CN105375631A - 用于电网的地下电缆监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电网的地下电缆监控系统。该系统包括：传感器集群，用于监测安装在电缆管道内的电缆；多个采集站，用于获取传感器集群生成的监测数据；第一服务器集群，用于保存栅格数据；第二服务器集群，用于通过监测数据和栅格数据确定电缆的运行状况；流量控制器，通过广域网分别与各个采集站连接，用于处理采集站、第一服务器集群以及第二服务器集群的数据传输请求；光交换机，用于按照数据传输请求的指示传输需要在第一服务器集群与第二服务器集群间传输的数据；监控屏，与第二服务器集群连接，用于图形化展示电缆的运行状况。本发明解决了相关技术中对电力设备的管理效率较低的技术问题。

Description

用于电网的地下电缆监控系统

技术领域

本发明涉及电网监控领域，具体而言，涉及一种用于电网的地下电缆监控系统。

背景技术

在传统的电力传输中，采用架空线的方式输电，工作人员需要现场查看各类设备(如电缆分支箱、开关站、环网柜等)的运行状况，以根据设备的具体运行状况处理各种故障。随着工业化和城市化进程的不断加快，城市化电网改造对电力电缆的需求日益增长，以往的架空线路已逐渐被地埋电力电缆所替代，但地埋电缆具有的隐蔽性增加了电缆在运行维护、管理以及故障维修方面的难度，传统的基于现场巡视的管理方法已经不再适应电缆运行管理发展的需求。

针对相关技术中对电力设备的管理效率较低的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于电网的地下电缆监控系统，以至少解决相关技术中对电力设备的管理效率较低的技术问题。

根据本发明实施例，提供了一种用于电网的地下电缆监控系统，该系统包括：传感器集群，用于监测安装在电缆管道内的电缆，其中，传感器集群中的各个传感器按照预设格式生成监测数据；多个采集站，与传感器集群连接，用于获取传感器集群生成的监测数据；第一服务器集群，用于保存栅格数据；第二服务器集群，用于通过监测数据和栅格数据确定电缆的运行状况；流量控制器，通过广域网分别与各个采集站连接，并连接于第一服务器集群和第二服务器集群之间，用于处理采集站、第一服务器集群以及第二服务器集群的数据传输请求；光交换机，连接与第一服务器集群和第二服务器集群之间，用于按照数据传输请求的指示传输需要在第一服务器集群与第二服务器集群间传输的数据；监控屏，与第二服务器集群连接，用于图形化展示电缆的运行状况。

进一步地，该系统还包括：核心交换机，连接与流量控制器和第二服务器集群之间；安装有漏洞扫描软件的计算机，通过核心交换机分别与第一服务器集群和第二服务器集群连接，计算机用于检测第一服务器集群和第二服务器集群的网络安全漏洞以及网络安全漏洞的位置。

进一步地，第一服务器集群包括：生产业务服务器，用于保存用电负荷数据、电厂发电计划数据以及电厂检修数据；通讯终端服务器，用于为移动终端提供通讯支持，其中，移动终端用于检测电设备的故障；巡检集成服务器，用于保存移动终端检测到的故障数据；备份服务器，用于实时备份生产业务服务器、通讯终端服务器以及巡检集成服务器中的数据；集成有身份认证功能的第一数据库服务器，与光交换机连接，用于保存监测数据，其中，身份认证功能包括判断访问第一数据库服务器的用户是否在预设用户集合内，若用户在预设用户集合内，则确定用户通过身份认证，若用户不在预设用户集合内，则确定用户没有通过身份认证；接入层网络交换机，分别与生产业务服务器、通讯终端服务器、巡检集成服务器以及备份服务器连接，用于接收访问第一服务器集群中各个服务器的数据传输请求；负载均衡器，与接入层网络交换机连接，用于根据第一服务器集群中各个服务器的运行饱和程度确定用于响应数据传输请求的服务器；监控设备，分别与接入层网络交换机和监控屏连接，用于输出电缆的运行状况的图形化展示界面至监控屏。

