CN109813372A - 一种地下电缆接头监测站 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种地下电缆接头监测站，包括地下监测装置和地上供能装置，所述地下监测装置包括电缆沟内靠近电缆接头设置的控制箱，所述控制箱内设置控制机构和灭火机构，所述控制箱上设置第一监测机构，所述电缆沟内在电缆接头上方设置设置半圆形的轨道机构，所述轨道机构上设置第二监测机构和与灭火机构连通的灭火喷头；本发明可以对电缆沟内电缆接头处进行温度和烟雾的精准监测，并及时将信息发送至控制中心，且在出现异常时现场能够及时针对故障点扑灭或压制火情，为工作人员赶来检修提供充足的时间。

Description

一种地下电缆接头监测站

技术领域

本发明涉及电力运维技术领域，具体涉及一种地下电缆接头监测站。

背景技术

一般认为交联电缆线路在正常环境中的寿命约为30年，然而由于电缆敷设在电缆沟、排管、隧道内，甚至直埋于地下，敷设环境与使用状态会极大的影响电缆的寿命，再加上电缆制造或安装时的局部缺陷，在温度、电力、机械力、水份、油质、有机化合物、碱、酸、微生物等的作用下，可能会发生局部放电（Partial Discharge，简称 PD），导致绝缘的劣化，产生树枝老化，从而导致电缆故障，如图1.4所示。电力电缆一旦出现问题，由于电缆线路敷设的特殊性导致故障查找非常困难，除了要投入大量人力物力进行故障排查，还将导致线路停电，如果故障得不到及时排除，会造成严重的经济损失和社会影响。

公开号为108181552A的专利提供一种地下地下电缆接头监测站及其故障检测方法，地下地下电缆接头监测站包括：电缆故障测距设备，包括低压脉冲信号源、高压脉冲信号源、和高速接收装置，用于低压脉冲反射法和闪络法进行信号检测，电缆路径检测设备，包括交流高压信号源和电磁感应接收装置，交流高压信号源频率幅值可调，交流高压信号源激励待测电缆产生电磁场，电磁感应接收装置检测待测电缆产生的电磁场，故障点检测设备，包括高压脉冲信号源、直流信号源、交流信号源、跨步电压接收装置、电磁感应接收装置以及声磁同步接收装置。本系统可广泛用于地下电缆开路、短路、接地、低阻、高阻闪络性及高阻泄漏性故障的检测，得到更为精确的故障点。但是上述方案虽然能够及时检测出故障，却不能第一时间对故障现场进行灭火降温处理，事故后的损失较大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种地下电缆接头监测站，可以对电缆沟内电缆接头处进行温度和烟雾的精准监测，并及时将信息发送至控制中心，且在出现异常时现场能够及时针对故障点扑灭或压制火情，为工作人员赶来检修提供充足的时间。

为解决上述技术问题，本发明提供一种地下电缆接头监测站，包括地下监测装置和地上供能装置，所述地下监测装置包括电缆沟内靠近电缆接头设置的控制箱，所述控制箱内设置控制机构和灭火机构，所述控制箱上设置第一监测机构，所述电缆沟内在电缆接头上方设置设置半圆形的轨道机构，所述轨道机构上设置第二监测机构和与灭火机构连通的灭火喷头，所述地上供能装置包括压力发电模块、风力发电模块、太阳能发电模块以及与各个模块连接的蓄能机构，所述控制机构与灭火机构、第一监测机构、第二监测机构和轨道机构信号连接。

进一步的，所述控制机构包括微控制器，所述第一监测机构包括温湿度传感器，所述控制机构还与通信机构连接，所述通信机构采用有线光纤通信或GPRS无线通信。

进一步的，所述轨道机构包括对应电缆接头设置的半圆环形的撑杆，所述撑杆上表面设置滑槽，所述撑杆上设置滑套，所述滑套上对应所述滑槽设置导向块，所述撑杆的两端设置拉动机构，两个所述拉动机构与所述滑套的对应端连接，所述滑套上对应电缆接头设置第二监测机构和灭火喷头。

