CN111093167A - 一种无线无源电缆巡视测温系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力设备监测技术领域，更具体地说，涉及一种无线无源电缆巡视测温系统及其方法，该系统由电缆接头测温装置、采集器和监控中心组成。所述监控中心定期或不定期向所述采集器发送巡检任务，巡检人员根据所述采集器接收的巡检任务对相应的线缆接头进行巡检。所述电缆接头测温装置设置在需要监测的线缆接头附近，实时采集线缆接头温度，接收到指令后即将采集的温度数据发送给所述采集器。本发明提供的无线无源电缆巡视测温系统及其方法，改变了传统的地下线缆接头巡检方式，可以极大地减少巡检人员的工作强度，并准确地获取线缆接头的温度数据。

Description

一种无线无源电缆巡视测温系统及其方法

技术领域

本发明涉及电力设备监测技术领域，更具体地说，涉及一种无线无源电缆巡视测温系统及其方法。

背景技术

随着电力现代化的建设发展，国家开始大量修建地下综合管道，将原来架设在空中的各种线缆，迁入了地下管道中。由于线缆数量庞大，而地下空间有限，因此，往往在狭小的空间内会聚集数量众多的各种线缆。电缆接头易产生过热故障，是地下线缆的薄弱点。由于电缆在地下管道中运行，巡检人员在巡检过程中如果逐一打开电缆盖板进行检查，需要耗费巨大的时间和金钱，这显然是不现实的，因此，巡检人员往往很难发现过热点，预先消除隐患。如果电缆接头过热无法及时获悉，则可能导致整条线路发生故障，从而造成巨大的损失。

因此，本领域亟需一种能够方便地获取地下线缆接头温度信息的系统，当线缆接头温度异常时，巡检人员能够及时进行维护，消除故障隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无线无源电缆巡视测温系统，解决了地下线缆接头温度难以监测的问题。

本发明的另一个目的在于提供一种无线无源电缆巡视测温方法。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种无线无源电缆巡视测温系统，包括：

电缆接头测温装置，用于采集电缆接头温度信息，并通过RFID射频方式与采集器通信连接；

采集器，用于接收所述电缆接头温度信息，并发送至监控中心；

监控中心，用于对所述电缆接头温度信息进行分析、管理以及向所述采集器发布巡检任务。

进一步地，所述电缆接头测温装置包括：

温度传感芯片，固定在电缆接头上，用于采集所述电缆接头温度信息；

RFID模块，用于与所述采集器进行数据通信；

电池，用于提供电力；

控制模块，分别与所述温度传感芯片、RFID模块和电池连接，用于控制所述电缆接头温度信息的采集和数据通信。

进一步地，所述电缆接头测温装置还包括第一存储模块，与所述控制模块连接，用于存储所述电缆接头温度信息。

进一步地，所述控制模块还用于采集电池的电量信息以及控制所述电池是否向所述温度传感芯片供电，当所述电量信息显示电量低于阈值时，所述控制模块控制所述电池以一定频率间隔向所述温度传感芯片供电。

进一步地，所述采集器包括RFID阅读器、无线通信模块、第二存储模块和显示模块，所述RFID阅读器用于与所述RFID模块进行数据通信，所述无线通信模块用于与所述监控中心进行数据通信，所述第二存储模块用于存储所述监控中心发布的巡检任务信息和所述电缆接头测温装置发送的所述电缆接头温度信息，所述巡检任务信息包括所述电缆接头测温装置位置信息、与所述测温装置对应的电缆接头正常温度范围以及巡检路线；所述显示模块用于显示接收的数据。

进一步地，所述采集器还包括异常判断模块，用于根据电缆接头正常温度范围以及所述RFID阅读器接收到的所述电缆接头温度信息，判断数据是否异常。

一种无线无源电缆巡视测温方法，包括以下步骤：

监控中心向采集器发送巡检任务，所述巡检任务包括电缆接头测温装置位置信息以及巡检路线；

巡检人员携带所述采集器按照所述巡检路线进行巡检，到达所述电缆接头测温装置所在位置时，利用所述采集器通过RFID射频方式向所述电缆接头测温装置发送指令，接收电缆接头温度信息；

