用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元、主监测模块及装置

摘要

本发明公开了用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元、主监测模块及装置，属于高铁基础设施安全运行监测技术领域，其具体包括电流数据检测及传输模块、温度数据检测及传输模块、数据整合模块、数据处理模块和数据传输模块；通过本发明用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元可实现对高铁贯通线电力电缆温度数据和环流数据的检测和远程监控，为高铁贯通线的安全运行维护提供信息化支持。

说明书

技术领域

本发明属于高铁基础设施运行监测技术领域，涉及高铁贯通线电力电缆的运行监测、维护管理技术，具体为用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元、主监测模块及装置。

背景技术

高速铁路电力贯通线主要是为铁路车站及沿线区间等非牵引负荷进行供电的系统，电压等级为10kV，采用单芯高压电缆，其在通电运行时，由于电磁感应原理，在屏蔽层、铠装层会形成感应电压，为了人身及设备安全，按《高速铁路设计规范》，每隔3km增加电缆中间接头，并对屏蔽层、铠装层采取接地措施，如果接地不当就会造成电缆发热甚至烧伤，因此需要对高速铁路电力贯通线进行实时监测。目前高速铁路电力供电系统10kV高压电缆实时监测主要手段有便携式红外测温、在线式红外监测、光纤测温、接地电流监测(检测)等几种，针对便携式红外测温，其难以实现在线实时监测，在线式红外监测因为其测点多，将增大安装施工维护工作量，不利于高压电缆现场管理工作；光纤测温，其接地电流检测需要通过有线连接的方式实时监测，现场布线复杂，增加了现场施工工作量，不易于管理维护，且以上几种监测方式没有实现有机整合，不能形成统一的整体。

发明内容

针对上述现有的高铁贯通线电力电缆监测安装施工维护工作量大，不易于整体有机管理的问题，本发明提出了用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元、主监测模块及装置，其是通过无线通信或有线通讯的方式实现数据传输，进行数据累积、统一分析，实时掌握电缆运行的情况，具体技术方案如下：

用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元，包括电流数据检测及传输模块、温度数据检测及传输模块、数据整合模块、数据处理模块和数据传输模块；

所述电流数据检测及传输模块用于检测高铁贯通线电力电缆铠装层和屏蔽层的感应电流数据并将测得的感应电流数据传输给数据整合模块；

所述温度数据检测及传输模块用于检测高铁贯通线电力电缆的温度数据并将测得的温度数据传输给数据整合模块；

所述数据整合模块用于接收感应电流数据和温度数据并将感应电流数据和温度数据进行整合后传输给数据处理模块；

所述数据处理模块用于接收整合后的感应电流数据和温度数据并对整合后的感应电流数据和温度数据进行阈值警报和显示；

所述数据传输模块用于传输数据处理模块处理后的感应电流数据和温度数据。

进一步限定，所述用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元还包括其他数据检测及传输模块；

所述其他数据检测及传输模块用于检测高铁贯通线电力电缆的工作环境温度数据和工作环境湿度数据并将测得的工作环境温度数据和工作环境湿度数据传输给数据整合模块；

所述数据整合模块用于接收感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据并将感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据进行整合后传输给数据处理模块；

所述数据处理模块用于接收整合后的感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据并对整合后的感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据进行阈值警报和显示；

所述数据传输模块用于传输数据处理模块处理后的感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据。

用于高铁贯通线电力电缆的主监测模块，包括感应取电模块、能量收集模块、电源管理模块、储能电池和上述用于高铁贯通线的数据处理单元；

所述感应取电模块用于通过电磁感应原理产生电能并将产生的电能传输给能量收集模块；

所述能量收集模块用于接收感应取电模块产生的电能并对接收的电能进行整流滤波，同时将整流滤波后的电能传输给电源管理模块；

所述电源管理模块用于对整流滤波后的电能进行充放电管理；

所述储能电池通过电源管理模块进行电能储存，同时对用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元进行供电。

进一步限定，所述用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元包括电流数据检测及传输模块、温度数据检测及传输模块、数据整合模块、数据处理模块和数据传输模块；

所述电流数据检测及传输模块用于检测高铁贯通线电力电缆铠装层和屏蔽层的感应电流数据并将测得的感应电流数据传输给数据整合模块；

所述温度数据检测及传输模块用于检测高铁贯通线电力电缆的温度数据并将测得的温度数据传输给数据整合模块；

所述数据整合模块用于接收感应电流数据和温度数据并将感应电流数据和工作温度数据进行整合后传输给数据处理模块；

所述数据处理模块用于接收整合后的感应电流数据和温度数据并对整合后的感应电流数据和温度数据进行处理；

所述数据传输模块用于传输数据处理模块处理后的感应电流数据和温度数据；

所述储能电池用于对数据整合模块、数据处理模块和数据传输模块进行供电。

进一步限定，所述用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元还包括其他数据检测及传输模块；

所述其他数据检测及传输模块用于检测高铁贯通线电力电缆的工作环境温度数据和工作环境湿度数据并将测得的工作环境温度数据和工作环境湿度数据传输给数据整合模块；

所述数据整合模块用于接收感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据并将感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据进行整合后传输给数据处理模块；

