CN112539786B - 一种运用无源智能堵头的电力井安全多功能监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力管道技术领域，公开了一种运用无源智能堵头的电力井安全多功能监控系统，监控系统包括套设于电缆上的智能堵头本体、监测云平台和搭载具有路线导航功能APP的智能手机，智能堵头本体包括呈嵌入式设置于智能堵头本体顶面上的放置壳体，放置壳体内设置有PCB电路板，PCB电路板上集成有传感器芯片组、计算芯片、CT取电芯片和第一无线通讯模块，智能堵头本体的内环部上设有传感钢圈，传感钢圈的外壁与外壳体的内环壁固接在一起，传感钢圈与CT电流芯片电性连接在一起，监测云平台包括用第二无线通讯模块、中央控制器和显示模块；本发明具有管理使用方便、可自主取电、高智能化的特点。
Description
技术领域
本发明涉及电力管道技术领域，具体涉及一种运用无源智能堵头的电力井安全多功能监控系统。
背景技术
目前，在电力管道运维中，如何对各个管道的电力井进行进一步的深化管理，是一个亟待解决的课题。如：电力井，有几个孔已经穿缆，哪些孔仍然空余？电缆是否被水没过？井中的危险气体是否超标？电缆温度是否正常？巡检过程是否对有安全风险的电力井进行及时处理，哪个工程队负责，施工队有无实际开盖巡查？如何快速定位存在安全隐患的电力井？对于电网的安全运营，及电力系统资源的最优化方案实施，最有效的方法是对电力设备进行在线监测。因此，我们需要针对电力井的整个施工流程进行研究，对电力井中的设备进行智能化改造，以满足我们的管理需要。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种运用无源智能堵头的电力井安全多功能监控系统。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种运用无源智能堵头的电力井安全多功能监控系统，所述监控系统包括套设于电缆上的智能堵头本体、监测云平台和搭载具有路线导航功能APP的智能手机，智能堵头本体呈圆环状设置，智能堵头本体包括呈嵌入式设置于智能堵头本体顶面上的放置壳体，放置壳体内设置有PCB电路板，PCB电路板上集成有用于检测外界电力井环境参数的传感器芯片组、搭载有边缘算法的计算芯片、用于提供工作电流的CT取电芯片和用于传输数据的第一无线通讯模块，传感器组芯片与计算芯片电性连接在一起，CT取电芯片分别与传感器组芯片、计算芯片和第一无线通讯模块电性连接在一起，第一无线通讯模块与计算芯片电性连接在一起，智能堵头本体的内环部上设有传感钢圈，传感钢圈的外壁与外壳体的内环壁固接在一起，传感钢圈与CT电流芯片电性连接在一起，传感钢圈用于从电缆取电后向CT电流芯片提供电流；监测云平台包括用于传输数据的第二无线通讯模块、搭载有AI智能识别算法的中央控制器和用于显示数据的显示模块，中央控制器分别与第二无线通讯模块和显示模块电性连接在一起，第二无线通讯模块与第一无线通讯模块和智能手机通讯连接在一起，中央控制器通过第二无线通讯模块和第一无线通讯模块的通讯连接与计算芯片进行信息交互，中央控制器通过第二无线通讯模块与智能手机进行信息交互。
优选的，所述传感器芯片组包括用于检测电力井井底水浸情况的水位传感器、用于检测电力井内危险气体浓度的危险气体传感器和用于检测电缆温度的电缆测温传感器，放置壳体上设置有自放置壳体顶面向外穿出的第一传感探头和自放置壳体侧壁穿出至外壳体内环部的第二传感探头，第一传感探头与水位传感器和危险气体传感器电性连接在一起，水位传感器通过第一传感探头检测电力井井底水浸情况，危险气体传感器通过第一传感探头检测电力井内危险气体浓度，第二传感探头与电缆测温传感器电性连接在一起，电缆测温传感器通过第二传感探头检测电缆温度。
优选的，所述PCB电路板上还集成有用于建立标签的RFID传感器，RFID传感器分别与计算芯片和CT电流芯片电性连接在一起。
优选的，所述PCB电路板上还集成有用于探测电力井具体位置的GPS定位模块，GPS定位模块分别与计算芯片和CT电流芯片电性连接在一起。
优选的，所述PCB电路板上还集成有用于检测传感器组芯片工作情况的开关传感器，开关传感器分别与计算芯片和CT电流芯片电性连接在一起。
