CN112817050A - 一种变电站电缆路径探测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站电缆路径探测装置及方法，涉及电力设备技术领域。装置包括信号发生器和自行走小车，信号发生器对电缆沟中的所有电缆均输入具有不同特征的信号，自行走小车在变电站内行走时，识别信号的特征，并记录所有信号的位置，将相同信号特征的位置用线连起来即可得到同一根电缆的路径。本发明使用自行走小车在变电站内自动行走，基本无需人员投入，而且在信号识别时做到了信号干扰和电缆数量的均衡，大大提高了路径探测结果的准确性。

Description

一种变电站电缆路径探测装置及方法

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，特别是涉及一种变电站电缆路径探测装置及方法。

背景技术

变电站是一个区域内的输电枢纽，其职能是将输入的高压电转换为220V、380V等各种等级的民用或工业用电电压。

变电站内除了各种在地面以上的铁塔、变压器等设备外，在地面以下还纵横布置有很多电缆沟，部分输电电缆在电缆沟中铺设。电缆沟的数量很多，而且同一个电缆沟中电缆的数量也很多，通常能够达到十几根，这就为电缆的路径探测带来了困难。虽然电缆沟的走向能够从地面上被获知，但是由于电缆沟中的电缆很多，探测每一根电缆的走向并不容易。

发明内容

本发明实施例提供了一种变电站电缆路径探测装置及方法，可以解决现有技术中存在的问题。

本发明提供了一种变电站电缆路径探测装置，包括信号发生器和自行走小车，所述信号发生器具有多个信号输出端口，该些信号输出端口通过导线与电缆沟中的电缆一一对应电连接，以向每根电缆输入不同特征的信号；

所述自行走小车对电缆的路径探测包括预识别和路径探测两个阶段，在预识别阶段，所述信号发生器对同一个电缆沟中的所有电缆依次输入信号，所述自行走小车对电缆的信号特征进行预识别，将处于同一个电缆沟中电缆的信号特征发送给所述信号发生器，所述信号发生器按照电缆沟对电缆进行分组；

在路径探测阶段，所述信号发生器根据电缆的分组控制每个电缆沟中同时只有设定数量的电缆输入信号，所述自行走小车在变电站内行走时，经过电缆沟上方并识别到电缆中的信号特征后，将识别到的信号特征发送给所述信号发生器，所述信号发生器确认信号特征与自身输出的信号特征相符后，切换至对其他电缆输出信号；每识别到一个信号特征后，所述自行走小车记录该信号特征在地图上所处的位置；

在完成对变电站所有区域内电缆的信号特征识别后，所述自行走小车得到信号特征的在地图上的位置信息，对于同一个信号特征在地图上的位置，所述自行走小车根据位置之间的距离将所有位置用线连接起来，得到的连线即为一根电缆在电缆沟中的路径。

优选地，所述自行走小车包括行走装置，所述行走装置包括行走机构和行走控制装置；

所述自行走小车在运行前导入变电站的地图，所述行走控制装置根据地图进行行走路径的规划，获得行走路径后，所述行走控制装置控制所述行走机构按照行走路径运行，使所述自行走小车在变电站的范围内自动行走并覆盖变电站的所有区域。

优选地，所述信号发生器根据设定数量将电缆沟中的电缆分为多个小组，每个小组中的电缆同时具有信号输入。

优选地，所述信号发生器使用电缆沟中的电缆数量除以预先设定的小组数量，取大于商的最小整数即得到所述设定数量。

优选地，所述自行走小车对同一信号特征的位置进行连线的方法为：

对于同一个信号特征在地图上的位置，选择任意一个位置，计算其他位置与该位置的距离，将距离最近的位置确定为与该位置直接连接的位置，将该位置和直接连接的位置用线连接起来，然后对其他位置也进行相同的处理，直到同一个信号特征的所有位置都用线连接起来。

优选地，包括预识别和路径探测两个阶段；

在预识别阶段，信号发生器对同一个电缆沟中的所有电缆依次输入信号，自行走小车对电缆的信号特征进行预识别，将处于同一个电缆沟中电缆的信号特征发送给所述信号发生器，所述信号发生器按照电缆沟对电缆进行分组；