所述数据处理模块用于接收整合后的感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据并对整合后的感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据进行阈值警报和显示；

所述数据传输模块用于传输数据处理模块处理后的感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据。

上述用于高铁贯通线电力电缆的主监测模块的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将感应取电模块卡套在高铁贯通线电力电缆上，感应取电模块通过高铁贯通线电力电缆产生的磁场利用电磁感应原理产生电能，并将产生的电能传输给能量收集模块；能量收集模块对电能进行整流滤波处理，并将整流滤波后的电能传输给电源管理模块；电源管理模块对储能电池进行充电或放电管理并对多余的电能进行接地释放；储能电池对电能进行储存并给数据整合模块、数据处理模块和数据传输模块进行供电；

2)电流数据检测及传输模块卡套于高铁贯通线电力电缆的铠装层和屏蔽层的接地引出线上，对高铁贯通线电力电缆铠装层和屏蔽层的感应电流数据进行检测并将感应电流数据传输给数据整合模块；温度数据检测及传输模块与高铁贯通线电力电缆紧密贴合，对高铁贯通线电力电缆铠装层和屏蔽层的温度数据进行检测并将温度数据传输给数据整合模块；其他数据检测及传输模块对高铁贯通线电力电缆的工作环境温度数据和工作环境湿度数据进行检测并将工作环境温度数据和工作环境湿度数据传输给数据整合模块；数据整合模块接收感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据并对感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据进行阈值预警设定和显示；数据传输模块将感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据进行传输。

基于上述用于高铁贯通线电力电缆的主监测模块所形成的用于高铁贯通线电力电缆的主监测装置，包括感应取电装置、能量收集装置、电源管理装置、储能电池和数据处理装置；

所述感应取电装置、能量收集装置、电源管理装置和储能电池自前往后依次电连接，所述储能电池用于对数据处理装置进行供电；

所述感应取电装置包括下壳A、第二弹性件、下壳B、铁芯B、上壳B、铁芯A和上壳A，所述铁芯B和铁芯A上均饶有多匝线圈，所述下壳A上设置有铁芯A容置腔，所述铁芯A置于铁芯A容置腔内，所述上壳A设置在下壳A上方并与下壳A可拆卸连接，所述下壳B上设置有下壳B容置腔，所述铁芯B置于下壳B容置腔内，且所述铁芯B通过第二弹性件与下壳 B容置腔的内壁连接，所述上壳B设置在下壳B容置腔上方并与下壳B可拆卸连接，所述下壳A和下壳B可拆卸连接成环状结构，所述铁芯B的端面与铁芯A的端面接触；

所述能量收集装置上设置有整流滤波电路，所述整流滤波电路与铁芯B和铁芯A上的线圈电连接；

所述电源管理装置上设置有电源管理电路，所述电源管理电路的输入端与整流滤波电路电连接，所述电源管理电路的输出端与储能电池和数据处理装置电连接。

进一步限定，所述数据处理装置为PCBA板，所述PCBA板上设置有电流数据检测及传输装置、温度数据检测及传输装置、其他数据检测及传输装置、数据整合装置、数据处理装置和数据传输装置；

所述电流数据检测及传输装置、温度数据检测及传输装置和其他数据检测及传输装置均与数据整合装置连接，所述数据整合装置与数据处理装置连接，所述数据传输装置与数据处理装置连接；

所述电流数据检测及传输装置为电流传感器；

所述温度数据检测及传输装置为温度传感器；

所述其他数据检测及传输装置为温度传感器和湿度传感器；

所述数据整合装置上设置有电流信号整合电路和温度信号整合电路；

所述数据处理装置为微处理器MCU；

所述数据传输装置为无线传输装置和/或有线传输装置。

进一步限定，所述整流滤波电路包括接线端子J1、肖特基二极管D1、肖特基二极管D2、肖特基二极管D3、肖特基二极管D4、肖特基二极管D5、片式陶瓷电容C1、引线型铝电解电容C2、引线型铝电解电容C3、场效应管Q1，所述接线端子J1与铁芯B和铁芯A上的线圈连接，所述肖特基二极管D2、肖特基二极管D3、肖特基二极管D4和肖特基二极管D5均与接线端子J1并联连接，所述场效应管Q1、肖特基二极管D2、肖特基二极管D3和肖特基二极管D1两两之间并联连接，所述肖特基二极管D1、片式陶瓷电容C1、引线型铝电解电容C2 和引线型铝电解电容C3自前往后依次串联连接；

所述电源管理电路包括电压基准U1、电源管理芯片U2、电压比较器U3、功率电感L1、所述电压基准U1与电压比较器U3并联连接，所述电源管理芯片U2与电压比较器U3并联连接，所述功率电感L1与电源管理芯片U2并联连接。

