CN106970564B - 一种电缆井沟在线监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆井沟在线监测系统及方法，包括中央处理器、光纤测温仪、局部放电信号处理器、测温数据采集器、RS485智能仪表、数据采集单元、A/D转换单元、报警装置、用于对电缆井沟进行换气的风机、水泵、局部放电传感器、感温光纤、测温变送器、气体探测器、水位探测器及环境温湿度检测器，该系统及方法自动监测电缆井沟中电缆的温度、电缆接口的布局放电信号及温度、以及电缆井沟中的温度、可燃气体浓度及环境温度，同时实现电缆井沟中温度及水的自动控制。

Description

一种电缆井沟在线监测系统及方法

技术领域

本发明属于电缆井沟监测技术领域，涉及一种电缆井沟在线监测系统及方法。

背景技术

随着城市化规模扩大建设速度加快，相应的城市附属设施建设同样发展迅速，电力电缆供电网络也得以快速发展，规模庞大的地下供电网络，电缆分布众多，如何发展同时对电力部门电缆安全运行，事故预防亦提出更高要求。目前全国大多数电力公司一样，对电力隧道、沟道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。2016年8月22日重庆江北鸿恩寺公园内，从北门下行三百米左右，一个电缆井沟失火，导致了电力中断，对3万多人的用电造成了严重的影响。随着国家电力基础设施投入的逐年增大，电力隧道的长度也正在迅速增加，由于运行维护人员的增长速度远远跟不上电力基础设施的增长速度，致使电力隧道运行工作面临着巨大压力，再者随着城市的加速发展，电力沟道和高压管线的迅速增长，电力负荷的急剧增加，电力公司对隧道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，隧道内积水、可燃气体浓度等不影响到供电系统的安全等新的要求，想解决当前面临的种种问题，仅靠大量增加运行人员数量来应对电力隧道的迅速增长和管理压力已经不现实，采用现代化的技术手段来提高电力隧道运行维护水平是当务之急。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种电缆井沟在线监测系统及方法，该系统及方法自动监测电缆井沟中电缆的温度、电缆接口的局放电信号及温度、以及电缆井沟中的温度、可燃气体浓度及环境温度，同时实现电缆井沟中温度及水的自动控制。

为达到上述目的，本发明所述的电缆井沟在线监测系统包括中央处理器、光纤测温仪、局部放电信号处理器、测温数据采集器、RS485智能仪表、数据采集单元、A/D转换单元、报警装置、用于对电缆井沟进行换气的风机、用于抽取电缆井沟底部的水的水泵、用于检测电缆井沟中电缆接口的局部放电信号的局部放电传感器、用于检测电缆井沟中电缆温度的感温光纤、用于检测电缆井沟中电缆接头温度的测温变送器、用于检测电缆井沟中可燃气体浓度的气体探测器、用于检测电缆井沟底部水位的水位探测器及用于检测电缆井沟中温度的环境温湿度检测器；

感温光纤通过光纤测温仪与中央处理器相连接，局部放电传感器的输出端经局部放电信号处理器与中央处理器相连接，测温变送器的输出端依次经测温数据采集器及RS485智能仪表及中央处理器相连接，数据采集单元的输入端与气体探测器的输出端、水位探测器的输出端及环境温湿度检测器的输出端相连接，数据采集单元通过A/D转换单元与中央处理器相连接，中央处理器的输出端通过驱动单元与报警装置的控制端、风机的控制端及水泵的控制端相连接，工作站与中央处理器相连接。

局部放电信号处理器依次经光端机及交换机与中央处理器相连接。

还包括远程终端，中央处理器通过无线通讯单元与远程终端相连接。

中央处理器连接有打印单元。

光纤测温仪与中央处理器之间通过局域网相连接。

所述水位探测器为干簧管式鸭嘴或浮球传感器。

本发明所述的电缆井沟在线监测方法包括以下步骤：

局部放电传感器监测电缆井沟中电缆接口的局部放电信号，并将所述电缆接口的局部放电信号通过局部放电信号处理器依次进行滤波、放大及峰值检测，再发送至中央处理器中，中央处理器将电缆接口的局部放电信号发送至工作站中，工作站显示所述电缆接口的局放电信号；

测温数据采集器通过测温变送器实时监测电缆井沟中电缆接头的温度信息，并将电缆井沟中电缆接头的温度信息经RS485智能仪表发送至中央处理器中，中央处理器将所述电缆井沟中电缆接头的温度信息发送至工作站中，工作站实时显示电缆井沟中电缆接头的温度信息；

光纤测温仪通过感温光纤实时监测电缆井沟中电缆的温度信息，并将电缆井沟中电缆的温度信息发送至中央处理器中，中央处理器将所述电缆井沟中电缆的温度信息发送至工作站中，工作站显示电缆井沟中电缆的温度信息；

