CN104376908B - 设置有易断节点的地下自修复电力线缆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力技术领域，具体是设置有易断节点的地下自修复电力线缆，包括电力电缆主体，电力电缆主体设有易断点，电力电缆主体还设有冗余段，冗余段位于易断点设置处；外力作用下，易断点处断裂时，易断点不导通，冗余段导通。本发明通过在传统电力电缆主体上设置易断点，在易断点设置冗余段，断裂后，冗余段自动接入，维持电力供应，或者信号通信，提高了传统电力电缆的工作稳定性。

Description

设置有易断节点的地下自修复电力线缆

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种电缆。

背景技术

电力电缆铺设好后，难免会因为地形变化，或者其他外力，产生拉扯，因而断裂。

传统的电力电缆无法实现防断裂的效果，一经断裂就无法正常维持电力供应，或者信号通信。

发明内容

本发明的目的在于提供设置有易断节点的地下自修复电力线缆，以解决传统的电力电缆无法实现防断裂的技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

设置有易断节点的地下自修复电力线缆，包括电力电缆主体，其特征在于，所述电力电缆主体设有易断点，所述电力电缆主体还设有冗余段，所述冗余段位于所述易断点设置处；

外力作用下，所述易断点处断裂时，所述易断点不导通，所述冗余段导通。

本发明通过在传统电力电缆主体上设置易断点，在易断点设置冗余段，断裂后，冗余段自动接入，维持电力供应，或者信号通信，提高了传统电力电缆的工作稳定性。

所述电力电缆主体设有易断点处的外径小于所述电力电缆主体未设易断点处的外径。

本发明通过调整电力电缆主体的外径大小，从而实现易断的效果。传统的电力电缆主体由于安装位置的不定性，无法预知评判断裂处，本发明通过调整电力电缆主体的外径粗细分布，以细处为易断点设置处，当易断点处周边经受到外力作用，易断点处断裂，从而实现了电力电缆主体断点可控性。

所述冗余段是一导电金属丝，所述导电金属丝的一端连接所述易断点的前端部，所述导电金属丝的另一端连接所述易断点的后端部，所述电力电缆主体的电力通道方向为从前至后；

所述导电金属丝的长度大于所述易断点的长度。

从而保证电力电缆主体可以接受一定程度的拉伸延长，维持正常工作。

优选为，所述导电金属丝的长度小于或等于所述易断点的长度的5％。

所述电力电缆主体可以接受原长度5％拉伸延长，而维持正常工作。在实际应用中，电力电缆的拉伸情况往往不会超过5％，而且，如若将导电金属丝的长度设置的过长，导线金属丝的支撑力会明显下降，无法实现冗余的效果。

所述冗余段是一导电弹性金属丝，所述导电弹性金属丝的弹性变形方向为前后方向。

本发明通过导电弹性金属丝的弹性形变从而实现电力电缆主体一定程度的拉伸延长，维持正常工作。

所述电力电缆主体设有拉伸极限，所述电力电缆主体上设有线路通断监控报警装置，所述电力电缆主体超过所述拉伸极限后，所述线路通断监控报警装置无线通讯连接用于报警的服务器；

所述线路通断监控报警装置包括用于检测易断点设置处的电压变化情况的电压传感器，所述电压传感器包括一感知所述电力电缆主体易断点设置处的电压变化情况的电压传感器件，微型处理器系统，所述电压传感器件连接所述微型处理器系统，所述微型处理器系统连接无线通讯模块。