进一步地，第二服务器集群包括：栅格服务器，用于保存栅格数据；瓦片地图服务器，用于保存包括瓦片地图的数据；空间信息服务器，用于保存空间数据；数据代理服务器，用于接收第一服务器集群中各个服务器或采集站的数据传输请求，并根据数据传输请求返回所请求的数据；第二数据库服务器，分别与栅格服务器、瓦片地图服务器、空间信息服务器以及数据代理服务器连接，用于返回第一服务器集群中各个服务器的数据传输请求所请求的数据。

进一步地，传感器集群包括：电流传感器，固定安装在电缆的接地位置，用于检测电缆的接地电流；局部放电传感器，固定安装在电缆的终端头或中间接头位置，用于检测电缆的终端头或中间接头的放电量；单点沉降计，固定安装在电缆上，用于检测电缆在竖直方向的位移；温度传感器，设置在电缆管道内，用于检测电缆管道内的温度；负载传感器，固定安装在电缆的接头位置，用于检测电缆输出的负荷功率；气体传感器，设置在电缆内，用于检测电缆内的六氟化硫气体浓度；液位传感器，设置在电缆管道内，用于检测电缆管道内的水位；磁光效应传感器，设置在电缆管道内，用于检测电缆管道内的光强；烟感传感器，设置在电缆管道内，用于检测电缆管道内的烟雾浓度。

进一步地，该系统还包括：心跳交换机，连接于第一数据库服务器和第二数据库服务器之间，与光交换机互为备用。

进一步地，该系统还包括：IDS入侵检测设备，与第二服务器集群连接，用于维护第一服务器集群和第二服务器集群的安全。

进一步地，该系统还包括：数据接入设备，通过防火墙与第二服务器集群连接，用于提供预留的数据接入接口。

进一步地，采集站包括：监控仪，与传感器集群连接，用于获取传感器集群的监测数据；多个监控电脑，与监控仪连接，并通过广域网连接至流量控制器，用于显示监测数据。

进一步地，监控仪通过RS485总线与监控电脑连接。

在本发明实施例中，通过传感器集群监测安装在电缆管道内的电缆，其中，传感器集群中的各个传感器按照预设格式生成监测数据；多个采集站获取传感器集群生成的监测数据；第一服务器集群保存栅格数据；第二服务器集群通过监测数据和栅格数据确定电缆的运行状况；流量控制器处理采集站、第一服务器集群以及第二服务器集群的数据传输请求；光交换机按照传输请求的指示传输需要在第一服务器集群与第二服务器集群间传输的数据；监控屏图形化展示电缆的运行状况，解决了相关技术中对电力设备的管理效率较低的技术问题,通过实时传输数据，并根据数据实时更新监控屏中电缆的状态，以便工作人员能够实时监控电缆的运行状态，从而提高了对电缆的管理效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的用于电网的地下电缆监控系统的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

首先，在对本发明实施例进行描述的过程中出现的部分名词或术语适用于如下解释：

瓦片地图：是一种多分辨率层次模型，地层到顶层，分辨率越来越低，但表示的地理范围不变。

栅格：是一种简单的空间数据结构，是指将地球表面划分为大小均匀、紧密相邻的网格阵列，每个象元或象素由行、列定义，并包括一个表示该象素的属性类型或量值的代码，或仅仅包括指向其属性记录的指针。

空间数据，空间数据用于表征地理实体空间分布特征，空间分布特征包括实体的位置、形状以及实体间的空间关系、区域空间结构等。

心跳交换机：两个交换机互为热备，如果其中一台交换机出现故障，则自动切换到另外一个交换机。

入侵检测系统：IntrusionDetectionSystems，简称IDS，是按照一定的安全策略，通过软硬件对网络、系统的运行状况进行监视，以发现各种攻击企图、攻击行为或者攻击结果，以保证网络系统资源的机密性、完整性和可用性。