进一步的，所述拉动机构包括撑杆的端部外侧设置的支架，所述支架上对应滑槽旋转设置卷筒，所述卷筒上缠绕设置拉线，所述拉线的另一端与滑套对应的端部连接，所述卷筒与设置在支架上的拉动电机传动连接。

进一步的，所述灭火机构包括设置在控制箱内的氮气罐，所述氮气罐上设置出气管道，所述出气管道上设置电磁阀，所述出气管道通过供气软管与灭火喷头连通。

进一步的，所述第二监测机构包括红外温度传感器和烟雾传感器。

进一步的，所述压力发电模块包括电缆接头位置上方地面设置的发电地板，所述发电地板一侧设置座椅。

进一步的，所述太阳能发电模块包括座椅两侧后方设置的立柱，所述立柱的上端设置覆盖座椅和发电地板的集水盘，所述集水盘上通过撑架设置太阳能电池板，所述集水盘的面积大于太阳能电池板的面积，所述太阳能电池板下表面设置与所述集水盘上表面接触的导热棒。

进一步的，所述风力发电模块包括两个立柱之间设置的挡风板，所述挡风板的两侧通过连杆与对应的立柱连接，所述连杆采用压电悬臂梁，所述挡风板上活动设置海报。

进一步的，所述蓄能机构包括蓄电池和充放电控制器，所述充放电控制器的输入端与发电地板、太阳能电池板和连杆电连接，所述充放电控制器的输出端与控制机构、灭火机构、第一监测机构、第二监测机构和轨道机构电连接。

进一步的，所述通信机构设置在立柱上，所述通信机构与控制机构通过有线的方式连接。

本发明提供的地下电缆接头监测站，包括地下监测装置和地上供能装置，所述地下监测装置包括电缆沟内靠近电缆接头设置的控制箱，所述控制箱内设置控制机构和灭火机构，所述控制箱上设置第一监测机构，所述电缆沟内在电缆接头上方设置设置半圆形的轨道机构，所述轨道机构上设置第二监测机构和与灭火机构连通的灭火喷头，所述地上供能装置包括压力发电模块、风力发电模块、太阳能发电模块以及与各个模块连接的蓄能机构，所述控制机构与灭火机构、第一监测机构、第二监测机构和轨道机构信号连接。第一监测机构对现场的环境温度进行监测，而轨道机构可以带动第二监测机构和灭火喷头围绕电缆接头上方进行旋转，从而对电缆接头进行无死角的温度和烟雾监测，同时在监测信息反馈到控制机构内，在通过温度和烟雾判定起火后灭火喷头喷射隔绝氧气的气体，消除现场的火情，维持现场处在一个较安全的情况下，为检修工作人员到来提供时间。地上供能机构通过三种方式进行发电，保证现场的各个机构有充足的电能进行工作。蓄能机构将电能存储起来，并提供给各个机构使用，避免发电量较少时无电可用。

所述控制机构包括微控制器，所述第一监测机构包括温湿度传感器，所述控制机构还与通信机构连接，所述通信机构采用有线光纤通信或GPRS无线通信。温湿度传感器用来环境温湿度，在环境温湿度判定可能有火情后启动第二监测机构进行监测确认，微控制器可以采用80c51内核的控制器，无需价格较高的，其处理的数据较少，选择性价比较高的芯片就行。GPRS无线通信可以实现远程分无线通信或者采用光纤通信保证通信的准确率。

所述轨道机构包括对应电缆接头设置的半圆环形的撑杆，所述撑杆上表面设置滑槽，所述撑杆上设置滑套，所述滑套上对应所述滑槽设置导向块，所述撑杆的两端设置拉动机构，两个所述拉动机构与所述滑套的对应端连接，所述滑套上对应电缆接头设置第二监测机构和灭火喷头。撑杆的两端位于电缆沟内的地面上并固定，撑杆截面为圆形且位于电缆接头的正上方，滑套可以在撑杆上滑动，且通过滑槽和导向块的作用使得滑套不会旋转，而第二监测机构以及灭火喷头设置在滑套的内侧，能够对应电缆接头进行监测。两个拉动机构分别连接滑套的两端，通过拉动机构可以带动滑套在撑杆上滑动，从而对电缆接头进行无死角的监测，且在发现起火的位置后可以调整好喷头的方向，对应准确位置喷射灭火气体，使用更少的气体就能够达到阻燃的目的。