本发明通过线路通断监控报警装置从而实现远程监控电力电缆主体通断情况，在彻底无法修复时，可以自行报警。

以所述电压传感器作为电源，所述电压传感器包括磁感应线圈、磁芯，所述磁感应线圈缠绕在所述磁芯上，所述磁芯套设在所述电力电缆主体径向外围；

所述磁感应线圈的信号输出端连接蓄电模块，所述蓄电模块连接所述电压传感器的电源输入端。

当所述电力电缆主体工作后，所述电力电缆主体为导通交流电的高压电线，所述磁感应线圈感应到电能，并将电能传递给蓄电模块，用以供电，无需外接电源，也无需连接高压线路。

所述电压传感器包括感知所述电力电缆主体电能传输状况的电压传感器件，所述电压传感器件的信号输入端连接所述磁感应线圈的信号输出端。

在感知到超出阈值的信号时，进行报警。

所述磁芯优选环形软磁磁芯。

所述电力电缆主体上设有至少三个易断点，所述至少三个易断点的相邻间距差值小于或等于1m。

所述电压传感器内设有身份识别的特征数据。

本发明通过电压传感器的特征数据，从而实现断裂位置的可辨性。

所述电力电缆主体上设有至少三个电压传感器。

所述至少三个电压传感器包括第一传感器、第二传感器、第三传感器，所述至少三个电压传感器从前至后依次无线通讯连接，所述第一传感器无线通讯连接所述第二传感器，所述第二传感器无线通讯连接所述第三传感器。

为了延长无线信号报警距离，本发明采用接力报警方式。第一传感器的无线信号被第二传感器接收后，再次向外发射，以此类推，组成网络，直至将报警信号传递到服务器。

所述电力电缆主体上易断点的设置间隔为10m～100m。

所述至少三个电压传感器的任意一个所述电压传感器在受到触发时，发出特征数据，与受触发电压传感器邻近的另一电压传感器收到特征数据，对特征数据进行加一形成新的数据，然后再次发出，下一个接收到数据的电压传感器加一后再次发出，直至被服务器接收。

本发明通过这种接力式传递的方式，从而进一步提高了超声波信号的传输距离。因为受触发电压传感器向外发送特征数据时，可能被相邻的多个电压传感器接收，因此一次触发可能造成服务器收到几个不同的数据。服务器将最小的数据视为有效，其他视为无效。

所述至少三个电压传感器相邻的任意两个的电压传感器的间距相等。

根据被执行加法的次数，确定首次受触发的电压传感器与服务器间的距离。进而实现精确位置判断。各个电压传感器不必各自编写特征数据，安装时各个电压传感器完全等价，无需分别。大大降低了施工难度。所述电压传感器内存有的特征数据也一致。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的电路框图；

图3为本发明的电压传感器部分结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1、图2、图3，设置有易断节点的地下自修复电力线缆，包括电力电缆主体6，电力电缆主体6设有易断点1，电力电缆主体6还设有冗余段2，冗余段2位于易断点1设置处；外力作用下，易断点1处断裂时，易断点1不导通，冗余段2导通。本发明通过在传统电力电缆主体6上设置易断点1，在易断点1设置冗余段2，断裂后，冗余段2自动接入，维持电力供应，或者信号通信，提高了传统电力电缆的工作稳定性。

电力电缆主体6设有易断点1处的外径小于电力电缆主体6未设易断点1处的外径。本发明通过调整电力电缆主体6的外径大小，从而实现易断的效果。传统的电力电缆主体6由于安装位置的不定性，无法预知评判断裂处，本发明通过调整电力电缆主体的外径粗细分布，以细处为易断点1处，当易断点1处周边经受到外力作用，易断点1处断裂，从而实现了电力电缆主体6断点可控性。

冗余段2是一个导电金属丝，导电金属丝的一端连接易断点1的前端部，导电金属丝的另一端连接易断点1的后端部，电力电缆主体6的电力通道方向为从前至后；导电金属丝的长度大于易断点1的长度。从而保证电力电缆主体6可以接受一定程度的拉伸延长，维持正常工作。优选为，导电金属丝的长度小于或等于易断点1的长度的5％。电力电缆主体6可以接受原长度5％拉伸延长，而维持正常工作。在实际应用中，电力电缆的拉伸情况往往不会超过5％，而且，如若将导电金属丝的长度设置的过长，导线金属丝的支撑力会明显下降，无法实现冗余的效果。

