CN102998594B - 一种地下电缆巡检与故障定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电缆检测设备，具体涉及一种适用于盖板式电缆沟内电缆的巡检与故障定位装置，包括六足仿生机器人、摄像监测装置、红外线温度传感器、电缆放电拾音器、手持电脑、地面主控计算机，克服了传统电缆故障检测方法效率低、故障类型和故障与异常点查找困难等缺点，通过由主控计算机和手持电脑组成的局域网远程操作控制六足机器人，及时有效的通过声音、温度以及视频信号来监测电缆沟或电缆隧道内电缆的运行情况，对电缆的健康状态进行预测，并在电缆发生故障时能进行快速、准确的故障定位，大大提高了电缆故障的检测效率，显示出巨大的应用前景。

Description

一种地下电缆巡检与故障定位装置

技术领域

本发明涉及一种电缆检测设备，具体涉及一种适用于盖板式电缆沟内电缆的巡检与故障定位装置。

背景技术

替代架空线的地下电缆已被国内外广泛应用，并且成为了城市电力传输的主要发展方向。电缆铺设在地下的电缆沟或者电缆隧道内，电缆沟和电缆隧道内情况复杂，个别地段有积水，还有像老鼠一类的小动物，这样就很容易造成电缆受腐蚀、啃噬、通风不良而降低电缆的绝缘性能，另外电缆线路长期过负荷也会造成电缆绝缘性能的降低，当电缆的绝缘性能降低到一定程度时就很容易出现故障，甚至引发火灾。长期以来，在电缆故障检测方面，主要还是靠人工进行，效率非常低，而且由于电缆线路的隐蔽性、运行资料不完善以及测试设备探测水平的局限性,使电缆故障的查找非常困难。因此业内亟待开发一种电缆沟内动力电缆巡检与故障定位装置。

发明内容

 本发明的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种实现地下电缆巡检和故障定位的装置，在操作人员的远程控制下，对电缆状态进行视频、温度、声音信号的采集，并由手持电脑通过网络双绞线向地面主控计算机实时的提供最直观的电缆运行情况，当电缆发生故障时可以进行故障定位。

本发明的目的是这样实现的：一种地下电缆巡检与故障定位装置，包括六足仿生机器人、摄像监测装置、红外线温度传感器、电缆放电拾音器、手持电脑、地面主控计算机，其中地面主控计算机用以远程控制手持电脑，所述的手持电脑的输出端与地面主控计算机的输入端通过两端均采用网格双绞线连接，所述的摄像监测装置用以采集电缆通道的视频信号，摄像监测装置的输出端与手持电脑的输入端连接，所述的红外线温度传感器用以采集电缆通道内的温度信号，红外线温度控制器的输出端与手持电脑的输入端连接，所述的电缆放电拾音器用以采集电缆通道内的声音信号，电缆放电拾音器通过音频采集卡输入到手持电脑，所述的六足仿生机器人通过USB数据线与手持电脑连接，所述的手持电脑固定于安装在六足仿生机器人上方的一个支架上，该支架由三根铝合金支柱和一个铝合金平板组成；

地面主控计算机用以远程控制手持电脑，所述地面主控计算机通过利用Windows远程桌面控制手持电脑的方法来实时的操作六足机器人的运动；

所述的摄像监测装置由装在支架上的两个摄像头组成，摄像头通过USB接口与手提电脑相连，测出由于鼠害、碰、砸、压等造成电缆外部损伤的损伤点，并通过六足机器人的运行位置确定电缆损伤点，检测电缆沟内的图像为地面主控计算机控制机器人提供数据；

所述的红外线温度传感器测得的电缆表面温度超过电缆最高正常运行温度，当电缆放电拾音器没有测到“滋、滋”的电缆放电声音且摄像监测装置检测到的电缆图像无异常，认为目前电缆处于局部亚健康状态且没有发生漏电和短路故障；电缆放电拾音器测到“滋、滋”的电缆放电声音，但摄像监测装置检测到的电缆图像无异常，认为电缆处于临界故障状态；电缆放电拾音器也测到“滋、滋”的电缆放电声音，且摄像监测装置检测到的电缆表面灼烧或弧光，认为电缆已经发生了漏电故障；电缆温度升高点可通过机器人的位置确定；