进一步限定，所述电流信号整合电路包括接线端子J8、开关二极管D9、开关二极管D11、瞬态抑制二极管D10、贴片式磁珠FB1、贴片式磁珠FB2、第一电阻R36、第二电阻R37、第三电阻R38、第四电阻R39、第一电容C32、第二电容C33、第三电容C34和电流数据输出端口，所述接线端子为电流传感器上电流信号的输入端，所述接线端子通过开关二极管D9和开关二极管D11与瞬态抑制二极管D10连接，且所述开关二极管D9和开关二极管D11并联连接，所述瞬态抑制二极管D10通过贴片式磁珠FB1和贴片式磁珠FB2与第二电阻R37连接，且所述贴片式磁珠FB1和贴片式磁珠FB2并联连接，所述第四电阻R39和第三电阻R38均与第一电阻R37和贴片式磁珠FB2并联连接，所述第一电阻R36与第二电阻R37连接，且所述第一电阻R36和第三电阻R38并联连接，所述第一电容C32与第一电阻R36串联连接，所述第三电阻R38与第三电容C34串联连接，所述第二电容C33与第一电容C32和第三电容C34 并联连接，所述电流数据输出端口与第二电容C33并联连接；

所述温度信号整合电路包括接线端子J10、瞬态抑制二极管D15、贴片式陶瓷电容C40、开关二极管D16、电压基准芯片U8、片式陶瓷电容C38、通用运算放大器U9和温度数据输出端口，所述接线端子J10为温度传感器上温度信号的输入端，所述接线端子J10、瞬态抑制二极管D15和贴片式陶瓷电容C40自前往后依次并联连接，所述开关二极管D16与通用运算放大器U9串联连接，且所述开关二极管D16和通用运算放大器U9均与贴片式陶瓷电容C40并联连接，所述片式陶瓷电容C38与开关二极管D16和通用运算放大器U9并联连接，所述电压基准芯片U8与片式陶瓷电容C38串联连接，所述温度数据输出端口与电压基准芯片U8 串联连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元上的电流数据检测及传输模块可对高铁贯通线电力电缆铠装层和屏蔽层的感应电流数据进行检测并将检测的感应电流数据传输给数据整合模块，温度数据检测及传输模块可对高铁贯通线电力电缆的温度数据进行检测并将检测的温度数据传输给数据整合模块，数据整合模块可接收感应电流数据和温度数据并对感应电流数据和温度数据进行整合，数据处理模块对整合后的感应电流数据和温度数据进行阈值警报和显示；测出的感应电流和较高的温度对高铁贯通线电力电缆的运行是有害的，通过数据处理模块对感应电流和温度进行阈值警报(用报警合适点)。处理后的感应电流数据和温度数据通过数据传输模块将数据传输给外部其他显示设备，实现了对高压贯通线电力电缆温度数据和电流数据的检测和远程监控，为高铁贯通线电力电缆的安全运行维护提供信息化支持。

2、本发明用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元还包括其他数据检测及传输模块，其他数据检测及传输模块可对高铁贯通线电力电缆的工作环境温度数据和工作环境湿度数据进行检测并将测得的工作环境温度数据和工作环境湿度数据传输给数据整合模块，数据整合模块对工作环境温度数据和工作环境湿度数据整合后传输给数据处理模块，数据处理模块处理后通过数据传输模块传输给外部其他显示设备，对高铁贯通线电力电缆周围的环境进行进一步监测，数据监测更加全面，通过远程监测使后期的分析判断更加准确。

3、本发明用于高铁贯通线电力电缆的主监测模块，其上设置有感应取电模块、能量收集模块、电源管理模块、储能电池和用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元，感应取电模块是根据高铁贯通线电力电缆自身产生的磁场利用电磁感应原理进行发电，通过能量收集模块和电源管理模块对产生的电能进行整流滤波和充放电管理，再通过储能电池进行储存，通过储能电池可对用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元进行供电，满足主监测模块自身用电所需，解决了电源获取难，避免了现场布线增加维护工作量及增加安全风险的问题，同时增加了主监测模块持续工作的时间，避免了因模块电量不足导致频繁更换设备而增加维护工作量的问题。

4、感应取电装置上设置有下壳A、第二弹性件、下壳B、铁芯B、上壳B、铁芯A和上壳A，铁芯B和铁芯A上均饶有多匝线圈，铁芯A置于铁芯A容置腔内，铁芯B置于下壳B 容置腔内，铁芯B通过第二弹性件与下壳B容置腔的内壁连接，下壳A和下壳B可拆卸连接，由于下壳A和下壳B的可拆卸连接实现了开合式结构设计，使得在无须拆装高压电缆设备即可完成下壳A和下壳B的安装，且由于第二弹性件和可拆卸连接的作用使得安装半径灵活可调，能够适用多种型号的高铁贯通线电力电缆，安装施工方便。

5、数据传输装置可通过无线和有线两种方式传输，具有更强的现场适应性。

6、电流信号整合电路上的开关二极管D9和开关二极管D11能够抑制传导抗扰，防止后续电路受到干扰或放电损坏电路，瞬态抑制二极管D10吸收电路中的高浪涌，对电路进行保护，贴片式磁珠FB1和贴片式磁珠FB2可抑制电路中的高频噪声，对电路进行保护，第一电容C32和第三电容C34可避免电流信号因通过电阻而产生衰减，第二电容C33可进一步进行滤波，得到纯净的电流信号。