所述采集器将所述电缆接头温度信息发送至所述监控中心。

进一步地，所述采集器通过RFID射频方式向所述电缆接头测温装置发送指令后，判断是否接收到当前所述电缆接头温度信息，如果是，则再接收存储模块中存储的所述电缆接头温度信息；如果否，则说明所述电缆接头测温装置发生故障，巡检人员对所述电缆接头测温装置进行维修或更换。

进一步地，所述采集器接收到所述当前所述电缆接头温度信息和存储模块中存储的所述电缆接头温度信息后，还包括：判断所述电缆接头温度信息是否存在异常，如果是，则说明对应的电缆接头存在故障。

进一步地，所述采集器通过RFID射频方式向所述电缆接头测温装置发送指令，还接收所述电缆接头测温装置中电池的电量信息，当所述电量信息显示电池电量低于阈值时，更换所述电缆接头测温装置中的电池。

本发明提供一种无线无源电缆巡视测温系统及其方法，该系统由电缆接头测温装置、采集器和监控中心组成。所述监控中心定期或不定期向所述采集器发送巡检任务，巡检人员根据所述采集器接收的巡检任务对相应的线缆接头进行巡检。到达线缆接头所在位置后，所述采集器通过RFID射频方式与所述电缆接头测温装置进行数据通信。所述电缆接头测温装置设置在需要监测的线缆接头附近，实时采集线缆接头温度，接收到指令后即将采集的温度数据发送给所述采集器。巡检人员通过所述采集器即可获知线缆接头的温度，判断温度是否异常，或者将温度数据发送给监控中心，由监控中心进行数据的处理、分析。

本发明提供的无线无源电缆巡视测温系统及其方法，改变了传统的地下线缆接头巡检方式，可以极大地减少巡检人员的工作强度，并准确地获取线缆接头的温度数据。电缆接头测温装置安装部署灵活，成本低廉，自主供电，工作稳定。监测中心通过对大量数据的处理、分析，形成数据库，可以为以后的线缆接头故障预警提供基础数据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明中无线无源电缆巡视测温系统的示意图；

图2为本发明中电缆接头测温装置的示意图；

图3为本发明中采集器的示意图。

附图标记：100-电缆接头测温装置，110-温度传感芯片，120-RFID模块，130-电池，140-控制模块，150-第一存储模块，200-采集器，210-RFID阅读器，220-无线通信模块，230-第二存储模块，240-显示模块，250-异常判断模块，260-处理器，300-监控中心。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～3，图1为本发明中无线无源电缆巡视测温系统的示意图；图2为本发明中电缆接头测温装置的示意图；图3为本发明中采集器的示意图。

如图1所示，一种无线无源电缆巡视测温系统，包括：电缆接头测温装置100、采集器200和监控中心300。

所述电缆接头测温装置100设置于需要监测的线缆接头附近，用于采集电缆接头温度信息，并通过RFID射频方式与所述采集器200进行数据通信。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，所述电缆接头测温装置100包括：温度传感芯片110、RFID模块120、电池130和控制模块140。

所述温度传感芯片110，固定在电缆接头上，用于采集所述电缆接头温度。所述温度传感芯片110的型号在此不做限制，由于设置于地下，所以应当具备一定的防水、防潮性能。

所述RFID模块120，用于与所述采集器200进行数据通信。RFID模块120包括RFID标签和天线，能够快速与所述采集器200进行识别和建立通信链接。所述天线可以与路面安装在同一水平面，安装快捷方便，实现了温度传感芯片110和被测点的等电位，安全可靠。所述电缆接头测温装置100采用RFID射频技术，彻底实现了物联传感的无线无源，并且符合电力部门的安全规范要求。

