeDB和RealTimeDataDB数据库发生关系，连接这两个数据库成功即可查询 监测软件所有的基础数据及历史监控数据。其中 应用服务器负责所有历史状态数据的入库操作，并为各个客户端转发监控数据， 应用服务器运行后，首先从本地配置文件读取数据库配置，根据配置文件连接相应的数据 库，连接成功后，等待各个客户端主动请求连接；连接失败给出数据库连接失败的提示；应 用服务器启动成功后，会主动接收来自各个客户端的登录请求，客户端登录成功后，与应用 服务器之间有个30秒的心跳握手，如果30秒之间，两者之间没有握手，应用服务器会主动 断开此连接，直到此客户端再次请求；然后开始数据处理； 资源管理器配置系统所需的各项数据，资源管理器启动后，首先从本地配置文件 读取数据库配置，根据配置文件连接相应的数据库，连接成功，则根据RealTimeDB数据库 的数据初始化左侧资源树的各个节点值；若连接失败，给出连接失败的提示，随后开始数据 处理； 前端控制机管理至少一个监控主机，在资源管理器置完毕后前端控制机要同步自 己需要管理的监控主机和监控设备到自身，并将该数据存储到RTFrnDB_BJ数据库中，同步 完后配置各个监控主机下面的数据采集设备及各个设备所接端口、通道号参数；当这些必 须项配置完成后系统才能正常的投入运行； 监控管理站是直接面向用户的客户端，用户通过监控管理站添加多个不同编号的 监控站；每个监控站中监控多种设备，显示各种设备的定期巡检值以及告警状态；同时监 控管理站发送控制指令给相应监控主机，让其主动工作；监控管理站为各个监控站配置接 警人员； 数据采集设备采集护层接地电流和电缆接头温度，将采集到的数据通过网络方式 传送给监控主机，监控主机接收多个数据采集设备采集到的数据，并将这些数据传送给前 端控制机； 数据浏览器是所有数据查询的集合，根据设定的条件对所监控的设备的历史状态 进行查询，历史状态包括主机的故障状态、设备的各种告警状态；数据浏览器还将所查询出 的数据以Excel表的形式导出来；
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语音管理器将文字告警信息以语音的方式输出并通知给接警人员； 短信管理器通过外接GSM或小灵通短信modem，通过modem将告警信息以短信的形
式发送给接警人员，并接收相关人员发送给系统的操作指令，若指令合法，系统将依指令执
行任务。 所述应用服务器进行数据处理时，有两种处理流向从前端控制机接收数据应 用服务器负责接收由前端控制机转发来的采集到的接地电流的状态信息，首先将这些信息 存入RealTimeDataDB数据库，然后再根据资源管理器中的配置，将这些状态值分发到各个 客户端； 从客户端接收控制指令应用服务器负责接收各个客户端的各种控制指令，并将 指令操作存入RealTimeDataDB数据库，然后将指令下发给前端控制机，使其被动工作，同 时还接收由前端控制机反馈回来的指令执行的结果。 所述资源管理器在数据处理时，它的每一项操作都要写入RealTimeDB数据库，并 将最终的修改结果反映到资源管理器的程序界面上来。 所述前端控制机启动后，从本地配置文件加载数据库等配置信息，前端控制机首 先根据配置信息初始化主界面，然后尝试连RTFrnDB—BJ接数据库；如果连接数据库失败， 则提示用户检查配置或网络连接；如果连接数据库成功，从数据库加载设备信息，加载完成 后，向终端开放连接端口 ，等待终端的连接登录请求； 前端控制机启动完成后，向终端开放接收端口，等待终端主动连接前端控制机，前 端控制机检测到终端的连接请求后，分配另外一个端口与终端进行通信，并等待终端发送 登录请求，前端控制机长时间收不到终端的登录请求，就主动断开与终端的连接；收到终端 的登录请求后，前端控制机对终端进行身份验证，如果该终端没有在数据库中配置，则前端 控制机将拒绝终端其他的业务请求；终端登录成功后，如果长时间与前端控制机没有任何 信息交互，则前端控制机主动断开与终端的连接，防止死链接占用系统端口 ；