7、温度信号整流电路中的瞬态抑制二极管D15用于抑制不必要的噪声对温度信号的影响，保护后续电路原件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击；贴片式陶瓷电容C40可进行滤波，开关二极管D16可抑制传导抗扰，防止后续电路受到干扰或放电损坏电路，对电路进行保护；电压基准芯片U8可稳定基准电压；片式陶瓷电容C38可避免电流信号因通过电阻而产生衰减；通用运算放大器U9可对检测的电压信号进行放大。

8、整流滤波电路上肖特基二极管D2、肖特基二极管D3、肖特基二极管D4和肖特基二极管D5形成整流桥，对感应的交流电进行整流变换，得到直流电用于装置自身工作；肖特基二极管D1用于电路保护，防止感应电流过大造成后续电路电子元件烧损；引线型铝电解电容 C2和引线型铝电解电容C3用于储能，与后续电源管理及稳压电路配合，对电池进行充电；场效应管Q1电源管理电路配合用于充放电开关。

9、电源管理电路上的电源管理芯片可控制，当电路处于充电状态时，电源管理芯片U2 开始工作，功率电感L1用于低频阻流。

附图说明

图1为主监测模块的示意图；

图2为主检测模块的结构示意图；

图3为整流滤波电路图连接示意图；

图4为电源管理电路结构示意图；

图5为电流信号整合电路示意图；

图6为温度信号整合电路示意图；

其中，1-防水接头；2-第一螺钉，3-第一弹簧，4-挡圈，5-活动线卡，6-下壳A，7-防水垫圈，8-下壳B，9-铁芯B，10-上壳B，11-第二弹簧，12-铁芯A，13-上壳A，14-PCBA板，15-镍锌电池。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案进行进一步的解释说明，但本发明的技术方案并不限于以下说明的实施方式。

本发明用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元，包括电流数据检测及传输模块、温度数据检测及传输模块、数据整合模块、数据处理模块和数据传输模块；

电流数据检测及传输模块用于检测高铁贯通线电力电缆铠装层和屏蔽层的感应电流数据并将测得的感应电流数据传输给数据整合模块；

温度数据检测及传输模块用于检测高铁贯通线电力电缆的温度数据并将测得的温度数据传输给数据整合模块；

数据整合模块用于接收感应电流数据和温度数据并将感应电流数据和温度数据进行整合后传输给数据处理模块；

数据处理模块用于接收整合后的感应电流数据和温度数据并对整合后的感应电流数据和温度数据进行阈值警报和显示；

数据传输模块用于传输数据处理模块处理后的感应电流数据和温度数据。

优选的，用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元还包括其他数据检测及传输模块；

其他数据检测及传输模块用于检测高铁贯通线电力电缆的工作环境温度数据和工作环境湿度数据并将测得的工作环境温度数据和工作环境湿度数据传输给数据整合模块；

数据整合模块用于接收感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据并将感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据进行整合后传输给数据处理模块；

数据处理模块用于接收整合后的感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据并对整合后的感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据进行阈值警报和显示；

数据传输模块用于传输数据处理模块处理后的感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据。

用于高铁贯通线电力电缆的主监测模块，包括感应取电模块、能量收集模块、电源管理模块、储能电池和上述用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元；

感应取电模块用于通过电磁感应原理产生电能并将产生的电能传输给能量收集模块；

能量收集模块用于接收感应取电模块产生的电能并对接收的电能进行整流滤波，同时将整流滤波后的电能传输给电源管理模块；

电源管理模块用于对整流滤波后的电能进行充放电管理；

储能电池通过电源管理模块进行电能储存，同时对用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元进行供电。

上述用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元包括电流数据检测及传输模块、温度数据检测及传输模块、数据整合模块、数据处理模块和数据传输模块；

电流数据检测及传输模块用于检测高铁贯通线电力电缆铠装层和屏蔽层的感应电流数据并将测得的感应电流数据传输给数据整合模块；

温度数据检测及传输模块用于检测高铁贯通线电力电缆的温度数据并将测得的温度数据传输给数据整合模块；

数据整合模块用于接收感应电流数据和温度数据并将感应电流数据和温度数据进行整合后传输给数据处理模块；

数据处理模块用于接收整合后的感应电流数据和温度数据并对整合后的感应电流数据和温度数据进行处理；

数据传输模块用于传输数据处理模块处理后的感应电流数据和温度数据；

储能电池用于对数据整合模块、数据处理模块和数据传输模块进行供电。

上述用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元还包括其他数据检测及传输模块；

其他数据检测及传输模块用于检测高铁贯通线电力电缆的工作环境温度数据和工作环境湿度数据并将测得的工作环境温度数据和工作环境湿度数据传输给数据整合模块；

数据整合模块用于接收感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据并将感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据进行整合后传输给数据处理模块；