优选的，所述监测云平台还包括用于储存数据的数据储存模块，数据储存模块与中央控制器电性连接在一起。
优选的，所述第一无线通讯模块和第二无线通讯模块均为NB-IOT芯片。
较之现有技术，本发明的优点在于：
本发明通过智能堵头本体上设置用于检测外界电力井环境参数的传感器芯片组，令该智能堵头本体能够对外界环境以及电缆温度进行智能感知，通过使用搭载有边缘算法的计算芯片，使得在堵头端便可进行对数据的过滤与预判，通过设置CT取电芯片和传感钢圈，利用电磁场原理进行自主供电，即穿过传感钢圈的电缆带电时，传感钢圈便会产生电磁场，从而为CT取电芯片提供电流，CT取电芯片为各元器件提供工作电流，通过使用搭载有AI智能识别算法的中央控制器，智能诊断是否有故障产生，相较于现有技术，具有管理使用方便、可自主取电、高智能化的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的系统组成示意图；
图2为本发明中智能堵头本体的结构示意图。
附图标记：1、智能堵头本体；2、监测云平台；3、智能手机；4、放置壳体；5、PCB电路板；6、计算芯片；7、CT取电芯片；8、第一无线通讯模块；9、传感钢圈；10、第二无线通讯模块；11、中央控制器；12、显示模块；13、水位传感器；14、危险气体传感器；15、电缆温度传感器；16、第一传感探头；17、第二传感探头；18、RFID传感器；19、GPS定位模块；20、开关传感器；21、数据储存模块。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：请参照图1和图2，本发明提供一种运用无源智能堵头的电力井安全多功能监控系统，监控系统包括套设于电缆上的智能堵头本体1、监测云平台2和搭载具有路线导航功能APP的智能手机3，巡检人员使用该智能手机3；智能堵头本体1呈圆环状设置，智能堵头本体1包括呈嵌入式设置于智能堵头本体1顶面上的放置壳体4，放置壳体4内设置有PCB电路板5，PCB电路板5上集成有用于检测外界电力井环境参数的传感器芯片组、搭载有边缘算法的计算芯片6、用于检测传感器组芯片工作情况的开关传感器20、用于建立标签的RFID传感器18、用于探测电力井具体位置的GPS定位模块19、用于提供工作电流的CT取电芯片7和用于传输数据的第一无线通讯模块8，传感器芯片组包括用于检测电力井井底水浸情况的水位传感器13、用于检测电力井内危险气体浓度的危险气体传感器14和用于检测电缆温度的电缆测温传感器15，放置壳体4上设置有自放置壳体4顶面向外穿出的第一传感探头16和自放置壳体4侧壁穿出至外壳体内环部的第二传感探头17，第二传感探头17与穿过智能堵头本体1的电缆接触在一起，第一传感探头16与水位传感器13和危险气体传感器14电性连接在一起，水位传感器13通过第一传感探头16检测电力井井底水浸情况，危险气体传感器14通过第一传感探头16检测电力井内危险气体浓度，第二传感探头17与电缆测温传感器15电性连接在一起，电缆测温传感器15通过第二传感探头17检测电缆温度；
水位传感器13、危险气体传感器14和电缆测温传感器15均与计算芯片6电性连接在一起，水位传感器13用于将其检测到的电力井井底水浸情况数据发送至计算芯片6上，危险气体传感器14用于将其检测到的电力井内危险气体浓度数据发生至计算芯片6上，电缆测温传感器15用于将其检测到的电缆温度数据发送至计算芯片6上；计算芯片6能够对由水位传感器13、危险气体传感器14、电缆测温传感器15传输至的数据进行计算、过滤和预判；开关传感器20通过计算芯片6获取水位传感器13、危险气体传感器14和电缆测温传感器15的工作状态以此判断智能堵头本体1是否处于正常工作状态，并且，开关传感器20将其判断所得的数据发送至计算芯片6上，RFID传感器18将其所生成的标签数据发送至计算芯片6上，RFID传感器18用于对与其所对应的的智能堵头本体1建立电子标签，GPS定位模块19将其所探测到的具体位置数据发送至计算芯片6上，本实施例中，GPS定位模块19为北斗GPS芯片；