前端控制机定时向终端发送巡检命令；当用户想从监控管理站了解设备的当前状 态时，可进行手动刷新操作；如果未到定时巡检间隔，终端检测到状态异常，也可以主动向 前端控制机发送设备状态信息；前端控制机发送完巡检命令后，等待终端的状态响应，如果 长时间没收到终端的响应，则重发巡检命令，如果收到终端的状态信息，则将状态信息上传 到应用服务器，完成巡检过程。 所述监控管理站启动后，首先从本地配置文件加载数据库、界面风格配置信息；监 控管理站根据界面风格配置项，初始化主界面；并尝试连接RealTimeDB数据库；如果连接 数据库失败，则提示用户检查配置或网络连接；如果连接数据库成功，从数据库加载坐席信 息，并根据坐席信息加载设备信息和设备状态信息，加载完成后，程序启动完成；
监控管理站站初始化完成后，根据RealTimeDB数据库中对应用服务器的配置信 息，尝试与应用服务器建立连接；如果连接失败，过一段时间，重新尝试连接服务器；如果 连接成功，则向应用服务器发送登录请求，并等待应用服务器的登录响应；如果应用服务器 拒绝监控管理站登录，则向用户提示登录失败的原因；如果应用服务器允许监控管理站登 录，则定时向应用服务器发现心跳数据，以确保与应用服务器的长连接；如果长时间收不到 应用服务器的任何数据，则认为与应用服务器的连接已经无效，监控管理站主动断开与应 用服务器的连接，等待一段时间后，重新连接并登录应用服务器；
监控管理站从应用服务器接收接地电流的状态信息，经过分析计算，得出实际值；
如果实际值超过系统配置的值限，将状态值进行告警处理和显示；如果实际值没有超过系
统配置的值限，则将实际值通过设备状态列表、平面示意图、实时变化曲线展现给用户；用
户按终端、分组方式来进行分类管理，或通过设备查询功能，直接定位到某个设备； 监控管理站从应用服务器接收接地电流的状态信息，经过分析计算得出实际值，
根据实际值判断该设备的状态值已经达到报警值限，系统根据数据库的设定，判断该设备
的报警级别，一方面，将报警记录添加到报警列表进行显示，并用不同颜色标示报警级别；
另一方面，用语音方式提示用户哪个设备产生的报警，用户对报警信息进行确认后，系统更
新报警列表的显示，报警处理完成。 本发明的有益效果是 a实时性当采集到的数据超过标准时，系统会立即将此故障状态以各种告警形 式及时的通知给相关维护人员，整个过程无须人工干预，并且非常地实时快捷，从采集到数 据到通知到用户的时间只有几分钟的时间。
b准确性 数据是经过严密的科学计算以及非无人工干预的自动化传输，大大减少了人工测 量及口耳传达中所造成的误差。
C可护展性 电力电缆监测分析系统以开放式协议语言为基�。捎妹嫦蚨韵�(OOP)和图形化
的可编程技术，具有较强的兼容性和可扩展性。
d安全性 行环境采用微软的故障转移和均衡负载群集技术，保证了系统运运行的安全性、
稳定性以及数据处理的高效性。 e界面友好，操作简单 监控管理站直接面向用户，它将监控数据以文字列表、GIS定位、曲线、卡片、热谱 图等各种简单易懂的直观形式展示给用户。当数据有告警时，在列表中以醒目的颜色、在 GIS地图上以闪烁图标的形式来提醒给用户。
f告警形式多样化 告警形式有语音告警监控席上通过外接音箱来播放告警提示；通过语音管理器 把告警信息通过拨打电话的播放语音的形式通知到系统配置的接警人员；短信告警发送 告警短信到接警人员的手机上。
g远程�？� 在监控管理站上用户可以对监控设备进行远程控制，例如远程状态索取、告警确
认、告警派修等操作。 h历史数据库的保存与比较 系统使用大型数据库SQLServer2005，能够存储大量的电流运行状态历史数据，通 过数据浏览器�？榭梢苑奖愕亩岳肥萁胁檠约氨冉希讼罟δ芏苑治鏊嗫氐缋� 的运行历史情况提供了基础。
