CN112349050A - 一种智能电缆标志桩外破预警系统及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力系统技术领域，更具体地，涉及一种智能电缆标志桩外破预警系统及其运行方法，包括顺次通信连接的电缆标志装置、集抄装置、数据采集装置，数据采集装置通过无线通信连接有数据集中装置，数据集中装置上通信连接有远程客户端；电缆标志装置包括多个排列设置的标志桩，相邻的标志桩之间通信连接；标志桩内设有控制装置和与控制装置通信连接的声光报警装置、触发装置，触发装置上还通信连接有外力破坏检测装置、烟雾发生装置；标志桩的顶部设有与控制装置通信连接的图像采集装置。本发明能够便于作业及时发现可能存在的线路安全隐患并及时解决，以及能够减少施工作业人员或社会人员触电或伤亡事故。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，更具体地，涉及一种智能电缆标志桩外破预警系统及其运行方法。
背景技术
由于电缆标志桩在使用时需要埋入地下，易遭受外力破坏，且遭受破坏时不能够及时通知相关作业人员。
公开号为CN111145471A的中国专利文献，公开了一种标志桩控制方法、系统、标志桩和存储介质，实现了对标志桩周围施工情况的自助识别，并将施工情况及时反馈给后台工作人员，避免了施工时对燃气管线和燃气管道的破坏，降低了安全隐患和经济损失。
但上述方案对于违章作业人员的警示效果不佳，无法将违章作业人员及时驱赶使其停止继续破坏。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能电缆标志桩外破预警系统及其运行方法，能够便于作业及时发现可能存在的线路安全隐患并及时解决，以及能够减少施工作业人员或社会人员触电或伤亡事故。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
提供一种智能电缆标志桩外破预警系统，包括顺次通信连接的电缆标志装置、集抄装置、数据采集装置，所述数据采集装置通过无线通信连接有数据集中装置，所述数据集中装置上通信连接有远程客户端；所述电缆标志装置包括多个排列设置的标志桩，相邻的标志桩之间通信连接；所述标志桩内设有控制装置和与控制装置通信连接的声光报警装置、触发装置，所述触发装置上还通信连接有外力破坏检测装置、烟雾发生装置；所述标志桩的顶部设有与控制装置通信连接的图像采集装置。
本发明包括一种智能电缆标志桩外破预警系统，标志桩之间有独立的监测回路，当标志桩发生位移或被拔起时，声光报警装置能够循环播放外破的警示语、提示语，驱赶违章作业人员，或是发出高分贝的爆炸声，使外破者震慑和生畏，进而起到被动保护电力缆的目的；同时，还能够通过烟雾发生装置产生烟雾来驱赶违章作业人员。进一步当标志桩被上拔时，图像采集装置能够采集到标志桩遭受外力破坏时的图像信息并发送至远程客户端，供作业人员随时查看，便于作业人员及时发现可能存在的线路安全隐患并及时解决，使得施工作业人员或社会人员触电或伤亡事故得到减少。
优选地，所述烟雾发生装置包括壳体，所述壳体内由上至下依次设置有烟道、烟雾片、助燃剂、点火装置，所述点火装置与触发装置电连接。
优选地，所述烟雾片上设有刺激气味粉层。通过设置刺激气味粉层产生难闻的气味，能够更加快速地驱赶违章作业人员。
优选地，所述烟雾发生装置还包括设于烟道底部的烟雾发生器，所述烟雾发生器与触发装置电连接。
优选地，所述壳体内还设有与触发装置电连接的排气结构。
优选地，所述外力破坏检测装置包括设置有位移振动传感器的物体振动位移检测电路，所述物体振动位移检测电路与触发装置电连接。
优选地，所述声光报警装置包括声光报警电路和与声光报警电路电连接的语音播放器、频闪灯，所述频闪灯位于所述标志桩的顶部。