数据处理模块用于接收整合后的感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据并对整合后的感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据进行阈值警报和显示；

数据传输模块用于传输数据处理模块处理后的感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据。

上述用于高铁贯通线电力电缆的主监测模块的使用方法，包括以下步骤：

1)将感应取电模块卡套在高铁贯通线电力电缆上，感应取电模块通过高铁贯通线电力电缆产生的磁场利用电磁感应原理产生电能，并将产生的电能传输给能量收集模块；能量收集模块对电能进行整流滤波处理，并将整流滤波后的电能传输给电源管理模块；电源管理模块对储能电池进行充电或放电管理并对多余的电能进行接地释放；储能电池对电能进行储存并给数据整合模块、数据处理模块和数据传输模块进行供电；

2)电流数据检测及传输模块卡套于高铁贯通线电力电缆的铠装层和屏蔽层的接地引出线上，对高铁贯通线电力电缆铠装层和屏蔽层的感应电流数据进行检测并将感应电流数据传输给数据整合模块；温度数据检测及传输模块与高铁贯通线电力电缆紧密贴合，对高铁贯通线电力电缆铠装层和屏蔽层的温度数据进行检测并将温度数据传输给数据整合模块；其他数据检测及传输模块对高铁贯通线电力电缆的工作环境温度数据和工作环境湿度数据进行检测并将工作环境温度数据和工作环境湿度数据传输给数据整合模块；数据整合模块接收感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据并对感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据进行阈值预警设定和显示；数据传输模块将感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据进行传输。

基于上述用于高铁贯通线电力电缆的主监测模块所形成的用于高铁贯通线电力电缆的主监测装置，包括感应取电装置、能量收集装置、电源管理装置、储能电池和数据处理装置；

感应取电装置、能量收集装置、电源管理装置和储能电池自前往后依次电连接，储能电池用于对数据处理装置进行供电；

感应取电装置包括下壳A6、第二弹性件、下壳B8、铁芯B9、上壳B10、铁芯A12和上壳A13，铁芯B9和铁芯A12上均饶有多匝线圈，下壳A6上设置有铁芯A容置腔，铁芯A12 置于铁芯A容置腔内，上壳A13设置在下壳A6上方并与下壳A6可拆卸连接，下壳B8上设置有下壳B容置腔，铁芯B9置于下壳B容置腔内，且铁芯B9通过第二弹性件与下壳B容置腔的内壁连接，上壳B10设置在下壳B容置腔上方并与下壳B8可拆卸连接，下壳A6和下壳 B8可拆卸连接成环状结构，铁芯B9的端面与铁芯A12的端面接触；

能量收集装置上设置有整流滤波电路，整流滤波电路与铁芯B9和铁芯A12上的线圈电连接；

电源管理装置上设置有电源管理电路，电源管理电路的输入端与整流滤波电路电连接，电源管理电路的输出端与储能电池和数据处理装置电连接。

数据处理装置为PCBA板，所述PCBA板上设置有电流数据检测及传输装置、温度数据检测及传输装置、其他数据检测及传输装置、数据整合装置、数据处理装置和数据传输装置；

电流数据检测及传输装置、温度数据检测及传输装置和其他数据检测及传输装置均与数据整合装置连接，所述数据整合装置与数据处理装置连接，所述数据传输装置与数据处理装置连接；

电流数据检测及传输装置为电流传感器；

温度数据检测及传输装置为温度传感器；

其他数据检测及传输装置为温度传感器和湿度传感器；

数据整合装置上设置有电流信号整合电路和温度信号整合电路；

数据处理装置为微处理器MCU；

数据传输装置为无线传输装置和/或有线传输装置。

整理滤波电路包括接线端子J1、肖特基二极管D1、肖特基二极管D2、肖特基二极管D3、肖特基二极管D4、肖特基二极管D5、片式陶瓷电容C1、引线型铝电解电容C2、引线型铝电解电容C3、场效应管Q1，接线端子J1与铁芯B9和铁芯A12上的线圈连接，肖特基二极管 D2、肖特基二极管D3、肖特基二极管D4和肖特基二极管D5均与接线端子J1并联连接，场效应管Q1、肖特基二极管D2、肖特基二极管D3和肖特基二极管D1两两之间并联连接，肖特基二极管D1、片式陶瓷电容C1、引线型铝电解电容C2和引线型铝电解电容C3自前往后依次串联连接；

电源管理电路包括电压基准U1、电源管理芯片U2、电压比较器U3、功率电感L1、电压基准U1与电压比较器U3并联连接，电源管理芯片U2与电压比较器U3并联连接，功率电感L1与电源管理芯片U2并联连接。