智能堵头本体1的内环部上设有传感钢圈9，传感钢圈9的外壁与外壳体的内环壁固接在一起，传感钢圈9与CT电流芯片电性连接在一起，传感钢圈9基于电磁场的原理能够从电缆取电后向CT电流芯片提供电流；CT电流芯片分别与水位传感器13、危险气体传感器14、电缆测温传感器15、开关传感器20、RFID传感器18、GPS定位模块19、计算芯片6和无线通讯模块电性连接在一起，CT电流芯片接收到由传感钢圈9提供的电流后为水位传感器13、危险气体传感器14、电缆测温传感器15、开关传感器20、RFID传感器18、GPS定位模块19、计算芯片6和无线通讯模块提供工作电流；第一无线通讯模块8与计算芯片6电性连接在一起；
监测云平台2包括用于传输数据的第二无线通讯模块10、搭载有AI智能识别算法的中央控制器11、用于显示数据的显示模块12和用于储存数据的数据储存模块21，中央控制器11具有AI智能诊断、AI智能识别修复情况、区域管理、GIS地图等常见功能，中央控制器11分别与第二无线通讯模块10、显示模块12和数据储存模块21电性连接在一起，第二无线通讯模块10与第一无线通讯模块8和智能手机3通讯连接在一起，中央控制器11通过第二无线通讯模块10和第一无线通讯模块8的通讯连接与计算芯片6进行信息交互，本实施例中，第一无线通讯模块8和第二无线通讯模块10均为NB-IOT芯片，NB-IOT芯片具有低功耗、广覆盖、低成本的特点，适合用作于智能堵头本体1内；计算芯片6能够将其处理完成的由水位传感器13、危险气体传感器14、电缆测温传感器15传输至的数据通过第一无线通讯模块8和第二无线通讯模块10的通讯连接发送至中央控制器11上，中央控制器11对该数据进行智能识别诊断，判断是否有异常情况出现；中央控制器11通过第二无线通讯模块10与智能手机3进行信息交互，当中央控制器11判断有异常情况出现时，通过第二无线通讯模块10向智能手机3发送提示信息，从而对使用智能手机3的巡检人员发出提示信息，令巡检人员能够及时前往检修排障；显示模块12上能够显示由中央控制器11处理过后的数据，从而方便外界使用者获取，中央控制器11能够将其处理过的数据存入数据储存模块21中，方便后期调取检查。
本发明的工作原理，本发明在具体使用时，首先进行安装，通过将智能堵头本体1通过使用现有技术中常见的抱箍等连接件固接于电缆上，满足电缆穿过传感钢圈9即可；此时，电缆带电传感钢圈9即可从电缆上取电，为CT电流芯片提供电流，CT电流芯片接收到由感钢圈提供的电流后为水位传感器13、危险气体传感器14、电缆测温传感器15、开关传感器20、RDIF传感器、GPS定位模块19、计算芯片6和无线通讯模块提供工作电流，水位传感器13、危险气体传感器14、电缆测温传感器15、计算芯片6、开关传感器20、RDIF传感器、GPS定位模块19和无线通讯模块10即开始工作；水位传感器13将检测到的电力井井底水浸情况数据发送至计算芯片6上，危险气体传感器14用于将其检测到的电力井内危险气体浓度数据发生至计算芯片6上，电缆测温传感器15用于将其检测到的电缆温度数据发送至计算芯片6上，计算芯片6将前述数据进行计算、过滤和预判后通过第一无线通讯模块8和第二无线通讯模块10的通讯连接发送至中央控制器11上，中央控制器11对发送至的数据进行智能识别诊断，判断是否有异常出现，开关传感器20通过计算芯片6获取水位传感器13、危险气体传感器14和电缆测温传感器15的工作状态以此判该智能堵头本体1是否处于正常工作状态，并且，开关传感器20将其判断所得的数据发送至计算芯片6上，计算芯片6通过第一无线通讯模块8和第二无线通讯模块10的通讯连接发送至中央控制器11上，中央控制器11对发送至的数据进行智能识别诊断，判断是否有异常出现；当中央控制器11诊断出存在异常情况时，中央控制器11通过第二无线通讯模块10、第一无线通讯模块8和计算芯片6向发生异常情况的智能堵头本体1中的GPS定位模块19获取所对应的位置信息，并将获取到的信息通过第二无线通讯模块10发送至智能手机3上，令使用智能手机3的巡检人员前往检修排障，巡检人员检修完毕后可通过使用智能手机3向中央控制器11上反馈检修完成信息；同时，中央控制器11通过第二无线通讯模块10、第一无线通讯模块8和计算芯片6向发生异常情况的智能堵头本体1中的RFID传感器18获取所对应的标签数据，并将该标签数据标为存在异常情况，从而提示外界使用者需要关注；中央控制器11将其处理的数据在显示模块12上进行显示，使用者可通过显示模块12对数据进行获取，从而得知具体情况。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，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在本发明中的具体含义。