所述电池130，用于提供电力。所述电池130类型不做具体限定，只要能实现长期、温度供电即可。

所述控制模块140，分别与所述温度传感芯片110、RFID模块120和电池130连接。一方面可以控制所述温度传感芯片110进行数据采集，比如采集频率等；另一方面可以控制RFID模块120向所述采集器200发送所需的数据。

本实施例中，所述电缆接头测温装置100并不是实时向所述采集器200发送温度数据，而是在所述采集器200发送指令后，才进行数据通信。因此，巡检方式分为两种情形：第一种情形，巡检人员到达数据采集位置，利用所述采集器200发送指令给所述电缆接头测温装置100，所述电缆接头测温装置100马上采集当前的线缆接头温度数据并发送给所述采集器200；第二种情形，所述控制模块140控制所述温度传感芯片110以一定的频率自动采集温度数据，某时，当巡检人员到达数据采集位置，利用所述采集器200发送指令给所述电缆接头测温装置100时，将一段时间内自动采集的温度数据一并发送给所述采集器200，这样巡检人员即可查看整个巡检间隔时段内温度的变化情况，数据量更加丰富。

如果是上述第二种情形，那么所述电缆接头测温装置100还应当包括第一存储模块150，与所述控制模块140连接，用于存储所述温度传感芯片110在某个时间段内自动采集的温度数据。此外，由于第一存储模块150的空间肯定是有限的，不可能无限量的存储数据，所以，第一存储模块150还可以具有自动清理存储数据的功能。至于如何清理数据，方式可以是多样的，比如当温度数据发送至所述采集器200后，第一存储模块150即自行清除所有数据，释放存储空间，或者当存储空间低于阈值时，第一存储模块150即选择性的清除一些数据，为后续数据提供空间等。

本实施例中，电池130是可更换的电池。为了明了电池130何时该进行更换，所述控制模块140还用于采集电池130的电量信息，当巡检人员利用采集器200获取数据时，所述控制模块140控制RFID模块120将当前电量信息发送给采集器200。如果巡检人员认为电量过低，无法坚持到下次巡检再更换电池130，则立即更换电池130。

理想情形下，电池电量快要耗尽时，刚好有巡检人员来该位置采集数据，则可以及时更换电池。但是，实际上，更常见的情形是电量所剩无几，无法坚持到巡检人员到来。此时，所述控制模块140还可以控制所述电池130是否向所述温度传感芯片110供电等耗电模块进行供电。本实施例中，所述电缆接头测温装置100中主要的耗电模块为温度传感芯片110，如果一直对其保持电力供应状态，无疑会浪费不少电力。因此，当所述电池130电量低于阈值时，所述控制模块140一方面可以延长所述温度传感芯片110采集数据的时间间隔，另一方面当位于数据采集时间间隔内时，所述控制模块140控制所述电池130不向所述温度传感芯片110供电，从而尽可能地延长工作时长，等待巡检人员到来。

所述采集器200，主要用于与所述电缆接头测温装置100进行数据通信。当巡检人员到达数据采集地点时，利用所述采集器200发送指令给所述电缆接头测温装置100，并接收所述电缆接头测温装置100传回的数据。所述采集器200还可以将接收到的数据发送至监控中心300，供后台服务器进行处理、分析、储存。所述采集器200可以是手持式的，方便巡检人员随身携带，也可以是车载式的，可以进行远距离的巡检任务。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，所述采集器200包括RFID阅读器210、无线通信模块220、第二存储模块230、显示模块240和处理器260。

所述RFID阅读器210用于与所述RFID模块120进行数据通信。

所述无线通信模块220用于与所述监控中心300进行数据通信，通信方式可以是现有的远距离无线通信方式，在此不再赘述。

所述监控中心300发布的巡检任务需要巡检人员利用一定的终端进行接收，该终端可以是现有的智能移动终端，比如智能手机、平板和笔记本电脑等。为了方便起见，也可以将该功能集成到所述采集器200中，只要在所述采集器200中设置第二存储模块230和显示模块240即可。