冗余段2是一导电弹性金属丝，导电弹性金属丝的弹性变形方向为前后方向。本发明通过导电弹性金属丝的弹性形变从而实现电力电缆主体6一定程度的拉伸延长，维持正常工作。

电力电缆主体6设有拉伸极限，电力电缆主体6上设有线路通断监控报警装置，电力电缆主体6超过拉伸极限后，线路通断监控报警装置无线通讯连接用于报警的服务器；线路通断监控报警装置包括用于检测易断点1设置处的电压变化情况的电压传感器，电压传感器包括一电压传感器件9，电压传感器件9连接微型处理器系统8，微型处理器系统8连接无线通讯模块10。微型处理器系统8连接电源7。本发明通过线路通断监控报警装置从而实现远程监控电力电缆主体6通断情况，在彻底无法修复时，可以自行报警。电压传感器设有编码。本发明通过电压传感器的编码，从而实现断裂位置的可辨性。以电压传感器作为电源7，电压传感器包括磁感应线圈3、磁芯4，磁感应线圈3缠绕在磁芯4上，磁芯4套设在电力电缆主体6径向外围；磁感应线圈3的信号输出端连接蓄电模块5，蓄电模块连接电压传感器的电源输入端。当电力电缆主体6工作后，电力电缆主体6为导通交流电的高压电线，磁感应线圈3感应到电能，并将电能传递给蓄电模块5，用以供电，无需外接电源7，也无需连接高压线路。电压传感器包括感知电力电缆主体6电能传输状况的电压传感器件，电压传感器件的信号输入端连接磁感应线圈3的信号输出端。在感知到超出阈值的信号时，进行报警。磁芯4优选环形软磁磁芯4。

电压传感器内设有身份识别的特征数据。本发明通过电压传感器的特征数据，从而实现断裂位置的可辨性。电力电缆主体6上设有至少三个易断点1，至少三个易断点1的相邻间距差值小于或等于1m。电力电缆主体6上设有至少三个电压传感器，至少三个电压传感器包括第一传感器、第二传感器、第三传感器，至少三个电压传感器从前至后依次无线通讯连接，第一传感器无线通讯连接第二传感器，第二传感器无线通讯连接第三传感器。为了延长无线信号报警距离，本发明采用接力报警方式。第一传感器的无线信号被第二传感器接收后，再次向外发射，以此类推，组成网络，直至将报警信号传递到服务器。电力电缆主体6上易断点1的设置间隔为10m～100m。

至少三个电压传感器的任意一个电压传感器在受到触发时，发出特征数据，与受触发电压传感器邻近的另一电压传感器收到特征数据，对特征数据进行加一形成新的数据，然后再次发出，下一个接收到数据的电压传感器加一后再次发出，直至被服务器接收。本发明通过这种接力式传递的方式，从而进一步提高了超声波信号的传输距离。因为受触发电压传感器向外发送特征数据时，可能被相邻的多个电压传感器接收，因此一次触发可能造成服务器收到几个不同的数据。服务器将最小的数据视为有效，其他视为无效。至少三个电压传感器相邻的任意两个的电压传感器的间距相等。根据被执行加法的次数，确定首次受触发的电压传感器与服务器间的距离。进而实现精确位置判断。各个电压传感器不必各自编写特征数据，安装时各个电压传感器完全等价，无需分别。大大降低了施工难度。电压传感器内存有的特征数据也一致。特征数据包括静态数据部、动态数据部，静态数据部用于标识电压传感器，动态数据部用于特征数据在传送过程中的数据叠加。

服务器内设有一静态数据库，静态数据库内存储有电力电缆主体的标准工作条件下的电压信息；服务器内还设有动态数据库，动态数据库实时更新接收到的电压传感器检测到的电力电缆主体电压信息。微型处理器系统连接时钟模块，无线通讯模块定时向外发射信号。便于服务器进行实时监控，以及动态数据库的实时更新，便于人员了解不同工作时间段，不同工作情况下，的具体工作状态。不单单是在传感器超过规定范围，而触发无线通讯模块发送报警信号给上位机。