RS485：一种串行总线标准。

根据本发明实施例，提供了一种用于电网的地下电缆监控系统的实施例，图1是根据本发明实施例的用于电网的地下电缆监控系统的示意图，如图1所示，该系统包括：传感器集群10、多个采集站20、第一服务器集群30、第二服务器集群40、流量控制器50、光交换机60以及监控屏70。

传感器集群，用于监测安装在电缆管道内的电缆，其中，传感器集群中的各个传感器按照预设格式生成监测数据。按照固定的格式(即预设格式)生成数据是为了更加便于后续的数据处理(如数据打包、数据解析等)。

需要说明的是，上述传感器采用的是分布式传感器，在传感器网络内部，各个传感器可以单独将数据传送至服务器，也可以将同一个区域内的所有传感器的数据集中发送至服务器；对于外部设备而言，所有的传感器所组成的是一个传感器群体(即集群)就相当于一个设备，外部设备不用去区分具体的传感器，采用集群技术，可以避免传感器网络瘫痪，在某一个传感器出现故障之后，其相邻的传感器(如摄像机、烟感等)会自动承担发生故障的传感器所负责的工作。

多个采集站，与传感器集群连接，用于获取传感器集群生成的监测数据。

第一服务器集群，用于保存栅格数据。

同样的，采用了集群技术的服务器也可以在其中某台服务器出现故障之后，其它的服务器会主动去分担发生故障的服务器所承担的任务。

第二服务器集群，用于通过监测数据和栅格数据确定电缆的运行状况。

流量控制器，通过广域网分别与各个采集站连接，并连接于第一服务器集群和第二服务器集群之间，用于处理采集站、第一服务器集群以及第二服务器集群的数据传输请求。

光交换机，连接与第一服务器集群和第二服务器集群之间，用于按照数据传输请求的指示传输需要在第一服务器集群与第二服务器集群间传输的数据。

监控屏，与第二服务器集群连接，用于图形化展示电缆的运行状况。

通过上述实施例，通过传感器集群监测安装在电缆管道内的电缆，其中，传感器集群中的各个传感器按照预设格式生成监测数据；多个采集站获取传感器集群生成的监测数据；第一服务器集群保存栅格数据；第二服务器集群通过监测数据和栅格数据确定电缆的运行状况；流量控制器处理采集站、第一服务器集群以及第二服务器集群的数据传输请求；光交换机按照传输请求的指示传输需要在第一服务器集群与第二服务器集群间传输的数据；监控屏图形化展示电缆的运行状况，从而解决了相关技术中对电力设备的管理效率较低的技术问题，通过采用实时传输数据，并根据数据实时更新监控屏中电缆的状态，以便工作人员能够实时监控电缆的运行状态，从而提高了对电缆的管理效率。

具体地，上述第一服务器集群可以包括：生产业务服务器，用于保存用电负荷数据、电厂发电计划数据以及电厂检修数据；通讯终端服务器，用于为移动终端提供通讯支持，其中，移动终端用于检测电设备的故障；巡检集成服务器，用于保存移动终端检测到的故障数据；备份服务器，用于实时备份生产业务服务器、通讯终端服务器以及巡检集成服务器中的数据；集成有身份认证功能的第一数据库服务器，与光交换机连接，用于保存监测数据，其中，身份认证功能包括判断访问第一数据库服务器的用户是否在预设用户集合内，若用户在预设用户集合内，则确定用户通过身份认证，若用户不在预设用户集合内，则确定用户没有通过身份认证；接入层网络交换机，分别与生产业务服务器、通讯终端服务器、巡检集成服务器以及备份服务器连接，用于接收访问第一服务器集群中各个服务器的数据传输请求；负载均衡器，与接入层网络交换机连接，用于根据第一服务器集群中各个服务器的运行饱和程度确定用于响应数据传输请求的服务器；监控设备，分别与接入层网络交换机和监控屏连接，用于输出电缆的运行状况的图形化展示界面至监控屏。