电流信号整合电路包括接线端子J8、开关二极管D9、开关二极管D11、瞬态抑制二极管 D10、贴片式磁珠FB1、贴片式磁珠FB2、第一电阻R36、第二电阻R37、第三电阻R38、第四电阻R39、第一电容C32、第二电容C33、第三电容C34和电流数据输出端口，接线端子J8 为电流传感器上电流信号的输入端，接线端子J8通过开关二极管D9和开关二极管D11与瞬态抑制二极管D10连接，且开关二极管D9和开关二极管D11并联连接，瞬态抑制二极管D10 通过贴片式磁珠FB1和贴片式磁珠FB2与第二电阻R37连接，且贴片式磁珠FB1和贴片式磁珠FB2并联连接，第四电阻R39和第三电阻R38均与第一电阻R37和贴片式磁珠FB2并联连接，第一电阻R36与第二电阻R37并联连接，且第一电阻R36和第三电阻R38并联连接，第一电容C32与第一电阻R36串联连接，第三电阻R38与第三电容C34串联连接，第二电容C33 与第一电容C32和第三电容C34并联连接，电流数据输出端口与第二电容C33并联连接；

温度信号整流电路包括接线端子J10、瞬态抑制二极管D15、贴片式陶瓷电容C40、开关二极管D16、电压基准芯片U8、片式陶瓷电容C38、通用运算放大器U9和温度数据输出端口，接线端子J10为温度传感器上温度信号的输入端，接线端子J10、瞬态抑制二极管D15 和贴片式陶瓷电容C40自前往后依次并联连接，开关二极管D16与通用运算放大器U9串联连接，且开关二极管D16和通用运算放大器U9均与贴片式陶瓷电容C40并联连接，片式陶瓷电容C38与开关二极管D16和通用运算放大器U9并联连接，电压基准芯片U8与片式陶瓷电容C38串联连接，温度数据输出端口与电压基准芯片U8串联连接。

实施例1

本实施例用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元，其包括电流数据检测及传输模块、温度数据检测及传输模块、数据整合模块、数据处理模块、数据传输模块和其他数据检测及传输模块；

电流数据检测及传输模块用于检测高铁贯通线电力电缆铠装层和屏蔽层的感应电流数据并将测得的感应电流数据传输给数据整合模块；

温度数据检测及传输模块用于检测高铁贯通线电力电缆的温度数据并将测得的温度数据传输给数据整合模块；

其他数据检测及传输模块用于检测高铁贯通线电力电缆的工作环境温度数据和工作环境湿度数据并将测得的工作环境温度数据和工作环境湿度数据传输给数据整合模块；

数据整合模块用于接收感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据并将感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据进行整合后传输给数据处理模块；

数据处理模块用于接收整合后的感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据并对整合后的感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据进行阈值警报和显示；

数据传输模块用于传输数据处理模块处理后的感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据。

通过数据传输模块可将感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据传输给其他外部显示设备，实现对高铁贯通线电力电缆温度数据和电流数据的检测和远程监控，为高铁贯通线电力电缆的安全运行维护提供信息化支持，数据监测更加全面，为高铁贯通线电力电缆的运行状况分析判断提供更加全面、准确的数据。

实施例2

参见图1，本实施例用于高铁贯通线电力电缆的主监测模块，其包括感应取电模块、能量收集模块、电源管理模块、储能电池和用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元，用于高铁贯通线电力电缆的数据处理单元包括电流数据检测及传输模块、温度数据检测及传输模块、数据整合模块、数据处理模块、数据传输模块和其他数据检测及传输模块；

感应取电模块用于通过电磁感应原理产生电能并将产生的电能传输给能量收集模块；

能量收集模块用于接收感应取电模块产生的电能并对接收的电能进行整流滤波，同时将整流滤波后的电能传输给电源管理模块；

电源管理模块用于对整流滤波后的电能进行充放电管理；

储能电池用于通过电源管理模块进行电能储存，同时对数据整合模块、数据处理模块和数据传输模块进行供电；

电流数据检测及传输模块用于检测高铁贯通线电力电缆铠装层和屏蔽层的感应电流数据并将测得的感应电流数据传输给数据整合模块；

温度数据检测及传输模块用于检测高铁贯通线电力电缆的温度数据并将测得的温度数据传输给数据整合模块；

其他数据检测及传输模块用于检测高铁贯通线电力电缆的工作环境温度数据和工作环境湿度数据并将测得的工作环境温度数据和工作环境湿度数据传输给数据整合模块；

数据整合模块用于接收工作感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据并将感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据进行整合后传输给数据处理模块；

数据处理模块用于接收整合后的感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据并对整合后的感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据进行处理；

数据传输模块用于传输数据处理模块处理后的感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据；

数据传输模块用于传输数据处理模块处理后的感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据。

通过感应取电模块、能量收集模块、电源管理模块和储能电池实现了主监测模块自身用电所需，解决了电源获取难，避免了现场布线增加维护工作量及增加安全风险的问题，同时增加了主监测模块持续工作的时间，避免了因模块电量不足导致频繁更换设备而增加维护工作量的问题。

实施例3

本实施例用于高铁贯通线的主监测装置，其包括感应取电装置、能量收集装置、电源管理装置、储能电池和数据处理装置，数据处理装置为PCBA板，在PCBA板上设置有电流数据检测及传输装置、温度数据检测及传输装置、数据整合装置、数据处理装置、数据传输装置和其他数据检测及传输装置，