在路径探测阶段，所述信号发生器根据电缆的分组控制每个电缆沟中同时只有设定数量的电缆输入信号，所述自行走小车在变电站内行走时，经过电缆沟上方并识别到电缆中的信号特征后，将识别到的信号特征发送给所述信号发生器，所述信号发生器确认信号特征与自身输出的信号特征相符后，切换至对其他电缆输出信号；每识别到一个信号特征后，所述自行走小车记录该信号特征在地图上所处的位置；

在完成对变电站所有区域内电缆的信号特征识别后，所述自行走小车得到信号特征的在地图上的位置信息，对于同一个信号特征在地图上的位置，所述自行走小车根据位置之间的距离将所有位置用线连接起来，得到的连线即为一根电缆在电缆沟中的路径。

优选地，所述信号发生器根据设定数量将电缆沟中的电缆分为多个小组，每个小组中的电缆同时具有信号输入。

优选地，所述信号发生器使用电缆沟中的电缆数量除以预先设定的小组数量，取大于商的最小整数即得到所述设定数量。

优选地，所述自行走小车对同一信号特征的位置进行连线的方法为：

对于同一个信号特征在地图上的位置，选择任意一个位置，计算其他位置与该位置的距离，将距离最近的位置确定为与该位置直接连接的位置，将该位置和直接连接的位置用线连接起来，然后对其他位置也进行相同的处理，直到同一个信号特征的所有位置都用线连接起来。

本发明中的一种变电站电缆路径探测装置及方法，装置包括信号发生器和自行走小车，信号发生器对电缆沟中的所有电缆均输入具有不同特征的信号，自行走小车在变电站内行走时，识别信号的特征，并记录所有信号的位置，将相同信号特征的位置用线连起来即可得到同一根电缆的路径。本发明使用自行走小车在变电站内自动行走，基本无需人员投入，而且在信号识别时做到了信号干扰和电缆数量的均衡，大大提高了路径探测结果的准确性。

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为本发明提供的一种变电站电缆路径探测装置的组成示意图。

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。

参照图1，本发明提供了一种变电站电缆路径探测装置，该装置包括信号发生器200和自行走小车300，所述信号发生器200具有多个信号输出端口，该些信号输出端口通过导线与电缆沟100中的电缆一一对应电连接，以向每根电缆输入不同的信号，供所述自行走小车300识别。

在本实施例中，一个所述信号发生器200的输出端口数量有限，可能无法满足所有电缆的需求，因此可以同时使用多个信号发生器200，只要向每根电缆中输入的信号具有不同特征即可。此处所说的信号特征包括频率、幅度、波形等。

所述自行走小车300包括行走装置、信号读取处理装置、存储装置和通信装置，所述行走装置包括行走机构和行走控制装置。在所述自行走小车300运行前，先将变电站的地图输入存储装置中，所述行走控制装置根据地图进行行走路径的规划，获得行走路径后，即控制所述行走机构按照行走路径运行，使所述自行走小车300在变电站的范围内自动行走并覆盖变电站的所有区域，以探测电缆路径。

在正式进行路径探测之前，所述自行走小车300在信号发生器200附近每经过一个电缆沟100时，均停下以通过信号读取处理装置识别处在同一个电缆沟100中电缆的信号特征，直到所述信号发生器200附近所有电缆沟100中电缆的信号特征都被识别完毕。在所述自行走小车300停下时，所述信号发生器200即对每根电缆均输入信号并保持一段时间后，切换至对另一根线缆输入信号，确保同一个电缆沟100中同时只有一根电缆具有信号输入，避免多个电缆同时输入信号时由于干扰导致信号特征发生变化。

完成每个电缆沟100中电缆信号特征的预识别后，所述自行走小车300得到了每个电缆沟100中电缆的信号特征，将处于同一个电缆沟100中电缆的信号特征打包后，发送给所述信号发生器200，所述信号发生器200即按照电缆沟100对电缆进行分组。

