智慧电缆井综合状态监测装置采用分布式结构。即电缆接头局放信号通过分布在各个监测点的采集单元对信号进行选通、放大、检波、采集，计算最终结果后，转换成数字信号，经过无线网络，把数据传送到数据服务器，由后台服务器统一对数据进行显示、分析操作。
电力电缆在城市电网中的应用越来越广泛，其运行可靠性对城市供电安全的影响日益重要。对电缆线路实施状态监测是提高其运行可靠性的重要技术手段。统计资料表明，超过85%的电缆线路故障来自于电缆附件（中间接头和终端头），而且将近80%的电缆线路故障是发生在正常运行过程当中。因此，对电缆的中间接头和终端部位实施局部放电和温度监测成为提高电缆运行可靠性的重要技术和管理举措。
10～35kV电缆接头主要部署在电缆井中，监测装置普遍存在安装条件缺乏，运行环境非常恶劣等特点，是实施状态监测的主要技术难题。我公司充分考虑电缆线路运维的实际工程需求和状态监测的现场应用条件，专门开发出此适用的高压电缆线路状态监测装置。
2、标准与规范
近5年来，基于局部放电检测的电气设备状态检修技术在国内电力领域的应用取得了相当大的成绩，也取得了丰富的产品设计和应用经验，有关产品设计和应用的标准和规范也在积极制订当中。本产品在设计和应用时，主要参考了下列标准和规范。
任何规范和标准都有可能被修改，本产品会持续关注相关标准的制订和修订情况，并不断保持产品对最新标准、规范的适用性。
GB 3100-1993 | 国际单位制及其应用 |
GB 3101-1993 | 有关量、单位和符号的一般原则 |
GB/T 4208-2008 | 外壳防护等级（IP 代码） |
GB-T 7261-2016 | 继电保护和安全自动装置基本试验方法 |
GB-T 17626.2-2006
| 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验 |
GB-T 17626.3-2006 | 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 |
GB/T 4208-2008 | 外壳防护等级（IP 代码） |
GB 4793.1-2007 | 测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 第 1 部分：通用要求 |
GB-T 17626.5-2008
| 电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验 |
GB-T 17626.6-2008
| 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验 |
GB-T 17626.8-2008
| 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验
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GB-T 17626.9-2008 | 电磁兼容 试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验
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GB-T 17626.10-2008 | 电磁兼容 试验和测量技术 阻尼振荡磁场抗扰度试验
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GB-T 17626.11-2008 | 电磁兼容 试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验
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Q/GDW 1535-2015 | 变电设备在线监测装置通用技术规范
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智慧电缆井综合状态监测装置采用分布式结构。即电缆接头局放信号通过分布在各个监测点的采集单元对信号进行选通、放大、检波、采集，计算最终结果后，转换成数字信号，经过无线网络，把数据传送到数据服务器，由后台服务器统一对数据进行显示、分析操作。
智慧电缆井综合状态监测装置整体架构如图1所示。整套监测装备主要包括：电缆状态采集单元（MPC-100）、电缆状态监测主控单元（MMU-100）、供电模组（BMS-100）。其中，MPC-100主要用于实时采集电缆接头的局部放电量和温度量 ，并传输给MMU-100；MMU-100的主要功能是轮巡控制各路MPC-100的工作，并将接收到的状态监测数据通过无线通讯模块传输给电缆线路状态监测管控平台。同时，也可以接收由电缆线路状态监测管控平台发出的遥控指令。并对电缆井内的运行环境进行实时监测。整套装置采取大容量、低自放电率电池自主供电模式，无需提供就地工作电源。
图1 智慧电缆井综合状态监测装置系统结构图