所述的电缆放电拾音器用以采集电缆通道内的声音信号，电缆放电拾音器通过音频采集卡输入到手持电脑。

所述的网格双绞线为两端均采用58A或者568B水晶头作为线标准的网线。

所述红外线温度传感器、摄像监测装置、电缆放电拾音器的输出信号传输到手持电脑，再由手持电脑通过网络交叉线传输给主控计算机。

所述的红外线温度传感器测得的电缆表面温度超过电缆最高正常运行温度（采用不同绝缘材料的电缆最高工作温度不一样）、但电缆放电拾音器并没有测到“滋、滋”的电缆放电声音且摄像监测装置检测到的电缆图像无异常，则认为目前电缆处于局部亚健康状态且没有发生漏电和短路故障，应对电缆温度升高处进行进一步的检测。电缆温度升高点可通过机器人的位置确定。

所述的红外线温度传感器测得的电缆表面温度超过电缆最高正常运行温度（采用不同绝缘材料的电缆最高工作温度不一样）、且电缆放电拾音器测到“滋、滋”的电缆放电声音，但摄像监测装置检测到的电缆图像无异常，此时可认为电缆处于临界故障状态，进一步发展电缆将发生对地漏电或相间短路故障，需要进行处理，异常点可通过机器人的运行位置确定。

所述的红外线温度传感器测得的电缆表面温度超过电缆最高正常运行温度（采用不同绝缘材料的电缆最高工作温度不一样）、电缆放电拾音器也测到“滋、滋”的电缆放电声音，且摄像监测装置检测到的电缆表面灼烧或弧光，此时可认为电缆已经发生了漏电故障（单相接地短路），电缆短路处可通过机器人的位置确定。

所述的摄像监测装置检测到的电缆表面有灼烧现象，则认为电缆曾经发生过漏电故障，该故障属于非金属故障，可能是由于环境湿度较大和电缆局部绝缘降低所造成，当环境湿度和电缆局部绝缘恢复正常后，该漏电故障自动消除了，但需要对电缆维护。维修点通过机器人的运行位置确定。

相间短路故障发生且停电后，其故障点的查找方法为，通过所述的摄像监测装置检测到的电缆表面有灼烧现象，并根据通过机器人的运行位置确定其故障点。

本发明的优点：克服了传统电缆故障检测方法效率低、故障类型和故障与异常点查找困难等缺点，通过由主控计算机和手持电脑组成的局域网远程操作控制六足机器人，及时有效的通过声音、温度以及视频信号来监测电缆沟或电缆隧道内电缆的运行情况，对电缆的健康状态进行预测，并在电缆发生故障时能进行快速、准确的故障定位，大大提高了电缆故障的检测效率，显示出巨大的应用前景。

附图说明

    图1为本发明的结构示意图。

    图2为本发明的电路连接框图。

图3为本发明的电路连接图。

具体实施方式

 如图1、2、3所示，一种地下电缆巡检与故障定位装置，包括六足仿生机器人8、摄像监测装置4、红外线温度传感器5、电缆放电拾音器6、手持电脑3、地面主控计算机1，其中地面主控计算机1用以远程控制手持电脑3，所述的手持电脑3的输出端与地面主控计算机1的输入端通过两端均采用网格双绞线2连接，所述的摄像监测装置4用以采集电缆通道的视频信号，摄像监测装置4的输出端与手持电脑3的输入端连接，所述的红外线温度传感器5用以采集电缆通道内的温度信号，红外线温度控制器5的输出端与手持电脑3的输入端连接，所述的电缆放电拾音器6用以采集电缆通道内的声音信号，电缆放电拾音器6通过音频采集卡输入到手持电脑3，所述的六足仿生机器人8通过USB数据线7与手持电脑1连接，所述的手持电脑3固定于安装在六足仿生机器人8上方的一个支架上，该支架由三根铝合金支柱和一个铝合金平板组成，所述的手持电脑3封闭在由不锈钢材料制成的云台室9内；

地面主控计算机用以远程控制手持电脑，所述地面主控计算机通过利用Windows远程桌面控制手持电脑的方法来实时的操作六足机器人的运动；

所述的摄像监测装置由装在支架上的两个摄像头组成，摄像头通过USB接口与手提电脑相连，测出由于鼠害、碰、砸、压等造成电缆外部损伤的损伤点，并通过六足机器人的运行位置确定电缆损伤点，检测电缆沟内的图像为地面主控计算机控制机器人提供数据；

所述的红外线温度传感器测得的电缆表面温度超过电缆最高正常运行温度，当电缆放电拾音器没有测到“滋、滋”的电缆放电声音且摄像监测装置检测到的电缆图像无异常，认为目前电缆处于局部亚健康状态且没有发生漏电和短路故障；电缆放电拾音器测到“滋、滋”的电缆放电声音，但摄像监测装置检测到的电缆图像无异常，认为电缆处于临界故障状态；电缆放电拾音器也测到“滋、滋”的电缆放电声音，且摄像监测装置检测到的电缆表面灼烧或弧光，认为电缆已经发生了漏电故障；电缆温度升高点可通过机器人的位置确定；