图1为本发明的系统结构示意图； 图2为应用服务器启动流程图； 图3为应用服务器接受客户端连接流程图； 图4为应用服务器数据处理流程图； 图5为资源管理器启动流程图； 图6为资源管理器数据处理流程图； 图7为前端控制机启动流程图； 图8为前端控制机的终端登录流程图； 图9为前端控制机的设备状态巡检流程图； 图10为监控管理站启动流程图； 图11为监控管理站登录应用服务器流程图； 图12为监控管理站的数据接收与展示流程图； 图13为监控管理站的报警处理流程图； 图14金属护层单端接地系统； 图15金属护层交叉互联接地系统； 图16电缆护层环流等值电路； 图17电缆单回路磁场。 其中，l.应用服务器，2.资源管理器，3.前端控制机，4.监控管理站，5.语音管理 器，6.短信管理器，7.数据浏览器，8.监控主机，9.数据采集设备。
具体实施例方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。 图1中，电力电缆护层接地电流状态监测分析系统，它包括应用服务器l，它分别 与资源管理器2、前端控制机3、监控管理站4、语音管理器5、短信管理器6和数据浏览器7 连接；前端控制机3与至少一个监控主机8连接，监控主机8则与至少一个数据采集设备9 连接；其中， 数据采集设备9采集护层接地电流数据及电缆接头温度； 监控主机8，接收各数据采集设备9采集的数据，并将数据上传到监测分析的前端 控制机3 ; 前端控制机3将数据传递给应用服务器1，同时将接收的应用服务器1及监控管理
站4发送过来的控制指令转发给监控主机8，让其被动工作； 应用服务器1为全部装置提供网络连接、通信以及数据库操作； 资源管理器2是数据配置管理�？椋渲闷渥爸糜胗τ梅衿�1连接、通信，其
他各装置只有在资源管理器2配置了相应的数据后，才能成为有效工作装置； 监控管理站4是直接面向用户的装置，它为用户提供人机界面，实时进行设备的
运行状态、告警处理、地理定位、遥测遥控、维护人员管理； 语音管理器5是语音处理�？椋低程峁┑缁坝镆舾婢瘢� 短信管理器6是短信处理�？椋低程峁┦只绦诺氖辗⒎瘢�
数据浏览器7是系统的基础数据及历史数据统计、查询装置，根据用户需求将数 据生成Excel报表。 数据采集设备9为KH-55开合式电流互感器和单总线温度传感DS18B20。
本发明的监测方法为 应用服务器1负责所有历史状态数据的入库操作，并为各个客户端转发监控数 据，图2中，应用服务器1运行后，首先从本地配置文件读取数据库配置，根据配置文件连接 相应的数据库，连接成功后，等待各个客户端主动请求连接；连接失败给出数据库连接失败 的提示；图3中，应用服务器1启动成功后，会主动接收来自各个客户端的登录请求，客户端 登录成功后，与应用服务器1之间有个30秒的心跳握手，如果30秒之间，两者之间没有握 手，应用服务器1会主动断开此连接，直到此客户端再次请求；然后开始数据处理；
图4中，应用服务器1进行数据处理时，有两种处理流向从前端控制机3接收数 据应用服务器1负责接收由前端控制机3转发来的采集到的接地电流的状态信息，首先将 这些信息存入RealTimeDataDB数据库，然后再根据资源管理器中的配置，将这些状态值分 发到各个客户端； 从客户端接收控制指令应用服务器1负责接收各个客户端的各种控制指令，并 将指令操作存入RealTimeDataDB数据库，然后将指令下发给前端控制机3，使其被动工作， 同时还接收由前端机3反馈回来的指令执行的结果。 资源管理器2配置系统所需的各项数据，图5中，资源管理2器启动后，首先从本 地配置文件读取数据库配置，根据配置文件连接相应的RealTimeDB数据库，连接成功，则 根据数据库的数据初始化左侧资源树的各个节点值；若连接失败，给出连接失败的提示，随 后开始数据处理；图6中，资源管理器2在数据处理时，它的每一项操作都要写入数据库，并 将最终的修改结果反映到界面上来。 