所述自行走小车300在正式进行电缆路径探测时，通过通信装置和信号发生器200保持实时通信，所述信号发生器200根据电缆的分组控制每个电缆沟100中同时只有设定数量的电缆输入信号，当所述自行走小车300经过电缆沟100上方并识别到电缆中的信号特征后，所述信号读取处理装置即通过通信装置将识别到的信号特征发送给信号发生器200，所述信号发生器200确认信号特征与自身输出的信号特征相符后，即切换至对其他电缆输出信号。所述设定数量根据每个电缆沟100中的实际电缆数量确定，如果电缆沟100中电缆的数量比较多，则设定数量相应较大，反之较小，以将电缆沟100中的电缆分为多个小组，每个小组中的电缆同时具有信号输入，具体来说可以预先设定一个小组数量，然后使用电缆沟100中的电缆数量除以小组数量，取大于商的最小整数即可得到设定数量。采用这种方式能够均衡电缆数量和信号干扰，一个电缆沟100中的电缆数量较多时，每个小组中的电缆也较多，确保经过少量切换次数后所有电缆的信号特征都被识别到，而当电缆沟100中的电缆数量较少时，每个小组中的电缆也较少，确保少量信号之间的干扰达到最低。

所述自行走小车300按照行走路径行走时，每识别到一个信号特征后，记录该信号特征在地图上所处的位置，并由所述存储装置进行保存。由于电缆沟100中的电缆在短距离内都是具有相同走向的，因此只要一个周期内的切换次数，即小组数设置合理，可以确保电缆走向相同的距离内完成至少一个周期的切换，确保探测结果的准确性。

在所述自行走小车300完成对变电站所有区域内电缆的信号特征识别后，得到了大量信号特征的在地图上的位置信息，对于同一个信号特征在地图上的位置，所述信号识别处理装置选择任意一个位置后，计算其他位置与该位置的距离，将距离最近的位置确定为与该位置直接连接的位置，将该位置和直接连接的位置用线连接起来，然后对其他位置也进行相同的处理，直到同一个信号特征的所有位置都用线连接起来，得到的连线即为一根电缆在电缆沟中的路径。

基于相同的发明构思，本发明还提供了一种变电站电缆路径探测方法，该方法的实施可参照上述装置的实施，重复之处不再赘述。所述方法包括以下步骤：

信号发生器200对同一个电缆沟中的每根电缆均输入信号并保持一段时间后，切换至对另一根线缆输入信号，自行走小车300对同一个电缆沟中电缆的信号特征进行预识别，并将处于同一个电缆沟中电缆的信号特征发送给信号发生器200，信号发生器200按照电缆沟100对电缆进行分组；

在正式探测时，信号发生器200根据电缆的分组控制每个电缆沟100中同时只有设定数量的电缆输入信号，自行走小车300按照行走路径行走，经过电缆沟100上方并识别到电缆中的信号特征后，将识别到的信号特征发送给信号发生器200，信号发生器200确认信号特征与自身输出的信号特征相符后，切换至对其他电缆输出信号；

每识别到一个信号特征后，自行走小车300记录该信号特征在地图上所处的位置；

完成对变电站所有区域内电缆的信号特征识别后，自行走小车300得到大量信号特征的在地图上的位置信息，对于同一个信号特征在地图上的位置，自行走小车300根据位置之间的距离将所有位置都用线连接起来，得到的连线即为一根电缆在电缆沟中的路径。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种变电站电缆路径探测装置，其特征在于，包括信号发生器和自行走小车，所述信号发生器具有多个信号输出端口，该些信号输出端口通过导线与电缆沟中的电缆一一对应电连接，以向每根电缆输入具有不同特征的信号；

所述自行走小车对电缆的路径探测包括预识别和路径探测两个阶段，在预识别阶段，所述信号发生器对同一个电缆沟中的所有电缆依次输入信号，所述自行走小车对电缆的信号特征进行识别，将处于同一个电缆沟中电缆的信号特征发送给所述信号发生器，所述信号发生器按照电缆沟对电缆进行分组；