服务器设有故障模式静态数据库，静态数据库内存储有电压传感器发送的不同的故障模式及与其相对应的电信号的数值范围，不同的故障模式及与其相对应的电信号的数值范围构成判断规则。这里的电信号可以是电压、电流、PWM、频率等电信号形式。故障模式是故障的表现形式，不同的故障模式下电压传感器检测到的电信号有不同的表现形式或数值范围。便于对不同的故障模式进行识别。服务器内设有一动态数据库，服务器内设有一智能控制模块，智能控制模块对电压传感器检测的各电压范围内的异常电信号及其故障表现形式进行记录，并存入动态数据库，动态数据库在使用过程中得以扩展，构成具有自主学习模式的动态数据库。智能控制模块依据动态数据库内不断学习得到的判断规则对电压传感器输出的电信号进行分析，区分电压变化现象，控制电力线路的工作状态，使电力电缆主体始终在正常电压范围内工作，不会损坏。这里的电信号可以是电压、电流、PWM、频率等电信号形式。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.设置有易断节点的地下自修复电力线缆，包括电力电缆主体，其特征在于，所述电力电缆主体设有易断点，所述电力电缆主体还设有冗余段，所述冗余段位于所述易断点设置处；

外力作用下，所述易断点处断裂时，所述易断点不导通，所述冗余段导通。

2.根据权利要求1所述的设置有易断节点的地下自修复电力线缆，其特征在于：所述电力电缆主体设有易断点处的外径小于所述电力电缆主体未设易断点处的外径。

3.根据权利要求1所述的设置有易断节点的地下自修复电力线缆，其特征在于：所述冗余段是一个导电金属丝，所述导电金属丝的一端连接所述易断点的前端部，所述导电金属丝的另一端连接所述易断点的后端部，所述电力电缆主体的电力通道方向为从前至后；

所述导电金属丝的长度大于所述易断点的长度。

4.根据权利要求3所述的设置有易断节点的地下自修复电力线缆，其特征在于：所述冗余段是一导电弹性金属丝，所述导电弹性金属丝的弹性变形方向为前后方向。

5.根据权利要求1所述的设置有易断节点的地下自修复电力线缆，其特征在于：所述电力电缆主体设有拉伸极限，所述电力电缆主体上设有线路通断监控报警装置，所述电力电缆主体超过所述拉伸极限后，所述线路通断监控报警装置无线通讯连接用于报警的服务器；

所述线路通断监控报警装置包括用于检测易断点设置处的电压变化情况的电压传感器，所述电压传感器包括感知所述电力电缆主体易断点设置处的电压变化情况的电压传感器件，微型处理器系统，所述电压传感器件连接所述微型处理器系统，所述微型处理器系统连接无线通讯模块。

6.根据权利要求5所述的设置有易断节点的地下自修复电力线缆，其特征在于：所述电压传感器设有身份识别的特征数据。

7.根据权利要求5所述的设置有易断节点的地下自修复电力线缆，其特征在于：所述电压传感器包括磁感应线圈、磁芯，所述磁感应线圈缠绕在所述磁芯上，所述磁芯套设在所述电力电缆主体径向外围；

所述磁感应线圈的信号输出端连接蓄电模块，所述蓄电模块连接所述电压传感器的电源输入端。

8.根据权利要求7所述的设置有易断节点的地下自修复电力线缆，其特征在于：所述电压传感器件的信号输入端连接所述磁感应线圈的信号输出端。

9.根据权利要求5所述的设置有易断节点的地下自修复电力线缆，其特征在于：所述电力电缆主体上设有至少三个电压传感器，所述至少三个电压传感器的任意一个所述电压传感器在受到触发时，发出特征数据，与受触发电压传感器邻近的另一电压传感器收到特征数据，对特征数据进行加一形成新的数据，然后再次发出，下一个接收到数据的电压传感器加一后再次发出，直至被服务器接收。