参见图2，感应取电装置包括防水接头1、第一螺钉2、第一弹簧3、挡圈4、活动线卡5、下壳A 6、防水垫圈7、下壳B 8、铁芯B 9、上壳B 10、第二弹性件、铁芯A 12、上壳A13、PCBA板14和储能电池，第二弹性件为第二弹簧11，储能电池为镍锌电池15，在铁芯B 9和铁芯A12上均饶有多匝线圈，在下壳A 6上设置有铁芯A容置腔，下壳A 6上方为开口，铁芯A置于铁芯A容置腔内，上壳A 13设置在下壳A 6上方的开口处并通过螺钉与下壳A 6可拆卸连接，下壳B 8上设置有下壳B容置腔，铁芯B 9置于下壳B容置腔内，下壳B 8上方为开口，铁芯B 9通过第二弹性件与下壳B容置腔的内壁连接，上壳B 10设置在下壳B容置腔上方的开口处并通过螺钉与下壳B 8可拆卸连接，在下壳A 6相对的两侧设置有活动线卡5，活动线卡5与下壳A 6的一端部外侧壁铰接，在活动线卡5和下壳A 6上设置有螺纹孔，第一弹簧3固定连接在第一螺钉2上，且第一弹簧3和第一螺钉2均穿过活动线卡5和下壳A 6 上的螺纹孔，第一螺钉2与活动线卡5螺纹连接，第一螺钉2与活动线卡5的连接处设置有挡圈4，第一弹簧3端部与铁芯A 12接触连接，通过第一弹簧3和第二弹性件对铁芯A 12和铁芯B 9进行限位和调节；在下壳B 8相对的两侧设置有卡槽，卡槽的位置与活动线卡5的位置对应，通过将活动线卡5卡接在卡槽内将下壳A 6和下壳B 8可拆卸连接成环状结构，构成开合式结构，使用时不用拆卸高压贯通线，方便使用安装，在下壳A 6和下壳B的连接处设置有7防水垫圈；在下壳A 6上设置有PCBA板容置腔和电池容置腔，电池容置腔设置在PCBA 板容置腔下方，PCBA板置于PCBA板容置腔内，在下壳A 6的端部设置有防水接头1，防水接头1可防止PCBA板容置腔和电池容置腔内进水。

在能量收集装置上设置有整流滤波电路，整流滤波电路与铁芯B 9和铁芯A12上的线圈电连接，通过整流滤波电路对感应取电装置产生的电能进行整流滤波；

在电源管理装置上设置有电源管理电路，电源管理电路的输入端与整流滤波电路电连接，电源管理电路的输出端与储能电池和数据处理装置电连接，通过电源管理电路对储能电池进行充放电管理并对多余的电能进行接地释放；

电流数据检测及传输装置、温度数据检测及传输装置和其他数据检测及传输装置均与数据整合装置连接，数据整合装置与数据处理装置连接，数据传输装置与数据处理装置连接；

电流数据检测及传输装置为电流传感器，其用于检测高铁贯通线电力电缆铠装层和屏蔽层的感应电流数据并将测得的感应电流数据传输给数据整合装置；

温度数据检测及传输模块为温度传感器，其用于检测高铁贯通线电力电缆的温度数据并将测得的温度数据传输给数据整合装置；

数据整合装置上设置有电流信号整合电路和温度信号整合电路，通过数据整合装置接收感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据，并对感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据整合后传输给数据处理装置；

数据处理装置接收整合后的感应电流数据、温度数据、工作环境温度数据和工作环境湿度数据并进行处理，处理后的数据通过数据传输装置传输给外部的其他显示设备，用于对高压贯通线的运行状况进行远程监控。数据传输装置为LoRa无线通讯装置和RS485通信装置。其数据处理装置为微处理器MCU，微处理器MCU为市售产品，其型号为MSP430F6721IPN。在数据处理装置上安装有装置稳压电路，通过装置稳压电路为整个装置提供稳定的工作电压。 RS485通信装置的型号为SN65HVD72，RS485通信装置的输入端与数据处理装置连接，RS485 通信装置的输出端与外部显示装置连接，外接显示装置采用的工控屏，其是西安英登科技智能科技有限公司制造的型号为AT710SI的工控屏。

参见图3，整理滤波电路包括接线端子J1、肖特基二极管D1、肖特基二极管D2、肖特基二极管D3、肖特基二极管D4、肖特基二极管D5、片式陶瓷电容C1、引线型铝电解电容C2、引线型铝电解电容C3、场效应管Q1，接线端子J1与铁芯B 9和铁芯A12上的线圈连接，肖特基二极管D2、肖特基二极管D3、肖特基二极管D4和肖特基二极管D5均与接线端子J1并联连接，场效应管Q1、肖特基二极管D2、肖特基二极管D3和肖特基二极管D1两两之间并联连接，肖特基二极管D1、片式陶瓷电容C1、引线型铝电解电容C2和引线型铝电解电容C3 自前往后依次串联连接。肖特基二极管D2、肖特基二极管D3、肖特基二极管D4和肖特基二极管D5形成整流桥，对感应的交流电进行整流变换，得到直流电用于装置自身工作；肖特基二极管D1用于电路保护，防止感应电流过大造成后续电路电子元件烧损；引线型铝电解电容 C2和引线型铝电解电容C3用于储能，与后续电源管理及稳压电路配合，对电池进行充电；场效应管Q1电源管理电路配合用于充放电开关。