数据采集单元通过气体探测器实时采集电缆井沟中可燃气体的浓度信息，并将电缆井沟中可燃气体的浓度信息发送至中央处理器中，中央处理器将所述电缆井沟中可燃气体的浓度信息发送至工作站中，工作站对电缆井沟中可燃气体的浓度信息进行储存，并当电缆井沟中可燃气体的浓度大于等于预设浓度值时，则产生第一驱动信号，并将所述第一驱动信号发送至中央处理器中，中央处理器根据所述第一驱动信号通过驱动单元驱动风机工作，通过风机实现电缆井沟的换气；

数据采集单元通过水位探测器实时采集电缆井沟底部水的水位信息，并将电缆井沟底部水的水位信息发送至中央处理器中，中央处理器将所述电缆井沟底部水的水位信息发送至工作站中，工作站对电缆井沟底部水的水位信息进行储存，并当电缆井沟底部水的水位大于等于预设水位值时，则产生第二驱动信号，并将所述第二驱动信号发送至中央处理器中，中央处理器根据所述第二驱动信号通过驱动单元驱动水泵工作，水泵抽取电缆井沟中的水；

数据采集单元通过环境温湿度检测器实时采集电缆井沟中的温度信息及湿度信息，并将电缆井沟中的温度信息及湿度信息发送至中央处理器中，中央处理器将所述电缆井沟中的温度信息及湿度信息发送至工作站中，工作站对电缆井沟中的温度信息及湿度信息进行储存，并当电缆井沟中的温度大于等于预设温度值或者当电缆井沟中的湿度大于等于预设湿度值时，则产生第三驱动信号，并将所述第三驱动信号发送至中央处理器中，中央处理器根据所述第三驱动信号通过驱动单元驱动报警装置工作，通过报警装置实现报警。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的电缆井沟在线监测系统及方法在具体操作时，通过局部放电传感器检测电缆井沟中电缆接口的局部放电信号，通过测温变送器检测电缆井沟中电缆接头的温度信息，通过感温光纤检测电缆井沟中电缆的温度信息，通过气体探测器检测电缆井沟中可燃气体的浓度信息，通过环境温湿度检测器采集电缆井沟中的温度信息及湿度信息，然后通过工作站显示检测得到的各信息，实现自动监测电缆井沟中电缆的温度、电缆接口的局放电信号及温度、以及电缆井沟中的湿度、可燃气体浓度及环境温度的目的。另外，工作站根据电缆井沟中的可燃气体浓度自动控制风机，实现对电缆井沟中可燃气体的自动调节，工作站根据电缆井沟中水的水位自动控制水泵，实现对电缆井沟中水的自动抽取，操作简单、方便，能够全面的对电缆井沟进行监控，自动化程度较高，安装维护方便，成本低，可靠性较高，能够有效的改善电力隧道运行环境，保证电力隧道及隧道内电力电缆的安全稳定运行。

附图说明

图1为本发明的原理图。

其中，1为电缆接口、2为局部放电传感器、3为局部放电信号处理器、4为光端机、5为交换机、6为中央处理器、7为RS485智能仪表、8为测温数据采集器、9为测温变送器、10为局域网、11为光纤测温仪、12为感温光纤、13为A/D转换单元、14为数据采集单元、15为气体探测器、16为水位探测器、17为环境温湿度检测器、18为工作站、19为无线通讯单元、20为远程终端、21为打印单元、22为驱动单元、23为报警装置、24为风机、25为水泵。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的电缆井沟在线监测系统包括中央处理器6、光纤测温仪11、局部放电信号处理器3、测温数据采集器8、RS485智能仪表7、数据采集单元14、A/D转换单元13、报警装置23、用于对电缆井沟进行换气的风机24、用于抽取电缆井沟底部的水的水泵25、用于检测电缆井沟中电缆接口1的局部放电信号的局部放电传感器2、用于检测电缆井沟中电缆1温度的感温光纤12、用于检测电缆井沟中电缆接头温度的测温变送器9、用于检测电缆井沟中可燃气体浓度的气体探测器15、用于检测电缆井沟底部水位的水位探测器16及用于检测电缆井沟中温度的环境温湿度检测器17；感温光纤12通过光纤测温仪11与中央处理器6相连接，局部放电传感器2的输出端经局部放电信号处理器3与中央处理器6相连接，测温变送器9的输出端依次经测温数据采集器8及RS485智能仪表7及中央处理器6相连接，数据采集单元14的输入端与气体探测器15的输出端、水位探测器16的输出端及环境温湿度检测器17的输出端相连接，数据采集单元14通过A/D转换单元13与中央处理器6相连接，中央处理器6的输出端通过驱动单元22与报警装置23的控制端、风机24的控制端及水泵25的控制端相连接，工作站18与中央处理器6相连接。