所述第二存储模块230除了可以用于存储所述监控中心300发布的巡检任务信息外，还可以用于存储所述电缆接头测温装置100发送的所述电缆接头温度信息及电量信息等。所述巡检任务信息可以包括所述电缆接头测温装置100位置信息、巡检路线等。所述显示模块240则用于显示接收的数据，比如接收自所述监测中心或所述电缆接头测温装置100发送的各种数据。

所述采集器200接收到温度数据后，可以直接将其转发给所述监测中心，由监测中心对数据进行处理、分析，判断是否异常，再反馈结果。上述整个过程的耗时可能是比较长的，如果巡检人员等到判断结果再进行下一步工作，无疑可能会浪费很多时间。因此，所述采集器200还可以包括异常判断模块250，接收到所述电缆接头测温装置100发送的所述电缆接头温度信息后，即可由所述异常判断模块250判断数据是否存在异常，如果无异常，即可马上启程赶往下一个采集点，无需长时间等待，尤其是如果采集器200和监测中心通信不畅时，更能显著缩短等待的时间。

所述异常判断模块250判断数据是否存在异常的方法也是多样的，比如可以内置数据分析软件程序，由软件程序进行判断。但是，由软件程序进行判断，时间也可能很长，本实施例中提供了一种更为简单、耗时更短的判断方法，具体包括：

所述监测中心在巡检任务数据中添加电缆接头正常温度范围数据，电缆接头正常温度范围数据可以针对不同地点的线缆接头分别进行设置。由于所述监测中心中存储有各个地点线缆接头的大量相关数据，通过统计、分析，是很容易计算出一个大概正常的数据范围；

所述采集器200接收到所述巡检任务数据后将其存储至所述第二存储模块230；

所述采集器200接收到线缆温度信息后，由所述异常判断模块250判断所述线缆温度是否处于对应的所述电缆接头正常温度范围内。如果是，则说明数据无异常；如果否，则说明数据可能存在异常，巡检人员可以进一步对相应线缆接头进行检查。

所述监控中心300，一方面用于对所述电缆接头温度信息进行分析、管理，另一方面用于向所述采集器200发布巡检任务。

所述监控中心300中的服务器可以用于相关温度信息的整理、分析和储存，构建数据库，为后续决策提供数据支撑。所述巡检任务可以是人为设计，再输入所述监控中心300中的服务器，也可以由所述监控中心300中的服务器自动进行订制。

一种无线无源电缆巡视测温方法，由所述无线无源电缆巡视测温系统执行，包括以下步骤：

监控中心300向采集器200发送巡检任务，所述巡检任务包括电缆接头测温装置100位置信息以及巡检路线；

巡检人员携带所述采集器200按照所述巡检路线进行巡检，到达所述电缆接头测温装置100所在位置时，利用所述采集器200通过RFID射频方式向所述电缆接头测温装置100发送指令，接收电缆接头温度信息；

所述采集器200将所述电缆接头温度信息发送至所述监控中心300。

为了判断所述电缆接头测温装置100当前状态是否正常，进一步地，所述采集器200通过RFID射频方式向所述电缆接头测温装置100发送指令后，还包括判断是否接收到当前所述电缆接头温度信息的步骤。如果是，则再继续接收存储模块中存储的所述电缆接头温度信息。如果否，则说明所述电缆接头测温装置100当前可能发生故障，巡检人员对所述电缆接头测温装置100进行维修或更换。

进一步地，为了提高工作效率，缩短等待时间，所述采集器200包括异常判断模块250。所述采集器200接收到所述当前所述电缆接头温度信息和存储模块中存储的所述电缆接头温度信息后，由所述异常判断模块250判断所述电缆接头温度信息是否存在异常，如果是，则说明对应的电缆接头存在故障。