l 对电缆接头同时实施局部放电和温度监测，帮助运维人员远程全面掌握电缆的实际运行状态，有助于提前发现电缆缺陷，降低事故发生机率；
l 整套装置采用可更换电池供电，解决了电缆井内缺乏供电电源的难题；
l 整套装置采用高标准防水结构设计（IP68），即使在电缆井严重积水的情况下也能够保证监测装置正常工作；
l 整套装置采用间歇性工作模式，主机单元定时唤醒各电缆状态采集装置，其余时段则控制整套装置处于深度休眠状态，从而保证整套装置长期持续运行；
l 整套装置唤醒时刻可以灵活设置工作时间段，保证电缆线路每个时段的状态都能被监测到，在降低装置功耗的同时保证了状态监测性能的完备性；
l 软硬件系统采用多重电磁屏蔽和抗干扰技术，保证了监测装置运行的可靠性；
l 电缆线路状态监测管控平台可安装在用户服务器端或者云服务端，运维管理人员可通过互联网实时查看电缆线路运行状况及预警情况；
l 支持运维人员通过专用手机APP查看电缆线路状态监测管控平台推送的预警信息和运行状态；
支持采集装置数量：最多7路（6路正常，1路备用）
管理模式：间歇性唤醒，后台可设置，出厂默认整
点唤醒依次类推（例如今天8点唤醒，
明天9点唤醒，24天循环一轮）。
自检功能：按下自检按键3秒后松开，系统会自动
进行一次正常唤醒，并且把数据自动上
传到后台，从而测试系统是否正常。唤
醒工作期间按键上的指示灯会正常闪烁。
通信方式：采集模块采用RS485,
监测平台采用4G/5G无线信号
数据存储：至少10年，超出时间循环覆盖。
防护等级：IP68（支持水浸）
外形尺寸：265*185*95
局放测量范围：0dBmV——70dBmV
局放测量精度：±1dBmV
局放测量带宽：1MHz—100MHz
局放图谱相位精度：3.6°
温度测量范围：-45℃——+125℃
温度测量精度：±0.5℃
温度测量方式：接触式
防护等级：IP68（支持水浸）
外形尺寸：200*100*75
电池电压：3.6V
电池容量：100AH
电池优点：高能量密度、低自放电
率（存放一年低于1%）
运行时间：至少7年
防护等级：IP68（支持水浸）
外形尺寸：188*120*80
电缆状态监测主控单元（MMU-100）、电池模组（BMS-100）使用膨胀螺丝固定到电缆井璧上，固定尺寸如图2、图3所示：
图2 主控单元安装尺寸图
图3 电池单元安装尺寸图
电缆状态采集单元（MPC-100）采用高强度扎带固定到电缆接头附近，高强度扎带不易损坏电缆本体，且固定牢固、不产生环流。安装方式如图4所示：
图4 电缆状态采集单元固定方式
在井口附近打入两个固定螺丝，把通信天线固定到螺丝上，天线距离井口越近越好，可以减小井盖对信号的屏蔽，提高通讯可靠性。安装方式如图5所示：
图5 通信天线固定方式
采集单元和主控单元之间的连接线根据现场走线的距离而定。采用4Pin防水连接器，两端防水连接器接线序号一一对应。防水连接器结构图如图6所示：
图6 防水连接器结构图
主控单元和电池单元采用2Pin的防水连接器成品线进行连接，出厂已配置。如图7所示：
图7 2Pin的防水连接器成品线
2022年5月底，在国家电网某电力公司选取的电缆井中安装智慧电缆井综合状态监测装置，现场采用膨胀螺丝把装置固定到墙体上，现场主控单元和电池模块安装如图8所示：
图8 主控单元和电池模块安装图
采集模块采用高性能扎带固定到电缆头附件，现场安装如图9所示：
图9 采集模块安装图
无线通讯电缆固定到井口附近，如图10所示：
图10 无线通讯安装图
现场采集数据通过无线网络传输到监控平台数据展示，如图11所示：
图11 监控平台数据展示
适用于10kV、20kV及35kV电缆 | |||||
序号 | 名称 | 型号 | 数量 | 单位 | 备注 |
1 | 电缆状态监测主控单元 | MMU-100 | 1 | 个 |
|
2 | 电池管理单元 | BMS-100 | 1 | 个 | |
3 | 电缆状态采集单元 | MPC-100 | 1 | 个 | 每条电缆配一个，集成测温模块 |
支持采集装置数量：最多7路（6路正常，1路备用）
管理模式：间歇性唤醒，后台可设置，出厂默认整
点唤醒依次类推（例如今天8点唤醒，
明天9点唤醒，24天循环一轮）。
自检功能：按下自检按键3秒后松开，系统会自动
进行一次正常唤醒，并且把数据自动上
传到后台，从而测试系统是否正常。唤
醒工作期间按键上的指示灯会正常闪烁。
通信方式：采集模块采用RS485,
监测平台采用4G/5G无线信号
数据存储：至少10年，超出时间循环覆盖。
防护等级：IP68（支持水浸）
外形尺寸：265*185*95
局放测量范围：0dBmV——70dBmV
局放测量精度：±1dBmV
局放测量带宽：1MHz—100MHz
局放图谱相位精度：3.6°
温度测量范围：-45℃——+125℃
温度测量精度：±0.5℃
温度测量方式：接触式
防护等级：IP68（支持水浸）
外形尺寸：200*100*75
电池电压：3.6V
电池容量：100AH
电池优点：高能量密度、低自放电
率（存放一年低于1%）
运行时间：至少7年
防护等级：IP68（支持水浸）
外形尺寸：188*120*80
可接入7个电缆状态采集单元