局部放电信号处理器3依次经光端机4及交换机5与中央处理器6相连接；本发明还包括远程终端20，中央处理器6通过无线通讯单元19与远程终端20相连接；中央处理器6连接有打印单元21；光纤测温仪11与中央处理器6之间通过局域网10相连接；所述水位探测器16为干簧管式鸭嘴或浮球传感器。

本发明所述的电缆井沟在线监测方法包括以下步骤：

局部放电传感器2监测电缆井沟中电缆接口1的局部放电信号，并将所述电缆接口1的局部放电信号通过局部放电信号处理器3依次进行滤波、放大及峰值检测，再发送至中央处理器6中，中央处理器6将电缆接口1的局部放电信号发送至工作站18中，工作站18显示所述电缆接口1的布局放电信号；

测温数据采集器8通过测温变送器9实时监测电缆井沟中电缆的温度信息，并将电缆井沟中电缆接头的温度信息经RS485智能仪表7发送至中央处理器6中，中央处理器6将所述电缆井沟中电缆接头的温度信息发送至工作站18中，工作站18实时显示电缆井沟中电缆接头的温度信息；

光纤测温仪11通过感温光纤12实时监测电缆井沟中电缆1的温度信息，并将电缆井沟中电缆1的温度信息发送至中央处理器6中，中央处理器6将所述电缆井沟中电缆1的温度信息发送至工作站18中，工作站18显示电缆井沟中电缆1的温度信息；

数据采集单元14通过气体探测器15实时采集电缆井沟中可燃气体的浓度信息，并将电缆井沟中可燃气体的浓度信息发送至中央处理器6中，中央处理器6将所述电缆井沟中可燃气体的浓度信息发送至工作站18中，工作站18对电缆井沟中可燃气体的浓度信息进行储存，并当电缆井沟中可燃气体的浓度大于等于预设浓度值时，则产生第一驱动信号，并将所述第一驱动信号发送至中央处理器6中，中央处理器6根据所述第一驱动信号通过驱动单元22驱动风机24工作，通过风机24实现电缆井沟的换气；

数据采集单元14通过水位探测器16实时采集电缆井沟底部水的水位信息，并将电缆井沟底部水的水位信息发送至中央处理器6中，中央处理器6将所述电缆井沟底部水的水位信息发送至工作站18中，工作站18对电缆井沟底部水的水位信息进行储存，并当电缆井沟底部水的水位大于等于预设水位值时，则产生第二驱动信号，并将所述第二驱动信号发送至中央处理器6中，中央处理器6根据所述第二驱动信号通过驱动单元22驱动水泵25工作，水泵25抽取电缆井沟中的水；

数据采集单元14通过环境温湿度检测器17实时采集电缆井沟中的温度信息及湿度信息，并将电缆井沟中的温度信息及湿度信息发送至中央处理器6中，中央处理器6将所述电缆井沟中的温度信息及湿度信息发送至工作站18中，工作站18对电缆井沟中的温度信息及湿度信息进行储存，并当电缆井沟中的温度大于等于预设温度值或者当电缆井沟中的温度大于等于预设湿度值时，则产生第三驱动信号，并将所述第三驱动信号发送至中央处理器6中，中央处理器6根据所述第三驱动信号通过驱动单元22驱动报警装置23工作，通过报警装置23实现报警。

其中，所述水位探测器16为干簧管式鸭嘴或浮球传感器，干簧管式鸭嘴或浮球传感器能够适应各种复杂水位环境，所述环境温湿度检测器17为AM系列传感器，AM系列传感器能够有效地对设备运行的环境温度湿度进行实时监测，并上传有效数据。

工作站18控制打印单元21进行监测数据的打印，同时工作站18通过中央处理器6及无线通讯单元19将监测得到的数据发送至远程终端20。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种电缆井沟在线监测方法，其特征在于，基于电缆井沟在线监测系统，所述电缆井沟在线监测系统包括中央处理器(6)、光纤测温仪(11)、局部放电信号处理器(3)、测温数据采集器(8)、RS485智能仪表(7)、数据采集单元(14)、A/D转换单元(13)、报警装置(23)、用于对电缆井沟进行换气的风机(24)、用于抽取电缆井沟底部的水的水泵(25)、用于检测电缆井沟中电缆接口(1)的局部放电信号的局部放电传感器(2)、用于检测电缆井沟中电缆(1)温度的感温光纤(12)、用于检测电缆井沟中电缆接头温度的测温变送器(9)、用于检测电缆井沟中可燃气体浓度的气体探测器(15)、用于检测电缆井沟底部水位的水位探测器(16)及用于检测电缆井沟中温度的环境温湿度检测器(17)；