为了判断电池130是否需要进行更换，进一步地，所述采集器200通过RFID射频方式向所述电缆接头测温装置100发送指令后，还接收所述电缆接头测温装置100中电池130的电量信息，当所述电量信息显示电池130电量低于阈值时，更换所述电缆接头测温装置100中的电池130。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种无线无源电缆巡视测温系统，其特征在于，包括：

电缆接头测温装置，用于采集电缆接头温度信息，并通过RFID射频方式与采集器通信连接；

采集器，用于接收所述电缆接头温度信息，并发送至监控中心；

监控中心，用于对所述电缆接头温度信息进行分析、管理以及向所述采集器发布巡检任务。

2.如权利要求1所述的无线无源电缆巡视测温系统，其特征在于，所述电缆接头测温装置包括：

温度传感芯片，固定在电缆接头上，用于采集所述电缆接头温度信息；

RFID模块，用于与所述采集器进行数据通信；

电池，用于提供电力；

控制模块，分别与所述温度传感芯片、所述RFID模块和所述电池连接，用于控制所述电缆接头温度信息的采集和数据通信。

3.如权利要求2所述的无线无源电缆巡视测温系统，其特征在于，所述电缆接头测温装置还包括第一存储模块，与所述控制模块连接，用于存储所述电缆接头温度信息。

4.如权利要求3所述的无线无源电缆巡视测温系统，其特征在于，所述控制模块还用于采集所述电池的电量信息以及控制所述电池是否向所述温度传感芯片供电，当所述电量信息显示电量低于阈值时，所述控制模块控制所述电池以一定频率间隔向所述温度传感芯片供电。

5.如权利要求2所述的无线无源电缆巡视测温系统，其特征在于，所述采集器包括RFID阅读器、无线通信模块、第二存储模块和显示模块，所述RFID阅读器用于与所述RFID模块进行数据通信，所述无线通信模块用于与所述监控中心进行数据通信，所述第二存储模块用于存储所述监控中心发布的巡检任务信息和所述电缆接头测温装置发送的所述电缆接头温度信息，所述巡检任务信息包括所述电缆接头测温装置位置信息、与所述电缆接头测温装置对应的电缆接头正常温度范围以及巡检路线；所述显示模块用于显示接收的数据。

6.如权利要求5所述的无线无源电缆巡视测温系统，其特征在于，所述采集器还包括异常判断模块，用于根据所述电缆接头正常温度范围以及所述RFID阅读器接收到的所述电缆接头温度信息，判断数据是否异常。

7.一种无线无源电缆巡视测温方法，其特征在于，包括以下步骤：

监控中心向采集器发送巡检任务，所述巡检任务包括电缆接头测温装置位置信息以及巡检路线；

巡检人员携带所述采集器按照所述巡检路线进行巡检，到达所述电缆接头测温装置所在位置时，利用所述采集器通过RFID射频方式向所述电缆接头测温装置发送指令，接收电缆接头温度信息；

所述采集器将所述电缆接头温度信息发送至所述监控中心。

8.如权利要求7所述的无线无源电缆巡视测温方法，其特征在于，所述采集器通过RFID射频方式向所述电缆接头测温装置发送指令后，判断是否接收到当前所述电缆接头温度信息，如果是，则再接收存储模块中存储的所述电缆接头温度信息；如果否，则说明所述电缆接头测温装置发生故障，巡检人员对所述电缆接头测温装置进行维修或更换。

9.如权利要求8所述的无线无源电缆巡视测温方法，其特征在于，所述采集器接收到当前所述电缆接头温度信息和存储模块中存储的所述电缆接头温度信息后，还包括：判断所述电缆接头温度信息是否存在异常，如果是，则说明对应的电缆接头存在故障。

10.如权利要求7所述的无线无源电缆巡视测温方法，其特征在于，所述采集器通过RFID射频方式向所述电缆接头测温装置发送指令，还接收所述电缆接头测温装置中电池的电量信息，当所述电量信息显示电池电量低于阈值时，更换所述电缆接头测温装置中的所述电池。

Images