在路径探测阶段，所述信号发生器根据电缆的分组控制每个电缆沟中同时只有设定数量的电缆输入信号，所述自行走小车在变电站内行走时，经过电缆沟上方并识别到电缆中的信号特征后，将识别到的信号特征发送给所述信号发生器，所述信号发生器确认信号特征与自身输出的信号特征相符后，切换至对其他电缆输出信号；每识别到一个信号特征后，所述自行走小车记录该信号特征在地图上所处的位置；

在完成对变电站所有区域内电缆的信号特征识别后，所述自行走小车得到信号特征的在地图上的位置信息，对于同一个信号特征在地图上的位置，所述自行走小车根据位置之间的距离将所有位置用线连接起来，得到的连线即为一根电缆在电缆沟中的路径。

2.如权利要求1所述的一种变电站电缆路径探测装置，其特征在于，所述自行走小车包括行走装置，所述行走装置包括行走机构和行走控制装置；

所述自行走小车在运行前导入变电站的地图，所述行走控制装置根据地图进行行走路径的规划，获得行走路径后，所述行走控制装置控制所述行走机构按照行走路径运行，使所述自行走小车在变电站的范围内自动行走并覆盖变电站的所有区域。

3.如权利要求1所述的一种变电站电缆路径探测装置，其特征在于，所述信号发生器根据设定数量将电缆沟中的电缆分为多个小组，每个小组中的电缆同时具有信号输入。

4.如权利要求3所述的一种变电站电缆路径探测装置，其特征在于，所述信号发生器使用电缆沟中的电缆数量除以预先设定的小组数量，取大于商的最小整数即得到所述设定数量。

5.如权利要求1所述的一种变电站电缆路径探测装置，其特征在于，所述自行走小车对同一信号特征的位置进行连线的方法为：

对于同一个信号特征在地图上的位置，选择任意一个位置，计算其他位置与该位置的距离，将距离最近的位置确定为与该位置直接连接的位置，将该位置和直接连接的位置用线连接起来，然后对其他位置也进行相同的处理，直到同一个信号特征的所有位置都用线连接起来。

6.一种变电站电缆路径探测方法，其特征在于，包括预识别和路径探测两个阶段；

在预识别阶段，信号发生器对同一个电缆沟中的所有电缆依次输入信号，自行走小车对电缆的信号特征进行识别，将处于同一个电缆沟中电缆的信号特征发送给所述信号发生器，所述信号发生器按照电缆沟对电缆进行分组；

在路径探测阶段，所述信号发生器根据电缆的分组控制每个电缆沟中同时只有设定数量的电缆输入信号，所述自行走小车在变电站内行走时，经过电缆沟上方并识别到电缆中的信号特征后，将识别到的信号特征发送给所述信号发生器，所述信号发生器确认信号特征与自身输出的信号特征相符后，切换至对其他电缆输出信号；每识别到一个信号特征后，所述自行走小车记录该信号特征在地图上所处的位置；

在完成对变电站所有区域内电缆的信号特征识别后，所述自行走小车得到信号特征的在地图上的位置信息，对于同一个信号特征在地图上的位置，所述自行走小车根据位置之间的距离将所有位置用线连接起来，得到的连线即为一根电缆在电缆沟中的路径。

7.如权利要求6所述的一种变电站电缆路径探测方法，其特征在于，所述信号发生器根据设定数量将电缆沟中的电缆分为多个小组，每个小组中的电缆同时具有信号输入。

8.如权利要求7所述的一种变电站电缆路径探测方法，其特征在于，所述信号发生器使用电缆沟中的电缆数量除以预先设定的小组数量，取大于商的最小整数即得到所述设定数量。

9.如权利要求6所述的一种变电站电缆路径探测方法，其特征在于，所述自行走小车对同一信号特征的位置进行连线的方法为：

对于同一个信号特征在地图上的位置，选择任意一个位置，计算其他位置与该位置的距离，将距离最近的位置确定为与该位置直接连接的位置，将该位置和直接连接的位置用线连接起来，然后对其他位置也进行相同的处理，直到同一个信号特征的所有位置都用线连接起来。

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