上述的第二服务器集群可以包括：栅格服务器，用于保存栅格数据；瓦片地图服务器，用于保存包括瓦片地图的数据；空间信息服务器，用于保存空间数据；数据代理服务器，用于接收第一服务器集群中各个服务器或采集站的数据传输请求，并根据数据传输请求返回所请求的数据；第二数据库服务器，分别与栅格服务器、瓦片地图服务器、空间信息服务器以及数据代理服务器连接，用于返回第一服务器集群中各个服务器的数据传输请求所请求的数据。

上述的传感器集群可以包括：电流传感器，固定安装在电缆的接地位置，用于检测电缆的接地电流；局部放电传感器，固定安装在电缆的终端头或中间接头位置，用于检测电缆的终端头或中间接头的放电量；单点沉降计，固定安装在电缆上，用于检测电缆在竖直方向的位移；温度传感器，设置在电缆管道内，用于检测电缆管道内的温度；负载传感器，固定安装在电缆的接头位置，用于检测电缆输出的负荷功率；气体传感器，设置在电缆内，用于检测电缆内的六氟化硫气体浓度；液位传感器，设置在电缆管道内，用于检测电缆管道内的水位；磁光效应传感器，设置在电缆管道内，用于检测电缆管道内的光强；烟感传感器，设置在电缆管道内，用于检测电缆管道内的烟雾浓度。

上述的采集站可以包括：监控仪，与传感器集群连接，用于获取传感器集群的监测数据；多个监控电脑，与监控仪连接，并通过广域网连接至流量控制器，用于显示监测数据。

具体地，上述的监控仪可以是计算机或者服务器，其主要功能是集中其所在区域内的传感器的数据，并将各个传感器的数据打包为一个数据包，以将其发送到其它设备(如流量控制器)。监控仪通过RS485总线与监控电脑连接。

为了及时处理服务器间的数据传输请求并保证各个服务器的数据安全，该系统还可以包括：核心交换机，连接与流量控制器和第二服务器集群之间；安装有漏洞扫描软件的计算机，通过核心交换机分别与第一服务器集群和第二服务器集群连接，计算机用于检测第一服务器集群和第二服务器集群的网络安全漏洞以及网络安全漏洞的位置。

可选的，在交换机出现故障时，为了保证系统的稳定运行，本申请的系统还可以包括：心跳交换机，连接于第一数据库服务器和第二数据库服务器之间，与光交换机互为备用。

为了保证系统资源的机密性、完整性和可用性，本申请的系统还可以包括：IDS入侵检测设备，与第二服务器集群连接，用于维护第一服务器集群和第二服务器集群的安全。即依照一定安全策略，对系统的运行状况仅监视，尽可能的发现各种攻击企图、攻击行为或者攻击造成的损失。

如收集其它设备发送的报文，并提取相应的流量统计特征值，将提取的流量统计特征值与内置的入侵知识库中的特征值对比，以获取对应的匹配度，匹配度较高的则被认为是入侵行为，入侵检测设备则会根据相应的配置进行报警或进行有限度的反击。

为了保证系统具有一定可拓展性并保证接入数据的安全，本申请的系统还可以包括：数据接入设备，通过防火墙与第二服务器集群连接，用于提供预留的数据接入接口。即未来如果需要将其他的服务器或数据库接入系统，只需要将其输出的接口设计为与本申请接入接口相匹配的即可。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于电网的地下电缆监控系统，其特征在于，包括：

传感器集群，用于监测安装在电缆管道内的电缆，其中，所述传感器集群中的各个传感器按照预设格式生成监测数据；

多个采集站，与所述传感器集群连接，用于获取所述传感器集群生成的监测数据；

第一服务器集群，用于保存栅格数据；

第二服务器集群，用于通过所述监测数据和所述栅格数据确定所述电缆的运行状况；

流量控制器，通过广域网分别与各个所述采集站连接，并连接于所述第一服务器集群和所述第二服务器集群之间，用于处理所述采集站、所述第一服务器集群以及所述第二服务器集群的数据传输请求；