前端控制机3管理至少一个监控主机8，在资源管理器2置完毕后前端控制机3要 同步自己需要管理的监控主机8和监控设备9到自身，同步完后配置各个监控主机8下面 的数据采集设备9及各个设备所接端口 、通道号参数；当这些必须项配置完成后系统才能 正常的投入运行； 图7中，前端控制机3启动后，从本地配置文件加载数据库等配置信息，前端控制 机3首先根据配置信息初始化主界面，然后尝试连接数据库；如果连接数据库失败，则提示 用户检查配置或网络连接；如果连接数据库成功，从数据库加载设备信息，加载完成后，向 终端开放连接端口 ，等待终端的连接登录请求； 图8中，前端控制机3启动完成后，向终端开放接收端口，等待终端主动连接前端 控制机3，前端控制机3检测到终端的连接请求后，分配另外一个端口与终端进行通信，并等 待终端发送登录请求，前端控制机3长时间收不到终端的登录请求，就主动断开与终端的连 接；收到终端的登录请求后，前端控制机3对终端进行身份验证，如果该终端没有在数据库中 配置，则前端控制机3将拒绝终端其他的业务请求；终端登录成功后，如果长时间与前端控制 机3没有任何数据交互，则前端控制机3主动断开与终端的连接，防止死链接占用系统端口 ；
图9中，前端控制机3定时向终端发送巡检命令；当用户想从监控管理站了解设备 的当前状态时，可进行手动刷新操作；如果未到定时巡检间隔，终端检测到状态异常，也可 以主动向前端控制机发送设备状态信息；前端控制机3发送完巡检命令后，等待终端的状态响应，如果长时间没收到终端的响应，则重发巡检命令，如果收到终端的状态信息，则将 状态信息上传到应用服务器l，完成巡检过程。 监控管理站4是直接面向用户的客户端，用户通过监控管理站4添加多个不同编 号的监控站；每个监控站中监控多种设备，显示各种设备的定期巡检值以及告警状态；同 时监控管理站4发送控制指令给相应监控主机8，让其主动工作；监控管理站8为各个监控 站配置接警人员； 图10中，监控管理站4启动后，首先从本地配置文件加载RealTimeDB数据库、界 面风格配置信息；监控管理站4根据界面风格配置项，初始化主界面；并尝试连接中心数据 库；如果连接数据库失败，则提示用户检查配置或网络连接；如果连接数据库成功，从数据 库加载坐席信息，并根据坐席信息加载设备信息和设备状态信息，加载完成后，程序启动完 成； 图11中，监控管理站4站初始化完成后，根据RealTimeDB数据库中对应用服务器 1的配置信息，尝试与应用服务器1建立连接；如果连接失败，过一段时间，重新尝试连接服 务器；如果连接成功，则向应用服务器1发送登录请求，并等待应用服务器1的登录响应； 如果应用服务器1拒绝监控管理站4登录，则向用户提示登录失败的原因；如果应用服务器 1允许监控管理站4登录，则定时向应用服务器1发现心跳数据，以确保与应用服务器1的 长连接；如果长时间收不到应用服务器l的任何数据，则认为与应用服务器l的连接已经无 效，监控管理站4主动断开与应用服务器1的连接，等待一段时间后，重新连接并登录应用 服务器1 ; 图12中，监控管理站4从应用服务器1接收接地电流的状态信息，经过分析计算， 得出实际值；如果实际值超过系统配置的值限，将状态值进行告警处理和显示；如果实际 值没有超过系统配置的值限，则将实际值通过设备状态列表、平面示意图、实时变化曲线展 现给用户；用户按终端、分组方式来进行分类管理，或通过设备查询功能，直接定位到某个 设备； 图13中，监控管理站4从应用服务器1接收接地电流的状态信息，经过分析计算 得出实际值，根据实际值判断该设备的状态值已经达到报警值限，系统根据RealTimeDB数 据库的设定，判断该设备的报警级别， 一方面，将报警记录添加到报警列表进行显示，并用 不同颜色标示报警级别；另一方面，用语音方式提示用户哪个设备产生的报警，用户对报警 信息进行确认后，系统更新报警列表的显示，报警处理完成。 数据采集设备9采集护层接地电流和电缆接头温度，将采集到的数据通过网络方 式传送给监控主机8，监控主机8接收多个数据采集设备9采集到的数据，并将这些数据传 送给前端控制机3 ; 数据浏览器7是所有数据查询的集合，根据设定的条件对所监控的设备的历史状 态进行查询，历史状态包括主机的故障状态、设备的各种告警状态；数据浏览器7还将所查 询出的数据以Excel表的形式导出来； 语音管理器5将文字告警信息以语音的方式输出并通知给接警人员； 短信管理器6通过外接GSM或小灵通短信modem,通过modem将告警信息以短信的