优选地，所述标志桩的桩体由第一筒体与第二筒体滑动套接组成，所述第一筒体与第二筒体之间通过升降机构连接，所述升降机构与控制装置电连接。
本发明还提供一种智能电缆标志桩外破预警系统的运行方法，包括以下步骤：
S1.所述外力破坏检测装置持续检测外围环境变化，并实时通过集抄装置将检测数据传输至所述数据采集装置，所述数据集中装置通过无线通信获取所述数据采集装置采集的检测数据，并上传至所述远程客户端；当有外力破坏所述电缆标志装置时，所述外力破坏检测装置通过触发装置控制声光报警装置发出声光进行告警或控制烟雾发生装置发出烟雾进行告警；
S2.所述图像采集装置持续采集外围环境图像，并定时上传至所述远程客户端，当所述远程客户端接收到异常外围环境图像数据，则发出告警信息；
所述步骤S1与S2无先后顺序。
进一步地，所述集抄装置设置两个，分别与位于两端的标志桩通信连接，当标志桩发生故障时，通过两个集抄装置之间的距离能够判断发生故障的标志桩的位置信息，并传输至所述远程客户端进行告警提示。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
标志桩之间有独立的监测回路，当标志桩发生位移或被拔起时，声光报警装置能够循环播放外破的警示语、提示语，驱赶违章作业人员，或是发出高分贝的爆炸声，使外破者震慑和生畏，进而起到被动保护电力缆的目的；同时，还能够通过烟雾发生装置产生烟雾来驱赶违章作业人员。进一步当标志桩被上拔时，图像采集装置能够采集到标志桩遭受外力破坏时的图像信息并发送至远程客户端，供作业人员随时查看，便于作业人员及时发现可能存在的线路安全隐患并及时解决，使得施工作业人员或社会人员触电或伤亡事故得到减少。
附图说明
图1为本发明一种智能电缆标志桩外破预警系统的结构示意图。
图2为本发明标志桩的结构示意图一。
图3为本发明标志桩的结构示意图二。
图4为本发明烟雾发生装置的结构示意图。
图示标记说明如下：
1-电缆标志装置，11-标志桩，111-第一筒体，112-第二筒体，113-通孔，12-控制装置，13-声光报警装置，131-声光报警电路，132-语音播放器，133-频闪灯，14-触发装置，15-外力破坏检测装置，16-烟雾发生装置，161-壳体，162-烟道，163-烟雾片，164-助燃剂，165-点火装置，166-烟雾发生器，167-排气结构，17-图像采集装置，18-电池，2-集抄装置，3-数据采集装置，4-数据集中装置，5-远程客户端。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例1
如图1至图4所示为本发明一种智能电缆标志桩外破预警系统的实施例，包括顺次通信连接的电缆标志装置1、集抄装置2、数据采集装置3，数据采集装置3通过无线通信连接有数据集中装置4，数据集中装置4上通信连接有远程客户端5；电缆标志装置1包括多个排列设置的标志桩11，相邻的标志桩11之间通信连接；标志桩11内设有控制装置12和与控制装置12通信连接的声光报警装置13、触发装置14，触发装置14上还通信连接有外力破坏检测装置15、烟雾发生装置16；标志桩11的顶部设有与控制装置12通信连接的图像采集装置17。
具体地，如图1至图3所示，本实施例中集抄装置2为低压集抄智能电表，数据采集装置3为采集器，数据集中装置4为数据集中器，远程客户端5为电脑或手机；相邻的标志桩11之间通过485通信线连接或无线通信连接，控制装置12为CPU，触发装置14为充电、检测、通信、断电自启动、报警触发电路，图像采集装置17为摄像头；