所述拉动机构包括撑杆的端部外侧设置的支架，所述支架上对应滑槽旋转设置卷筒，所述卷筒上缠绕设置拉线，所述拉线的另一端与滑套对应的端部连接，所述卷筒与设置在支架上的拉动电机传动连接。拉线从滑槽内经过，可以对拉线的活动进行一定程度的限定，卷筒与拉动电机传动连接，通过电机带动卷筒转动，使得拉线拉动滑套在撑杆上移动，从而调整第二监测机构和喷头的位置。

所述灭火机构包括设置在控制箱内的氮气罐，所述氮气罐上设置出气管道，所述出气管道上设置电磁阀，所述出气管道通过供气软管与灭火喷头连通。控制机构与电磁阀连接，在判定现场电缆接头高温或起火后打开电磁阀，氮气从罐内喷出，通过喷射管道进入到喷头喷向电缆接头，避免接头处起火并通过高速气流以及氮气气化吸热特性实现一定程度的降温。

所述第二监测机构包括红外温度传感器和烟雾传感器。红外温度传感器可以实现非接触式的远程测温，烟雾传感器随位置移动可以监测不同位置的烟雾浓度，避免因为微风存在导致处于上风向时监测不精准的情况发生。

所述压力发电模块包括电缆接头位置上方地面设置的发电地板，所述发电地板一侧设置座椅。地上供能装置设计成一个休息亭的结构，压力发电模块采用发电地板铺设在地面上，行人需要做到椅子上休息时会经过发电地板从而产生电能。

所述太阳能发电模块包括座椅两侧后方设置的立柱，所述立柱的上端设置覆盖座椅和发电地板的集水盘，所述集水盘上通过撑架设置太阳能电池板，所述集水盘的面积大于太阳能电池板的面积，所述太阳能电池板下表面设置与所述集水盘上表面接触的导热棒。太阳能发电模块可以作为休息亭的主体，立柱对太阳能电池板进行支撑，使其接收阳光照射，同时能够对下方挡雨和遮阳。而电池板是通过撑架设置在集水盘上的，集水盘的面积大于电池板的面积，遮阳集水盘的边沿不会被电池板遮挡，在下雨时部分雨水会收集进入到集水盘内，集水盘内的水受到阳光照射少，蒸发不会很快，当电池板在发电时如果温度过高，热量会通过导热棒传递至集水盘内，集水盘内的雨水吸收热量挥发会对电池板进行降温，同时集水盘优选导热性能好的材料制件，这样在无雨水时也会加速电池板的散热。

所述风力发电模块包括两个立柱之间设置的挡风板，所述挡风板的两侧通过连杆与对应的立柱连接，所述连杆采用压电悬臂梁，所述挡风板上活动设置海报。风力发电模块通过截留风力引起震动来发电，本申请中未采用电机发电是避免旋转的叶片伤人。挡风板上设置海报，提供广告位，同时连杆采用压电悬臂梁，在起风时挡风板截留风力引起连杆震动从而发电。

所述蓄能机构包括蓄电池和充放电控制器，所述充放电控制器的输入端与发电地板、太阳能电池板和连杆电连接，所述充放电控制器的输出端与控制机构、灭火机构、第一监测机构、第二监测机构和轨道机构电连接。电能通过充放电控制器存入蓄电池内，充放电控制器还可以对其他的设备提供电能，且充放电控制器能够追踪最佳发电区间，可以提高太阳能电池板的发电效率。

所述通信机构设置在立柱上，所述通信机构与控制机构通过有线的方式连接。通信机构如果采用有线的方式通信，那么设置在立柱或者电缆沟内都可以，而如果采用无线方式通信，设置在立柱上可以保证通信的效果。

本发明可以对电缆沟内电缆接头处进行温度和烟雾的精准监测，并及时将信息发送至控制中心，且在出现异常时现场能够及时针对故障点扑灭或压制火情，为工作人员赶来检修提供充足的时间。