形式发送给接警人员，并接收相关人员发送给系统的操作指令，若指令合法，系统将依指令
执行任务。
各种接地方式下护层循环电流的理论计算方式如下 高压电缆金属护层接地方式主要有单端接地和交叉互联接地。对于长电缆线路， 有时也采用这两种接地方式的组合，如图14及图15所示，它们的等值电路如图16所示。图 16中Ea、Eb、E。分别为三相电缆芯线电流在A、B、C三相金属护套上产生的感应电势，Ea'、 V 、E。'分别为三相电缆护层上的环流I^Isb、I^在A、B、C三相金属护层上产生的感应 电势，Ra、Rb为电缆护层两端接地电阻，Rc为大地的漏电阻，R为金属护层的电阻，X为金属 护层的自感抗。对于图15，假设电缆线路长度为L，其电压方程为
ISa(R+jX) + (ISa+Isb+ISc) (Ra+Rb+Rc)+Isb jV+Isc jXc1 = Ej
Isb(R+jX) + (ISa+Isb+ISc) (Ra+Rb+Rc)+ISa JX +Isc jXc1 = Ej
ISc(R+jX) + (ISa+Isb+ISc) (Ra+Rb+Rc)+ISa JX +Isb jV = Esc1 其中R = Rsn， Rs为单位长度电缆金属护层的电阻；Rc = Rgn， Rg为单位长度 的大地的漏电阻；X = 2"ln(2Dc/Ds)， Dc为金属护层以大地为回路时回路等值深度；Ds 为金属护层的直径；X1 = 2"ln(Dc/S)为单位长度中相和边相金属护层的互感抗；X2 = 2"ln(Dc/2S)为单位长度边相与边相金属护层的互感抗；Esa、Esb、Esc分别为三相金属护 层上单位长度的感应电势。
因电缆是平行敷设且金属护层是不交叉两端接地，故有如下感应电势计算公式
<formula>formula see original document page 12</formula> 若电缆平行敷设，电缆单端接地，另一端经护层保护器接地，则相当于Ra无穷大，
另一端流入大地的只有电容电流，则经直接接地端流入大地的电容电流 I = coCU 式中C是电缆线路对地电容，U是相电压，对于400mm2， 110kV交联 聚乙烯绝缘电缆，C " 0. 17 ii F/km，如果电缆长度为1000m，则电容电流I = 314X0. 17X10—6X1. 0X110X103 = 5. 8 (A)
此时，流经直接接地端的电流与线芯电流无关。 若由于电缆护层绝缘被破坏，造成电缆的金属护层发生多点接地(如图3中的 Ra)。因Ra为直接接地，阻值很�。收辖菇鹗艋げ阒行纬珊艽蟮幕妨鳌Ｆ渌较嗟慕鹗� 护套没有形成多点接地，其环流可以不予考虑。这时不能按前述公式计算感应电势，只需考 虑三相缆芯电流对故障相金属护套的感应电势所引起的环流。 电缆的金属护套可视为同心的套在缆芯周围且其薄壁呈圆柱体，因其壁厚远小于 其直径，故可将金属护套的自感视为零，见图17。此时，设三相缆芯电流分别为ia、ib、ic; 介质磁导率为P ，则距离A电缆中心x处的磁感应强度Bx = ii ia/(2 Ji x)，故与护套相交链的磁通dvx二 (y ia/(2Jix)dx， A电缆电流产生的磁通与A电缆自己护套交链Vm在
x G [S，Db]范围中表示为
J'Da/2 , , ,
緒0"/。 / 2一-(/z" / 2;r)ln。。 / ￡U 即有A电缆金属护套的总磁通VA = VAA+VBA。 将Isb = 0， Isc = O和Us代入图15回路电压方程，则A相金属护套环流