参见图4，电源管理电路包括电压基准U1、电源管理芯片U2、电压比较器U3、功率电感L1、电压基准U1与电压比较器U3并联连接，电源管理芯片U2与与电压比较器U3并联连接，功率电感L1与电源管理芯片U2并联连接。电源管理电路上的电源管理芯片可控制当电路处于充电状态时，电源管理芯片U2开始工作，功率电感L1用于低频阻流。

参见图5，电流信号整合电路有两路，第一路包括接线端子J8、开关二极管D9、开关二极管D11、瞬态抑制二极管D10、贴片式磁珠FB1、贴片式磁珠FB2、第一电阻R36、第二电阻R37、第三电阻R38、第四电阻R39、第一电容C32、第二电容C33、第三电容C34和电流数据输出端口，接线端子J8为电流传感器上电流信号的输入端，接线端子J8通过开关二极管 D9和开关二极管D11与瞬态抑制二极管D10连接，且开关二极管D9和开关二极管D11并联连接，瞬态抑制二极管D10通过贴片式磁珠FB1和贴片式磁珠FB2与第二电阻R37连接，且贴片式磁珠FB1和贴片式磁珠FB2并联连接，第四电阻R39和第三电阻R38均与第一电阻R37 和贴片式磁珠FB2并联连接，第一电阻R36与第二电阻R37并联连接，且第一电阻R36和第三电阻R38并联连接，第一电容C32与第一电阻R36串联连接，第三电阻R38与第三电容C34 串联连接，第二电容C33与第一电容C32和第三电容C34并联连接，电流数据输出端口与第二电容C33并联连接。第二路包括接线端子J9、开关二极管D12、开关二极管D13、瞬态抑制二极管D13、贴片式磁珠FB3、贴片式磁珠FB4、第一电阻R40、第二电阻R41、第三电阻 R42、第四电阻R43、第一电容C35、第二电容C36、第三电容C37和电流数据输出端口，接线端子J9为电流传感器上电流信号的输入端，接线端子J9通过开关二极管D12和开关二极管D13与瞬态抑制二极管D13连接，且开关二极管D12和开关二极管D13并联连接，瞬态抑制二极管D13通过贴片式磁珠FB3和贴片式磁珠FB4与第二电阻R41连接，且贴片式磁珠FB3 和贴片式磁珠FB4并联连接，第四电阻R43和第三电阻R42均与第一电阻R40和贴片式磁珠 FB4并联连接，第一电阻R40与第二电阻R41连接，且第一电阻R40和第三电阻R42并联连接，第一电容C35与第一电阻R40串联连接，第三电阻R43与第三电容C36串联连接，第二电容C36与第一电容C35和第三电容C37并联连接，电流数据输出端口与第二电容C37并联连接。开关二极管D9和开关二极管D11能够抑制传导抗扰，防止后续电路受到干扰或放电损坏电路，瞬态抑制二极管D10吸收电路中的高浪涌，对电路进行保护，贴片式磁珠FB1和贴片式磁珠FB2可抑制电路中的高频噪声，对电路进行保护，第一电容C32和第三电容C34 可避免电流信号因通过电阻而产生衰减，第二电容C33可进一步进行滤波，得到纯净的电流信号。

参见图6，温度信号整合电路包括接线端子J10、瞬态抑制二极管D15、贴片式陶瓷电容 C40、开关二极管D16、电压基准芯片U8、片式陶瓷电容C38、通用运算放大器U9和温度数据输出端口，接线端子J10为温度传感器上温度信号的输入端，接线端子J10、瞬态抑制二极管D15和贴片式陶瓷电容C40自前往后依次并联连接，开关二极管D16与通用运算放大器U9串联连接，且开关二极管D16和通用运算放大器U9均与贴片式陶瓷电容C40并联连接，片式陶瓷电容C38与开关二极管D16和通用运算放大器U9并联连接，电压基准芯片U8与片式陶瓷电容C38串联连接，温度数据输出端口与电压基准芯片U8串联连接。瞬态抑制二极管D15用于抑制不必要的噪声对温度信号的影响，保护后续电路原件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击；贴片式陶瓷电容C40可进行滤波，开关二极管D16可抑制传导抗扰，防止后续电路受到干扰或放电损坏电路，对电路进行保护；电压基准芯片U8可稳定基准电压；片式陶瓷电容C38可避免电流信号因通过电阻而产生衰减；通用运算放大器U9可对检测的电压信号进行放大。

上述场效应管Q1的型号是AO4402，电压基准U1的型号是ATL431，电压比较器U3的型号是TLV7011，电源管理芯片U2的型号是LTC3106EFE。