一、 技术路线

  本项目开发一款兼容性强，可安装在不同配电供电线路的电缆中间头在线监测装置，安装在电缆中间头一侧（电源侧或负荷侧），并且与电缆中间头外护套直接接触，通过监测电缆中间头部件附件的磁场来判断是否发生故障，并确定发生故障点的位置。及时发出告警信号，并上传异常数据至监控后台和移动终端（微信小程序端），指导运维人员进行核实处理。

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1、对电缆中间头是否发生故障进行实时监测

电缆周围的磁场可以看成是由在导体与外皮之间流动的电流I产生的磁场以 及金属外皮与大地之间的电流I’产生的磁场迭加形成的。电缆的导体是包在环形金属外皮里边的，回路电流I在电缆上方地面上产生的磁场很小，地面上的磁场主要是在金属外皮与大地之间的回路电流I’产生的。在故障点前后脉冲磁场没有明显的变化，一般比较微弱。故障点放电电流产生的磁场 有较明显的异常变化，可以根据磁场的这一异常变化来判断是否发生故障。本监测装置检测故障电流主要通过霍尔电流传感器实现，当电流大于一定值时才会触发告警输出。电流互感器线圈轴向与电缆方向平行，理论上只能检测到故障点线芯与金属护层间故障电流（横向），而不能检测到沿电缆轴向的电流。

2、定位发生故障的电缆中间头

安装在电缆中间头一侧（电源侧或负荷侧），并且与电缆中间头外护套直接接触，这样可以较真实地测量电缆中间头周围环境状态。理想情况下，三相电缆流过的电流保持平衡，监测装置测量到的电流大小为零；正常运行情况下，三相负荷存在着一定的不平衡，监测装置可以测得较小的电流，典型地，其零序电流值小于100A。

3、监测状态及告警信息通过NB-IoT的通讯方式上报

装置具备NB-IoT无线通讯模块，可上传电缆中间头故障报警信号及装置电池电压、电池欠压告警等信息监控后台和移动终端（微信小程序端）。

二、创新点

1、通过对相地连接时电缆的磁场分布状态的深入研究，创新地利用故障点放电电流产生的磁场 有较明显的异常变化，可以根据磁场的这一异常变化来判断是否发生故障的原理，使用霍尔电流传感器进行实时监测电缆中间头的磁场变化，当监测到故障时立即触发告警输出。

2、创新地使用了NB-IoT无线通讯模块，利用模块的PSM（Power Saving Mode）模式进行数据传输，并结合休眠中断唤醒机制可把本装置的平均工作电流控制在20uA以内，实现了在无外部电源可用的情况下，对电缆中间头进行实时监测并在故障发生时立即上报告警信息，而且由内置电池供电的使用寿命也可长达3年之久。

3、故障告警信号，可立即上传到相应的微信小程序端，使得运维人员可及时对故障点进行核实处理。