ISa(R+jX+Rc) = Es 其中，X二 VL;R为金属护套直流电阻；Rc为大地的漏电阻与两点接地电阻之和，
Es为金属护套的感应电势。护层故障相护层循环电流 从上述分析可以得到以下结论 对于护层绝缘良好的单端接地电缆线路，流入直接接地端的仅有电容电流，数值 很�。氲缋陆峁钩叽缬泄兀氲缋孪咝镜缌魑薰�。 对于有护层绝缘缺陷的电缆线路，由于护层循环电流的存在，流入直接接地端的
电流将上升，具体电流值与护层的接地点和接地电阻有关。对于特定的电缆线路，在外部环
境没有发生变化的情况下护层循环电流和线芯电流的比值应该是一个常数。 结合上述的理论计算值和实测值以某电力公司项目工程的实际算法为例 护层电流/运行电流> 10%黄色报警 护层电流/运行电流> 15%红色报警 护层电流由a—X). la 黄色报警 护层电流由a— > 0 红色报警 表面温度〉5(TC 黄色报警 表面温度〉7(TC 红色报警 在配置护层电流模板时，黄色报警状态值的检测就是当护层电流/运行电流大于 10%时的比率值；电缆接头的温度在配置组态模板时大于5(TC时配置为黄色报警状态。
1权利要求
一种电力电缆护层接地电流状态监测分析系统，其特征是，它包括应用服务器(1)，应用服务器(1)分别与资源管理器(2)、前端控制机(3)、监控管理站(4)、语音管理器(5)、短信管理器(6)和数据浏览器(7)连接；前端控制机(3)与至少一个监控主机(8)连接，监控主机(8)则与至少一个数据采集设备(9)连接；其中，数据采集设备(9)采集护层接地电流数据及电缆接头温度；监控主机(8)，接收各数据采集设备(9)采集的数据，并将数据上传到监测分析的前端控制机(3)；前端控制机(3)将数据传递给应用服务器(1)，同时将接收的应用服务器(1)及监控管理站(4)发送过来的控制指令转发给监控主机(8)，让监控主机(8)被动工作；应用服务器(1)为全部装置提供网络连接、通信以及数据库操作；资源管理器(2)是数据配置管理�？椋渲闷渌爸糜胗τ梅衿�(1)连接、通信，其它各装置只有在资源管理器(2)配置了相应的数据后，才能成为有效工作装置；监控管理站(4)是直接面向用户的装置，它为用户提供人机界面，实时进行设备的运行状态、告警处理、地理定位、遥测�？�、维护人员管理；语音管理器(5)是语音处理�？椋低程峁┑缁坝镆舾婢瘢欢绦殴芾砥�(6)是短信处理�？椋低程峁┦只绦诺氖辗⒎瘢皇蒌榔�(7)是系统的基础数据及历史数据统计、查询装置，根据用户需求将数据生成Excel报表。
2. 如权利要求1所述的电力电缆护层接地电流状态监测分析系统，其特征是，所述数 据采集设备(9)为KH-55开合式电流互感器和单总线温度传感DS18B20。
3. —种权利要求1所述的电力电缆护层接地电流状态监测分析系统的监测分析方法， 其特征是整个系统工作流程为应用服务器(1)启动成功后等待各个客户端登录，前端控 制机(3)登录应用服务器(1)成功，并与底下的监控主机(8)通信正�：螅邮占嗫刂骰� 上传的监控数据，并将数据转发给应用服务器(1);应用服务器(1)接收到这些数据后，首 先将其存入RealTimeDataDB数据库，然后再转发到已登录到应用服务器(1)的监控管理 站(4)上，监控管理站(4)接收到数据后，将其展现给用户；若监控主机(8)采集到的数据 达到了告警范围，应用服务器(1)除转发该数据到监控管理站(4)反映给用户外，还会转发 给已登录到应用服务器(1)的语音管理(5)上，语音管理(5)以电话的形式通知给维护人 员；或转发给已登录到应用服务器(2)的短信管理器(6)上，短信管理器(6)将告警信息以 短信的开工反映给维护人员；数据浏览器(7)是个单独运行的模块，它只与RealTimeDB和 RealTimeDataDB数据库连接，连接这两个数据库成功即可查询监测软件所有的基础数据及 历史监控数据；其中应用服务器(1)负责所有历史状态数据的入库操作，并为各个客户端数据转发监控数 