所述的电缆放电拾音器用以采集电缆通道内的声音信号，电缆放电拾音器通过音频采集卡输入到手持电脑。

所述的网格双绞线为两端均采用58A或者568B水晶头作为线标准的网线。

所述的六足仿生机器人通过USB数据线与手持电脑连接。

所述的六足仿生机器人，选用市场常见的六足蜘蛛机器人。

所述的手持电脑选用带有USB、网线接口的手持电脑。

地面主控计算机屏幕上同时显示温度坐标曲线和视频画面。

地面主控计算机将声音信号从主控计算机的音频输出接口，送至外置的喇叭。

工作原理：地下电缆巡检与故障定位装置连接好以后，分别打开手持电脑和主控计算机，然后将搭载有手持电脑、摄像检测装置、红外线温度传感器和动力电缆拾音器的六足机器人放到电缆通道内，然后开启主控计算机上的Windows远程桌面，这样主控计算机就可以远程控制手持电脑，同时获得手持电脑的界面，温度传感器采集到的温度信号和摄像测量装置采集到的视频信号在手持电脑分别以温度坐标曲线和视频画面的形式呈现出来，然后手持电脑通过网线将温度坐标曲线和视频画面传送到地面上的主控计算机，并且在主控计算机上同样以温度坐标曲线和现场摄像画面的形式呈现出来，电缆放电拾音器采集到的声音信号通过音频采集卡传输到手持电脑上，然后通过网线传输到主控计算机，并从主控计算机的音频输出口传输出来，送至外置的喇叭。对六足机器人的操作是通过主控计算机打开安装在手持电脑上的“Robot六足”软件来直接调节的六足机器人的运动，最后同时通过传输到主控计算机上的视频画面、声音信号和温度坐标曲线来判断地下电缆是否有故障、以及故障地点。

Claims (1)

1.一种适用于盖板式电缆沟内地下电缆巡检与故障定位装置，包括六足仿生机器人、摄像监测装置、红外线温度传感器、电缆放电拾音器、手持电脑、地面主控计算机，其特征在于：

地面主控计算机用以远程控制手持电脑，所述地面主控计算机通过利用 Windows远程桌面控制手持电脑的方法来实时的操作六足蜘蛛机器人的运动；对六足蜘蛛机器人的操作是通过主控计算机打开安装在手持电脑上的“Robot六足”软件来直接调节的六足机器人的运动，最后同时通过传输到主控计算机上的视频画面、声音信号和温度坐标曲线来判断地下电缆是否有故障以及故障地点；

其中地面主控计算机用以远程控制手持电脑，所述的手持电脑的输出端与地面主控计算机的输入端通过两端均采用网格双绞线连接，所述的摄像监测装置用以采集电缆通道的视频信号，摄像监测装置的输出端与手持电脑的输入端连接，所述的红外线温度传感器用以采集电缆通道内的温度信号，红外线温度控制器的输出端与手持电脑的输入端连接，所述的电缆放电拾音器用以采集电缆通道内的声音信号，电缆放电拾音器通过音频采集卡输入到手持电脑，所述的六足仿生机器人通过 USB数据线与手持电脑连接，所述的手持电脑固定于安装在六足仿生机器人上方的一个支架上，该支架由三根铝合金支柱和一个铝合金平板组成；

所述的摄像监测装置由装在支架上的两个摄像头组成，摄像头通过 USB接口与手提电脑相连，测出由于鼠害、碰、砸、压等造成电缆外部损伤的损伤点，并通过六足机器人的运行位置确定电缆损伤点，检测电缆沟内的图像为地面主控计算机控制机器人提供数据；

所述的红外线温度传感器测得的电缆表面温度超过电缆最高正常运行温度，当电缆放电拾音器没有测到“滋、滋”的电缆放电声音且摄像监测装置检测到的电缆图像无异常，认为目前电缆处于局部亚健康状态且没有发生漏电和短路故障； 电缆放电拾音器测到“滋、滋”的电缆放电声音，但摄像监测装置检测到的电缆图像无异常，认为电缆处于临界故障状态； 电缆放电拾音器也测到 “滋、滋”的电缆放电声音，且摄像监测装置检测到的电缆表面灼烧或弧光， 认为电缆已经发生了漏电故障； 电缆温度升高点可通过机器人的位置确定；

所述的电缆放电拾音器用以采集电缆通道内的声音信号，电缆放电拾音器通过音频采集卡输入到手持电脑；

所述的网格双绞线为两端均采用58A或者568B水晶头作为线标准的网线。