光交换机，连接与所述第一服务器集群和所述第二服务器集群之间，用于按照所述数据传输请求的指示传输需要在所述第一服务器集群与所述第二服务器集群间传输的数据；

监控屏，与所述第二服务器集群连接，用于图形化展示所述电缆的运行状况。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

核心交换机，连接与所述流量控制器和所述第二服务器集群之间；

安装有漏洞扫描软件的计算机，通过所述核心交换机分别与所述第一服务器集群和所述第二服务器集群连接，所述计算机用于检测所述第一服务器集群和所述第二服务器集群的网络安全漏洞以及所述网络安全漏洞的位置。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一服务器集群包括：

生产业务服务器，用于保存用电负荷数据、电厂发电计划数据以及电厂检修数据；

通讯终端服务器，用于为移动终端提供通讯支持，其中，所述移动终端用于检测电设备的故障；

巡检集成服务器，用于保存所述移动终端检测到的故障数据；

备份服务器，用于实时备份所述生产业务服务器、所述通讯终端服务器以及所述巡检集成服务器中的数据；

集成有身份认证功能的第一数据库服务器，与所述光交换机连接，用于保存所述监测数据，其中，所述身份认证功能包括判断访问所述第一数据库服务器的用户是否在预设用户集合内，若所述用户在所述预设用户集合内，则确定所述用户通过身份认证，若所述用户不在所述预设用户集合内，则确定所述用户没有通过身份认证；

接入层网络交换机，分别与所述生产业务服务器、所述通讯终端服务器、所述巡检集成服务器以及所述备份服务器连接，用于接收访问所述第一服务器集群中各个服务器的所述数据传输请求；

负载均衡器，与所述接入层网络交换机连接，用于根据所述第一服务器集群中各个服务器的运行饱和程度确定用于响应所述数据传输请求的服务器；

监控设备，分别与所述接入层网络交换机和所述监控屏连接，用于输出所述电缆的运行状况的图形化展示界面至所述监控屏。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第二服务器集群包括：

栅格服务器，用于保存栅格数据；

瓦片地图服务器，用于保存包括瓦片地图的数据；

空间信息服务器，用于保存空间数据；

数据代理服务器，用于接收所述第一服务器集群中各个服务器或所述采集站的所述数据传输请求，并根据所述数据传输请求返回所请求的数据；

第二数据库服务器，分别与所述栅格服务器、所述瓦片地图服务器、所述空间信息服务器以及所述数据代理服务器连接，用于返回所述第一服务器集群中各个服务器的所述数据传输请求所请求的数据。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述传感器集群包括：

电流传感器，固定安装在电缆的接地位置，用于检测所述电缆的接地电流；

局部放电传感器，固定安装在所述电缆的终端头或中间接头位置，用于检测所述电缆的终端头或中间接头的放电量；

单点沉降计，固定安装在所述电缆上，用于检测所述电缆在竖直方向的位移；

温度传感器，设置在所述电缆管道内，用于检测所述电缆管道内的温度；

负载传感器，固定安装在所述电缆的接头位置，用于检测所述电缆输出的负荷功率；

气体传感器，设置在所述电缆内，用于检测所述电缆内的六氟化硫气体浓度；

液位传感器，设置在所述电缆管道内，用于检测所述电缆管道内的水位；

磁光效应传感器，设置在所述电缆管道内，用于检测所述电缆管道内的光强；

烟感传感器，设置在所述电缆管道内，用于检测所述电缆管道内的烟雾浓度。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

心跳交换机，连接于所述第一数据库服务器和所述第二数据库服务器之间，与所述光交换机互为备用。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

IDS入侵检测设备，与所述第二服务器集群连接，用于维护所述第一服务器集群和所述第二服务器集群的安全。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

数据接入设备，通过防火墙与所述第二服务器集群连接，用于提供预留的数据接入接口。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述采集站包括：

监控仪，与所述传感器集群连接，用于获取所述传感器集群的监测数据；

多个监控电脑，与所述监控仪连接，并通过所述广域网连接至所述流量控制器，用于显示所述监测数据。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述监控仪通过RS485总线与所述监控电脑连接。