另外，烟雾发生装置16包括壳体161，壳体161内由上至下依次设置有烟道162、烟雾片163、助燃剂164、点火装置165，点火装置165与触发装置14电连接。本实施例中助燃剂164由松香粉70份、火药粉5份、干木糠10份、硫磺5份、二氧化锰5份、氯酸5份组成。本实施例中点火装置165为点火器或发热丝。
其中，烟雾片163上设有刺激气味粉层。本实施例中刺激气味粉层由干辣椒粉9份和松香粉1份组成，干辣椒粉的设置能够在烟雾片163产生浓烟时增加刺激性气味，加速驱赶违章作业人员。
其中，烟雾发生装置16还包括设于烟道162底部的烟雾发生器166，烟雾发生器166与触发装置14电连接，烟雾发生器166接入继电器的得电常开触点，当继电器失点常开输电闭合时，烟雾发生器166得以启动。本实施例中标志桩11的顶部与烟道162相对应的位置处还设有供烟雾喷出的通孔113。具体地，烟雾发生器166为液体石蜡气溶胶发生器，其产生的气体溶胶的粒径为0.2um～1.0um，烟粒子数不少于粒子总数的90％，其产生的浓烟在粒径分布方面具有再现性和稳定性，能够保证持续发出浓烟15～20min。需要说明的是，烟雾发生器166还可以是LED变色电子恒温烟雾机，能够LED变色电子恒温烟雾机发出彩色烟雾进行警示。
其中，壳体161内还设有与触发装置14电连接的排气结构167。本实施例中排气结构167为排气扇。
另外，外力破坏检测装置15包括设置有位移振动传感器的物体振动位移检测电路，物体振动位移检测电路与触发装置14电连接。外力破坏检测装置15还包括设于标志桩11内的人体热释红外探头和与人体热释红外探头电连接的人体热释红外检测及延时电路、金属接近开关和与金属接近开关电连接的金属接近开关检测电路，人体热释红外检测及延时电路、金属接近开关检测电路均与触发装置14电连接。通过人体热释红外检测装置能够及时检测是否有人员靠近标志桩11，通过金属接近开关检测装置能够及时检测是否有金属器件靠近标志桩11。
另外，声光报警装置13包括声光报警电路131和与声光报警电路131电连接的语音播放器132、频闪灯133，频闪灯133位于标志桩11的顶部。具体地，声光报警电路131为人体靠近安全保护示警电路，该电路既能够控制语音播放器132，也能够控制频闪灯133；本实施例中频闪灯133采用光敏电阻控制，使得频闪灯133在日间不闪光，节约用电。
如图2和图3所示，本实施例中标志桩11内还设置有电池18作为备用电源，电池18与控制装置12、声光报警电路131电连接。
另外，为了使标志桩11能够调整其露出地面的长度，以此避免标志桩11被树木或杂草遮挡，标志桩11的桩体由第一筒体111与第二筒体112滑动套接组成，第一筒体111与第二筒体112之间通过升降机构连接，升降机构与控制装置12电连接；频闪灯133、图像采集装置17均与第一筒体111的顶部连接且伸出于第一筒体111外，语音播放132固定于第一筒体111的外壁上；第二筒体112内连接有支架，控制装置12、声光报警电路131、触发装置14、烟雾发生装置16、电池18均通过支架固定于标志桩11内，外力破坏检测装置15则固定于第二筒体112的内壁上。本实施例中升降机构为电动升降杆，电动升降杆与CPU电连接，电动升降杆的两端分别与第一筒体111、第二筒体112连接，通过电动升降杆的升降来调整第一筒体111与第二筒体112最远端之间的距离，使标志桩11的桩体高度可调。
本实施例中标志桩11内还设有与触发装置14电连接的供电及充放电装置，供电及充放电装置能够用于以高压电缆CT取电，电缆标志装置1以高压电缆高压CT取电，通过电磁感应原理得电流变换；标志桩11的桩体上还贴有用于警示的标识；标志桩11为不锈钢、塑钢或PVC标志桩。
实施例2
如图1至图4所示为本发明一种智能电缆标志桩外破预警系统的运行方法，包括以下步骤：