以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (5)
1.一种运用无源智能堵头的电力井安全多功能监控系统，其特征在于：所述监控系统包括套设于电缆上的智能堵头本体(1)、监测云平台(2)和搭载具有路线导航功能APP的智能手机(3)，智能堵头本体(1)呈圆环状设置，智能堵头本体(1)包括呈嵌入式设置于智能堵头本体(1)顶面上的放置壳体(4)，放置壳体(4)内设置有PCB电路板(5)，PCB电路板(5)上集成有用于检测外界电力井环境参数的传感器芯片组、搭载有边缘算法的计算芯片(6)、用于提供工作电流的CT取电芯片(7)和用于传输数据的第一无线通讯模块(8)，传感器组芯片与计算芯片(6)电性连接在一起，CT取电芯片(7)分别与传感器组芯片、计算芯片(6)和第一无线通讯模块(8)电性连接在一起，第一无线通讯模块(8)与计算芯片(6)电性连接在一起，智能堵头本体(1)的内环部上设有传感钢圈(9)，传感钢圈(9)的外壁与外壳体的内环壁固接在一起，传感钢圈(9)与CT电流芯片电性连接在一起，传感钢圈(9)用于从电缆取电后向CT电流芯片提供电流；监测云平台(2)包括用于传输数据的第二无线通讯模块(10)、搭载有AI智能识别算法的中央控制器(11)和用于显示数据的显示模块(12)，中央控制器(11)分别与第二无线通讯模块(10)和显示模块(12)电性连接在一起，第二无线通讯模块(10)与第一无线通讯模块(8)和智能手机(3)通讯连接在一起，中央控制器(11)通过第二无线通讯模块(10)和第一无线通讯模块(8)的通讯连接与计算芯片(6)进行信息交互，中央控制器(11)通过第二无线通讯模块(10)与智能手机(3)进行信息交互；
所述传感器芯片组包括用于检测电力井井底水浸情况的水位传感器(13)、用于检测电力井内危险气体浓度的危险气体传感器(14)和用于检测电缆温度的电缆测温传感器(15)，放置壳体(4)上设置有自放置壳体(4)顶面向外穿出的第一传感探头(16)和自放置壳体(4)侧壁穿出至外壳体内环部的第二传感探头(17)，第一传感探头(16)与水位传感器(13)和危险气体传感器(14)电性连接在一起，水位传感器(13)通过第一传感探头(16)检测电力井井底水浸情况，危险气体传感器(14)通过第一传感探头(16)检测电力井内危险气体浓度，第二传感探头(17)与电缆测温传感器(15)电性连接在一起，电缆测温传感器(15)通过第二传感探头(17)检测电缆温度；
PCB电路板(5)上还集成有用于建立标签的RFID传感器(18)，RFID传感器(18)分别与计算芯片(6)和CT电流芯片电性连接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种运用无源智能堵头的电力井安全多功能监控系统，其特征在于：所述PCB电路板(5)上还集成有用于探测电力井具体位置的GPS定位模块(19)，GPS定位模块(19)分别与计算芯片(6)和CT电流芯片电性连接在一起。
3.根据权利要求1所述的一种运用无源智能堵头的电力井安全多功能监控系统，其特征在于：所述PCB电路板(5)上还集成有用于检测传感器组芯片工作情况的开关传感器(20)，开关传感器(20)分别与计算芯片(6)和CT电流芯片电性连接在一起。
4.根据权利要求1所述的一种运用无源智能堵头的电力井安全多功能监控系统，其特征在于：所述监测云平台(2)还包括用于储存数据的数据储存模块(21)，数据储存模块(21)与中央控制器(11)电性连接在一起。
5.根据权利要求1所述的一种运用无源智能堵头的电力井安全多功能监控系统，其特征在于：所述第一无线通讯模块(8)和第二无线通讯模块(10)均为NB-IOT芯片。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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