附图说明

图1为本发明地下电缆接头监测站的结构示意图；

图2为本发明拉动机构的结构示意图；

图3为本发明压力发电模块和太阳能发电模块的结构示意图；

图4为本发明风力发电模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图1-4，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一，本发明提供了一种地下电缆接头监测站，包括地下监测装置和地上供能装置，所述地下监测装置包括电缆沟内靠近电缆接头17设置的控制箱2，所述控制箱2内设置控制机构1和灭火机构，所述控制箱2上设置第一监测机构5，所述电缆沟内在电缆接头17上方设置设置半圆形的轨道机构，所述轨道机构上设置第二监测机构和与灭火机构连通的灭火喷头14，所述地上供能装置包括压力发电模块、风力发电模块、太阳能发电模块以及与各个模块连接的蓄能机构，所述控制机构1与灭火机构、第一监测机构、第二监测机构和轨道机构信号连接。

所述控制机构1包括微控制器，所述第一监测机构5包括温湿度传感器，所述控制机构1还与通信机构25连接，所述通信机构25采用有线光纤通信或GPRS无线通信。

第一监测机构对现场的环境温度进行监测，而轨道机构可以带动第二监测机构和灭火喷头围绕电缆接头上方进行旋转，从而对电缆接头进行无死角的温度和烟雾监测，同时在监测信息反馈到控制机构内，在通过温度和烟雾判定起火后灭火喷头喷射隔绝氧气的气体，消除现场的火情，维持现场处在一个较安全的情况下，为检修工作人员到来提供时间。地上供能机构通过三种方式进行发电，保证现场的各个机构有充足的电能进行工作。蓄能机构将电能存储起来，并提供给各个机构使用，避免发电量较少时无电可用。通信机构用于将现场的监测信息发送至控制中心，便于发现故障后及时报警。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：

所述轨道机构包括对应电缆接头17设置的半圆环形的撑杆10，所述撑杆10上表面设置滑槽11，所述撑杆10上设置滑套12，所述滑套12上对应所述滑槽11设置导向块13，所述撑杆10的两端设置拉动机构8，两个所述拉动机构8与所述滑套11的对应端连接，所述滑套12上对应电缆接头17设置第二监测机构和灭火喷头14。

所述拉动机构包括撑杆10的端部外侧设置的支架19，所述支架19上对应滑槽11旋转设置卷筒20，所述卷筒20上缠绕设置拉线9，所述拉线9的另一端与滑套12对应的端部连接，所述卷筒20与设置在支架19上的拉动电机18传动连接。

所述灭火机构包括设置在控制箱2内的氮气罐6，所述氮气罐6上设置出气管道4，所述出气管道4上设置电磁阀3，所述出气管道4通过供气软管7与灭火喷头14连通。

所述第二监测机构包括红外温度传感器15和烟雾传感器16。

撑杆的两端位于电缆沟内的地面上并固定，撑杆截面为圆形且位于电缆接头的正上方，滑套可以在撑杆上滑动，且通过滑槽和导向块的作用使得滑套不会旋转，而第二监测机构以及灭火喷头设置在滑套的内侧，能够对应电缆接头进行监测。两个拉动机构分别连接滑套的两端，通过拉动机构可以带动滑套在撑杆上滑动，从而对电缆接头进行无死角的监测，且在发现起火的位置后可以调整好喷头的方向，对应准确位置喷射灭火气体，使用更少的气体就能够达到阻燃的目的。拉线从滑槽内经过，可以对拉线的活动进行一定程度的限定，卷筒与拉动电机传动连接，通过电机带动卷筒转动，使得拉线拉动滑套在撑杆上移动，从而调整第二监测机构和喷头的位置。控制机构与电磁阀连接，在判定现场电缆接头高温或起火后打开电磁阀，氮气从罐内喷出，通过喷射管道进入到喷头喷向电缆接头，避免接头处起火并通过高速气流以及氮气气化吸热特性实现一定程度的降温。