S1.外力破坏检测装置15持续检测外围环境变化，并实时通过集抄装置2将检测数据传输至数据采集装置3，数据集中装置4通过无线通信获取数据采集装置3采集的检测数据，并上传至远程客户端5；当有外力破坏电缆标志装置1时，具体地，当位移振动传感器检测到标志桩11发生振动、或是人体热释红外探头检测到人员长时间靠近标志桩11、又或是金属接近开关检测到金属器件长时间靠近标志桩11时，位移振动传感器、人体热释红外探头、金属接近开关通过触发装置14控制语音播放器132循环播放防外破的警示语、线路地下电缆的埋设情况以及相关提示语进行声音告警，以及控制频闪灯133进行频闪进行告警，又或是控制烟雾发生器166发出烟雾进行告警。具体地，在铺设485通信线时，使485通信线处于适度张紧状态。当人体热释红外检测装置检测到人员驻足标志桩11附近超过一段时间、或是当金属接近开关检测装置检测到含有金属的钩机、动铲、铁锹等金属工具碰触或靠近标志桩11超过一段时间，则也通过触发装置14控制声光报警装置13发出声光进行告警或控制烟雾发生器166发出烟雾进行告警。
具体地，当烟雾发生器166为LED变色电子恒温烟雾机时，能够通过其发出彩色烟雾进行告警。
S2.图像采集装置17持续采集外围环境图像，并定时上传至远程客户端5，当远程客户端5接收到异常外围环境图像数据，则发出告警信息。
步骤S1与S2无先后顺序。
如图1所示，本实施例中集抄装置2设置两个，分别与位于两端的标志桩11通信连接，通过就地检测两集抄装置2之间的485通信线的通断以及远程客户端5的接收信息，便于作业人员了解线路的外破最新信息。当标志桩11发生故障时，通过两个集抄装置2之间的距离能够判断发生故障的标志桩的位置信息，并通过4G或5G信号传输至远程客户端5进行告警提示。具体地，当远程客户端5为手机时，可使用工业级别的GSM手机短信无线远程报警器配合，通过拨打特定负责人的电话以及自动发送预置的报警短信，方便及时制止外破事件的发生或造成事故的扩大和二次伤害。
需要说明的是，同时设置烟雾片163和烟雾发生器166，使得智能电缆标志桩外破预警系统能够根据外力破坏程度选择合适的驱赶方法；如，若违章作业人员仅轻微破坏标志桩11，则通过控制装置12控制触发装置14，触发装置14控制烟雾发生器166产生浓烟，以此进行驱赶；若违章作业人员强力破坏标志桩11，则通过控制装置12控制触发装置14，触发装置14控制点火装置165点燃助燃剂，使得烟雾片163产生带刺激气味的浓烟，进行强力驱赶违章作业人员。
当检测人体热释红外探头到有人员驻足标志桩11附近超过30秒，或是当金属接近开关检测装置检测到含金属的钩机、洞铲、铁楸等工具碰触或接近标志桩11，语音播放器132能够自动循环播放有利于防止电缆外力破坏的提示语及警告语，直至人员离开方停止。标志桩之间有独立的监测回路，当标志桩发生位移或被拔起时，语音播放器132能够循环播放可以即时录制和即时播放的防外破的警示语、线路地下电缆的埋设情况、提示语，频闪灯133进行频闪警示驱赶违章作业人员，或是通过语音播放器132发出105分贝的持续的爆炸声，该分贝能够让常人难以正常工作，需要长时间双手捂耳朵或使人感到难受比较难受，令外破者震慑和生畏，进而起到被动保护电力电缆的目的；同时，还能够通过触发液体石蜡气溶胶发生器、或是触发加满烟油的全LED变色电子恒温烟雾机喷出彩色烟雾、又或是通过烟雾片163上设置的刺激气味粉层发出难闻的刺激性气味来驱赶违章作业人员。还有，采用含高压电缆CT取电装置的多种电源组合的供电及充放电装置作主供电和备用电源能够进一步提升本发明电缆标志桩的可靠性；以及当标志桩被上拔时，图像采集装置17能够实现脸部识别，采集到标志桩11遭受外力破坏时的图像信息并发送至远程客户端5，供作业人员随时查看，便于作业人员及时发现可能存在的线路安全隐患并及时解决，使得施工作业人员或社会人员触电或伤亡事故得到减少。