据，应用服务器(1)运行后，首先从本地配置文件中读取数据库配置，根据配置文件连接相 应的数据库，连接成功后，等待各个客户端主动请求连接；连接失败给出数据库连接失败的 提示；应用服务器(1)启动成功后，会主动接收来自各个客户端的登录请求，客户端登录成 功后，与应用服务器(1)之间有个30秒的心跳握手，如果30秒之间，两者之间没有握手，应 用服务器(1)会主动断开此连接，直到此客户端再次请求；然后开始数据处理；资源管理器(2)配置系统所需的各项数据，资源管理(2)器启动后，首先从本地配置文件读取数据库配置，根据配置文件连接相应的数据库，连接成功，则根据数据库的数据初始 化左侧资源树的各个节点值；若连接失败，给出连接失败的提示，随后开始数据处理；在资 源管理器中配置的各项数据均存储到RealTimeDB数据库中；前端控制机(3)管理至少一个监控主机(8)，在资源管理器(2)配置完毕后前端控制 机(3)要同步自己需要管理的监控主机(8)和监控设备(9)到自身，并将该数据存储到 RTFrnDB—BJ数据库中，同步完后配置各个监控主机(8)下面的数据采集设备(9)及各个设 备所接端口、通道号参数；当这些必须项配置完成后系统才能正常的投入运行；监控管理站(4)是直接面向用户的客户端，用户通过监控管理站(4)添加多个不同编 号的监控站；每个监控站中监控多种设备，显示各种设备的定期巡检值以及告警状态；同 时监控管理站(4)发送控制指令给相应监控主机(8)，让其主动工作；监控管理站(8)为各 个监控站配置接警人员；数据采集设备(9)采集护层接地电流和电缆接头温度，将采集到的数据通过网络方式 传送给监控主机(8)，监控主机(8)接收多个数据采集设备(9)采集到的数据，并将这些数 据传送给前端控制机(3);数据浏览器(7)是所有数据查询的集合，根据设定的条件对所监控的设备的历史状态 进行查询，历史状态包括主机的故障状态、设备的各种告警状态；数据浏览器(7)还将所查 询出的数据以Excel表的形式导出来；语音管理器(5)将文字告警信息以语音的方式输出并通知给接警人员；短信管理器(6)通过外接GSM或小灵通短信modem,通过modem将告警信息以短信的形 式发送给接警人员，并接收相关人员发送给系统的操作指令，若指令合法，系统将依指令执 行任务。
4. 如权利要求3所述的电力电缆护层接地电流状态监测分析系统的监测分析方法，其 特征是，所述应用服务器(1)进行数据处理时，有两种处理流向从前端控制机(3)接收数 据应用服务器(1)负责接收由前端控制机(3)转发来的采集到的接地电流的状态信息，首 先将这些信息存入数据库，然后再根据资源管理器中的配置，将这些状态值分发到各个客 户端；从客户端接收控制指令应用服务器(1)负责接收各个客户端的各种控制指令，并将 指令操作存入数据库，然后将指令下发给前端控制机(3)，使其被动工作，同时还接收由前端机(3)反馈回来的指令执行的结果。
5. 如权利要求3所述的电力电缆护层接地电流状态监测分析系统的监测分析方法，其 特征是，所述资源管理器(2)在数据处理时，它的每一项操作都要写入数据库，并将最终的 修改结果反映到资源管理器(2)这个软件�？榻缑嫔侠�。
6. 如权利要求3所述的电力电缆护层接地电流状态监测分析系统的监测分析方法，其 特征是，所述前端控制机(3)启动后，从本地配置文件加载数据库等配置信息，前端控制机 (3)首先根据配置信息初始化主界面，然后尝试连接RTFrnDB—BJ数据库；如果连接数据库 失败，则提示用户检查配置或网络连接；如果连接数据库成功，从数据库加载设备信息，加 载完成后，向终端开放连接端口，等待终端的连接登录请求；前端控制机(3)启动完成后，向终端开放接收端口，等待终端主动连接前端控制机 (3)，前端控制机(3)检测到终端的连接请求后，分配另外一个端口与终端进行通信，并等待终端发送登录请求，前端控制机(3)长时间收不到终端的登录请求，就主动断开与终端 