一、为什么需要对电缆接头进行监测在配电网系统中电缆中间接头是相对薄弱的环节。由于制造工艺、安装质量、运行环境等因素影响接头部位容易产生绝缘缺陷进而引发局部放电简称“局放”现象。局部放电不仅会产生高频电信号还会伴随声波发射和温度升高。如果不及时发现和处理局部放电会逐渐劣化绝缘材料最终可能导致电缆击穿故障造成停电事故。因此对电缆中间接头进行局放及温度在线监测能够及时发现绝缘缺陷为评估绝缘老化程度提供判据为电缆检修工作提供依据。二、系统工作原理该监测系统采用三层架构设计传感器层、采集器层、平台层。1. 信号感知层在电缆中间接头处安装专用传感器通过耦合方式获取三种关键信号暂态地电压信号当电缆接头发生局部放电时会产生高频电流脉冲频率在50~300MHz范围在电缆金属屏蔽层内外表面之间形成暂态地电压声音信号局部放电伴随的声波发射0~20kHz频率范围温度信号接触式测温反映接头的热状态2. 数据传输层传感器将采集到的信号通过LoRa无线通信技术传送至附近的采集器。LoRa是一种低功耗广域网通信技术具有传输距离远、功耗低、穿透能力强等特点。采集器作为数据汇聚节点可管理多个传感器最多支持12点/处并通过4G专网VPN加密安全通道采用MQTT协议将数据上传至物管平台。整个传输过程采用AES-128加密标准保障数据安全。3. 平台应用层物管平台负责设备接入管理和数据转发实现对各接头状态的实时监控、数据分析、报警提示等功能。下图简要说明了系统的数据流向传感器 → (LoRa) → 采集器 → (4G专网VPN) → 物管平台 → 数据存储与应用三、系统核心优势1. 多参数综合监测系统同时监测局部放电强度、声音强度、温度三个物理量多维度评估接头状态提高故障诊断的准确性。2. 强抗干扰能力采用模拟滤波、脉冲分组、周期脉冲剔除、设置动态阈值、开相位窗口等综合抗干扰技术有效识别真实局放信号避免误报警。3. 安装适应性好传感器体积小巧采用轧带捆绑式安装可广泛应用于有/无接地线引出的电缆接头安装便捷。4. 电池供电免布线采集器和传感器均采用一次性高能锂电池供电解决了现场取电困难、布线繁琐的实际问题。传感器免维护周期≥8年采集器免维护周期≥6年。5. 高防护等级传感器防护等级不低于IP68可适应潮湿、凝露等恶劣环境。采用一体式环氧树脂灌封结构确保长期运行的可靠性。四、主要设备及性能参数1. 电缆接头在线局放监测装置采集器采集器是系统的数据汇聚和传输核心内置超低功耗微控制器和大容量存储器。关键参数通信方式下行LoRa / 上行4G本地通信速率250kbps通信距离≥100米直视距离管理传感器容量12点/处供电方式一次性高能锂电池免维护周期≥6年工作温度-2070℃防护性能适应095%湿度凝露环境2. 电缆中间接头局放监测装置传感器传感器是直接感知信号的单元安装在电缆接头部位。关键参数局放检测方式暂态脉冲电信号50~300MHz局放测量动态范围060dB局放测量线性度误差≤20%局放测量一致性±2dB声音检测频率0~20kHz测温方式接触式范围-55℃-125℃测温精度优于±1℃安装方式轧带捆绑式供电方式一次性高能锂电池免维护周期≥8年防护等级不低于IP68适用电压等级610kV3. 供电单元为采集器提供备用电源的单元标准电压12.6V系统电压12V工作温度-2070℃。五、现场安装要点1. 采集器安装位置选择尽量靠近电缆接头安装在较高位置避免长期浸泡。安装方式有支架时采用挂装方式直接安装无支架时使用膨胀螺丝钉墙安装安装要求设备竖直安装横平竖直牢固美观。2. 传感器安装位置选择电缆中间接头两侧1米范围内。安装步骤清理电缆表面去除水渍和油污用扎带将传感器绑扎在电缆上靠近传感器两端避开按钮部位剪掉多余扎带若长度不够可串联多根扎带3. 接线与防护电源线连接后需要进行防水处理使用自粘带缠绕接头凹陷处套上双臂热缩管用热风枪或打火机热缩处理天线接口同样做好封装紧固六、数据接入与平台交互系统通过物联管理平台实现数据的统一接入和管理。上传的数据类型包括数据类型单位声音强度dBPa局部放电强度dBm温度℃传感器通信信号强度/传感器电池电压V传感器ID/数据交互流程监测终端建立数据物模型物联管理平台录入物模型监测终端通过MQTT协议上传数据物联管理平台接收、解析并存储数据七、结语配网电缆中间接头局放及温度在线监测系统通过暂态地电压、声音、温度三个维度的综合监测结合无线传输技术和平台化管理实现了对电缆接头状态的远程、实时、准确感知。这种技术方案为配电网的智能化运维提供了有力支撑有助于提升供电可靠性降低故障发生概率。随着物联网技术在电力领域的深入应用类似的在线监测系统将越来越普及成为智能电网的重要组成部分。