感温光纤(12)通过光纤测温仪(11)与中央处理器(6)相连接，局部放电传感器(2)的输出端经局部放电信号处理器(3)与中央处理器(6)相连接，测温变送器(9)的输出端依次经测温数据采集器(8)及RS485智能仪表(7)及中央处理器(6)相连接，数据采集单元(14)的输入端与气体探测器(15)的输出端、水位探测器(16)的输出端及环境温湿度检测器(17)的输出端相连接，数据采集单元(14)通过A/D转换单元(13)与中央处理器(6)相连接，中央处理器(6)的输出端通过驱动单元(22)与报警装置(23)的控制端、风机(24)的控制端及水泵(25)的控制端相连接，工作站(18)与中央处理器(6)相连接；

包括以下步骤：

局部放电传感器(2)监测电缆井沟中电缆接口(1)的局部放电信号，并将所述电缆接口(1)的局部放电信号通过局部放电信号处理器(3)依次进行滤波、放大及峰值检测，再发送至中央处理器(6)中，中央处理器(6)将电缆接口(1)的局部放电信号发送至工作站(18)中，工作站(18)显示所述电缆接口(1)的布局放电信号；

测温数据采集器(8)通过测温变送器(9)实时监测电缆井沟中电缆接头的温度信息，并将电缆井沟中电缆接头的温度信息经RS485智能仪表(7)发送至中央处理器(6)中，中央处理器(6)将所述电缆井沟中电缆接头的温度信息发送至工作站(18)中，工作站(18)实时显示电缆井沟中电缆接头的温度信息；

光纤测温仪(11)通过感温光纤(12)实时监测电缆井沟中电缆(1)的温度信息，并将电缆井沟中电缆(1)的温度信息发送至中央处理器(6)中，中央处理器(6)将所述电缆井沟中电缆(1)的温度信息发送至工作站(18)中，工作站(18)显示电缆井沟中电缆(1)的温度信息；

数据采集单元(14)通过气体探测器(15)实时采集电缆井沟中可燃气体的浓度信息，并将电缆井沟中可燃气体的浓度信息发送至中央处理器(6)中，中央处理器(6)将所述电缆井沟中可燃气体的浓度信息发送至工作站(18)中，工作站(18)对电缆井沟中可燃气体的浓度信息进行储存，并当电缆井沟中可燃气体的浓度大于等于预设浓度值时，则产生第一驱动信号，并将所述第一驱动信号发送至中央处理器(6)中，中央处理器(6)根据所述第一驱动信号通过驱动单元(22)驱动风机(24)工作，通过风机(24)实现电缆井沟的换气；

数据采集单元(14)通过水位探测器(16)实时采集电缆井沟底部水的水位信息，并将电缆井沟底部水的水位信息发送至中央处理器(6)中，中央处理器(6)将所述电缆井沟底部水的水位信息发送至工作站(18)中，工作站(18)对电缆井沟底部水的水位信息进行储存，并当电缆井沟底部水的水位大于等于预设水位值时，则产生第二驱动信号，并将所述第二驱动信号发送至中央处理器(6)中，中央处理器(6)根据所述第二驱动信号通过驱动单元(22)驱动水泵(25)工作，水泵(25)抽取电缆井沟中的水；

数据采集单元(14)通过环境温湿度检测器(17)实时采集电缆井沟中的温度信息及湿度信息，并将电缆井沟中的温度信息及湿度信息发送至中央处理器(6)中，中央处理器(6)将所述电缆井沟中的温度信息及湿度信息发送至工作站(18)中，工作站(18)对电缆井沟中的温度信息及湿度信息进行储存，并当电缆井沟中的温度大于等于预设温度值或者当电缆井沟中的温度大于等于预设湿度值时，则产生第三驱动信号，并将所述第三驱动信号发送至中央处理器(6)中，中央处理器(6)根据所述第三驱动信号通过驱动单元(22)驱动报警装置(23)工作，通过报警装置(23)实现报警。

2.根据权利要求1所述的电缆井沟在线监测方法，其特征在于，局部放电信号处理器(3)依次经光端机(4)及交换机(5)与中央处理器(6)相连接。

3.根据权利要求1所述的电缆井沟在线监测方法，其特征在于，还包括远程终端(20)，中央处理器(6)通过无线通讯单元(19)与远程终端(20)相连接。

4.根据权利要求1所述的电缆井沟在线监测方法，其特征在于，中央处理器(6)连接有打印单元(21)。

5.根据权利要求1所述的电缆井沟在线监测方法，其特征在于，光纤测温仪(11)与中央处理器(6)之间通过局域网(10)相连接。

6.根据权利要求1所述的电缆井沟在线监测方法，其特征在于，所述水位探测器(16)为干簧管式鸭嘴或浮球传感器。