的连接；收到终端的登录请求后，前端控制机(3)对终端进行身份验证，如果该终端没有在 数据库中配置，则前端控制机(3)将拒绝终端其他的业务请求；终端登录成功后，如果长时 间与前端控制机(3)没有任何数据交互，则前端控制机(3)主动断开与终端的连接，防止死 链接占用系统端口；前端控制机(3)定时向终端发送巡检命令；当用户想从监控管理站了解设备的当前状 态时，可进行手动刷新操作；如果未到定时巡检间隔，终端检测到状态异常，也可以主动向 前端控制机发送设备状态信息；前端控制机(3)发送完巡检命令后，等待终端的状态响应， 如果长时间没收到终端的响应，则重发巡检命令，如果收到终端的状态信息，则将状态信息 上传到应用服务器(l)，完成巡检过程。
7.如权利要求3所述的电力电缆护层接地电流状态监测分析系统的监测分析方法， 其特征是，所述监控管理站(4)启动后，首先从本地配置文件加载数据库、界面风格配置信 息；监控管理站(4)根据界面风格配置项，初始化主界面；并尝试连接中心数据库；如果连 接数据库失败，则提示用户检查配置或网络连接；如果连接数据库成功，从数据库加载坐席 信息，并根据坐席信息加载设备信息和设备状态信息，加载完成后，程序启动完成；监控管理站(4)站初始化完成后，根据数据库中对应用服务器(1)的配置信息，尝试与 应用服务器(1)建立连接；如果连接失败，过一段时间，重新尝试连接服务器；如果连接成 功，则向应用服务器(1)发送登录请求，并等待应用服务器(1)的登录响应；如果应用服务 器(1)拒绝监控管理站(4)登录，则向用户提示登录失败的原因；如果应用服务器(1)允许 监控管理站(4)登录，则定时向应用服务器(1)发现心跳数据，以确保与应用服务器(1)的 长连接；如果长时间收不到应用服务器(1)的任何数据，则认为与应用服务器(1)的连接已 经无效，监控管理站(4)主动断开与应用服务器(1)的连接，等待一段时间后，重新连接并 登录应用服务器(1);监控管理站(4)从应用服务器(1)接收接地电流的状态信息，经过分析计算，得出实 际值；如果实际值超过系统配置的值限，将状态值进行告警处理和显示；如果实际值没有 超过系统配置的值限，则将实际值通过设备状态列表、平面示意图、实时变化曲线展现给用 户；用户按终端、分组方式来进行分类管理，或通过设备查询功能，直接定位到某个设备；监控管理站(4)从应用服务器(1)接收接地电流的状态信息，经过分析计算得出实 际值，根据实际值判断该设备的状态值已经达到报警值限，系统根据数据库的设定，判断该 设备的报警级别， 一方面，将报警记录添加到报警列表进行显示，并用不同颜色标示报警级 别；另一方面，用语音方式提示用户哪个设备产生的报警，用户对报警信息进行确认后，系 统更新报警列表的显示，报警处理完成。
全文摘要
本发明涉及一种电力电缆护层接地电流状态监测分析系统及其方法。它自动检测电力电缆运行状态，从而为评估电力电缆运行状态是否良好提供了有力保证；同时还可将故障信息及时的以多种告警形式通知给维护人员，为电缆的及时检修提供了保证等优点，其结构为它包括应用服务器，它分别与资源管理器、前端控制机、监控管理站、语音管理器、短信管理器和数据浏览器连接；前端控制机与至少一个监控主机连接，最多可连接255个，监控主机则与至少一个数据采集设备连接，最高限制与实际铺设线路有关。应用服务器是核心软件模块，只有当应用服务器正常运行时，其他软件�？椴拍苷饭ぷ鳎渌？橹洳荒苤苯油ㄐ牛堑牧刀际峭üτ梅衿骼粗凶摹�
文档编号G01R31/08GK101788593SQ201010002568
公开日2010年7月28日 申请日期2010年1月11日 优先权日2010年1月11日
发明者吴建冬, 吴洪波, 曹义良, 王亚盛, 高波 申请人:山东康威通信技术股份有限公司
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