实施例三

本实施例与实施例一的区别在于：

所述压力发电模块包括电缆接头17位置上方地面设置的发电地板29，所述发电地板29一侧设置座椅28。

所述太阳能发电模块包括座椅28两侧后方设置的立柱27，所述立柱27的上端设置覆盖座椅28和发电地板29的集水盘23，所述集水盘23上通过撑架22设置太阳能电池板21，所述集水盘23的面积大于太阳能电池板21的面积，所述太阳能电池板21下表面设置与所述集水盘23上表面接触的导热棒32。

所述风力发电模块包括两个立柱27之间设置的挡风板30，所述挡风板30的两侧通过连杆31与对应的立柱27连接，所述连杆31采用压电悬臂梁，所述挡风板30上活动设置海报。

所述蓄能机构包括蓄电池24和充放电控制器26，所述充放电控制器26的输入端与发电地板29、太阳能电池板和连杆电连接，所述充放电控制器26的输出端与控制机构1、灭火机构、第一监测机构、第二监测机构和轨道机构电连接。

所述通信机构25设置在立柱27上，所述通信机构25与控制机构1通过有线的方式连接。

以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种地下电缆接头监测站，其特征在于：包括地下监测装置和地上供能装置，所述地下监测装置包括电缆沟内靠近电缆接头设置的控制箱，所述控制箱内设置控制机构和灭火机构，所述控制箱上设置第一监测机构，所述电缆沟内在电缆接头上方设置设置半圆形的轨道机构，所述轨道机构上设置第二监测机构和与灭火机构连通的灭火喷头，所述地上供能装置包括压力发电模块、风力发电模块、太阳能发电模块以及与各个模块连接的蓄能机构，所述控制机构与灭火机构、第一监测机构、第二监测机构和轨道机构信号连接。

2.如权利要求1所述的地下电缆接头监测站，其特征在于：所述控制机构包括微控制器，所述第一监测机构包括温湿度传感器，所述控制机构还与通信机构连接，所述通信机构采用有线光纤通信或GPRS无线通信。

3.如权利要求1所述的地下电缆接头监测站，其特征在于：所述轨道机构包括对应电缆接头设置的半圆环形的撑杆，所述撑杆上表面设置滑槽，所述撑杆上设置滑套，所述滑套上对应所述滑槽设置导向块，所述撑杆的两端设置拉动机构，两个所述拉动机构与所述滑套的对应端连接，所述滑套上对应电缆接头设置第二监测机构和灭火喷头。

4.如权利要求3所述的地下电缆接头监测站，其特征在于：所述拉动机构包括撑杆的端部外侧设置的支架，所述支架上对应滑槽旋转设置卷筒，所述卷筒上缠绕设置拉线，所述拉线的另一端与滑套对应的端部连接，所述卷筒与设置在支架上的拉动电机传动连接。

5.如权利要求4所述的地下电缆接头监测站，其特征在于：所述灭火机构包括设置在控制箱内的氮气罐，所述氮气罐上设置出气管道，所述出气管道上设置电磁阀，所述出气管道通过供气软管与灭火喷头连通。

6.如权利要求1所述的地下电缆接头监测站，其特征在于：所述第二监测机构包括红外温度传感器和烟雾传感器。

7.如权利要求6所述的地下电缆接头监测站，其特征在于：所述压力发电模块包括电缆接头位置上方地面设置的发电地板，所述发电地板一侧设置座椅。

8.如权利要求7所述的地下电缆接头监测站，其特征在于：所述太阳能发电模块包括座椅两侧后方设置的立柱，所述立柱的上端设置覆盖座椅和发电地板的集水盘，所述集水盘上通过撑架设置太阳能电池板，所述集水盘的面积大于太阳能电池板的面积，所述太阳能电池板下表面设置与所述集水盘上表面接触的导热棒。

9.如权利要求8所述的地下电缆接头监测站，其特征在于：所述风力发电模块包括两个立柱之间设置的挡风板，所述挡风板的两侧通过连杆与对应的立柱连接，所述连杆采用压电悬臂梁，所述挡风板上活动设置海报。

10.如权利要求9所述的地下电缆接头监测站，其特征在于：所述蓄能机构包括蓄电池和充放电控制器，所述充放电控制器的输入端与发电地板、太阳能电池板和连杆电连接，所述充放电控制器的输出端与控制机构、灭火机构、第一监测机构、第二监测机构和轨道机构电连接。