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种智能电缆标志桩外破预警系统，其特征在于，包括顺次通信连接的电缆标志装置(1)、集抄装置(2)、数据采集装置(3)，所述数据采集装置(3)通过无线通信连接有数据集中装置(4)，所述数据集中装置(4)上通信连接有远程客户端(5)；所述电缆标志装置(1)包括多个排列设置的标志桩(11)，相邻的标志桩(11)之间通信连接；所述标志桩(11)内设有控制装置(12)和与控制装置(12)通信连接的声光报警装置(13)、触发装置(14)，所述触发装置(14)上还通信连接有外力破坏检测装置(15)、烟雾发生装置(16)；所述标志桩(11)的顶部设有与控制装置(12)通信连接的图像采集装置(17)。
2.根据权利要求1所述的智能电缆标志桩外破预警系统，其特征在于，所述烟雾发生装置(16)包括壳体(161)，所述壳体(161)内由上至下依次设置有烟道(162)、烟雾片(163)、助燃剂(164)、点火装置(165)，所述点火装置(165)与触发装置(14)电连接。
3.根据权利要求1所述的智能电缆标志桩外破预警系统，其特征在于，所述烟雾片(163)上设有刺激气味粉层。
4.根据权利要求2所述的智能电缆标志桩外破预警系统，其特征在于，所述烟雾发生装置(16)还包括设于烟道(162)底部的烟雾发生器(166)，所述烟雾发生器(166)与触发装置(14)电连接。
5.根据权利要求1所述的智能电缆标志桩外破预警系统，其特征在于，所述壳体(161)内还设有与触发装置(14)电连接的排气结构(167)。
6.根据权利要求1所述的智能电缆标志桩外破预警系统，其特征在于，所述外力破坏检测装置(15)包括设置有位移振动传感器的物体振动位移检测电路，所述物体振动位移检测电路与触发装置(14)电连接。
7.根据权利要求1所述的智能电缆标志桩外破预警系统，其特征在于，所述声光报警装置(13)包括声光报警电路(131)和与声光报警电路(131)电连接的语音播放器(132)、频闪灯(133)，所述频闪灯(133)位于所述标志桩(11)的顶部。
8.根据权利要求1所述的智能电缆标志桩外破预警系统，其特征在于，所述标志桩(11)的桩体由第一筒体(111)与第二筒体(112)滑动套接组成，所述第一筒体(111)与第二筒体(112)之间通过升降机构连接，所述升降机构与控制装置(12)电连接。
9.一种应用于权利要求1至8任一项所述的智能电缆标志桩外破预警系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.所述外力破坏检测装置(15)持续检测外围环境变化，并实时通过集抄装置(2)将检测数据传输至所述数据采集装置(3)，所述数据集中装置(4)通过无线通信获取所述数据采集装置(3)采集的检测数据，并上传至所述远程客户端(5)；当有外力破坏所述电缆标志装置(1)时，所述外力破坏检测装置(15)通过触发装置(14)控制声光报警装置(13)发出声光进行告警或控制烟雾发生装置(16)发出烟雾进行告警；
S2.所述图像采集装置(17)持续采集外围环境图像，并定时上传至所述远程客户端(5)，当所述远程客户端(5)接收到异常外围环境图像数据，则发出告警信息；
所述步骤S1与S2无先后顺序。
10.根据权利要求9所述的智能电缆标志桩外破预警系统的运行方法，其特征在于，所述集抄装置(2)设置两个，分别与位于两端的标志桩(11)通信连接，当标志桩(11)发生故障时，通过两个集抄装置(2)之间的距离能够判断发生故障的标志桩的位置信息，并传输至所述远程客户端(5)进行告警提示。
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