CN113049991A - 一种配网线路电缆中间头运行状态监测系统 - Google Patents

一种配网线路电缆中间头运行状态监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种配网线路电缆中间头运行状态监测系统，其特征在于，包括：设在电缆中间头位置的检测终端，设在监控区内的汇集数据处理端以及监控服务器；微处理器通过温湿度传感器检测电缆中间头的温湿度信息；微处理器通过压力传感器检测电缆中间头的实时压力信息；微处理器通过GPRS模块获取电缆中间头的位置信息；微处理器通过无线通信模块将获取的电缆中间头信息传输至汇集数据处理端；汇集数据处理端对所在监控区域内的多个电缆中间头信息进行汇集并储存，还将电缆中间头信息上传给监控服务器。系统对电缆中间头运行性能和安全的在线实时监测，对保证电缆中间头运行安全、降低维护检修成本。

Description

一种配网线路电缆中间头运行状态监测系统
技术领域
本发明涉及配网线路电缆中间头监测技术领域，尤其涉及一种配网线路电缆中间头运行状态监测系统。
背景技术
随着城区改造的不断完善，10kv配电电缆大多已经采用地埋电缆方式，在铺设电缆时，不可避免的要进行电缆搭接，使得配电线路中存在大量的电缆接头，电缆中间头多存在于井下，环境湿热，加上电缆老化，在长时间运行后，往往会出现接头发热，严重会造成电缆接头烧毁爆炸事故。
由于城区这种电缆中间头过多，很难通过传统巡视方式及时发现问题，如果能够实现通过无线检测方式自动上传电缆中间头运行状态数据，及时发送报警信息给管理人员，那么，就可以对电缆中间头实现提前预警，及时处理，减少停电事故的发生，但有的电缆中间头在野外，有些区域无线信号较弱，无法实现远程通信，导致无法有效的进行远程监控。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种配网线路电缆中间头运行状态监测系统，包括：设在电缆中间头位置的检测终端，设在监控区内的汇集数据处理端以及监控服务器；
检测终端包括：温湿度传感器、压力传感器、GPRS模块、微处理器、无线通信模块、储存模块以及用于给检测终端内部电气元件供电的供电模块；
微处理器通过温湿度传感器检测电缆中间头的温湿度信息，并进行储存；
微处理器通过压力传感器检测电缆中间头的实时压力信息，并进行储存；
微处理器通过GPRS模块获取电缆中间头的位置信息，并进行储存；
微处理器通过无线通信模块将获取的电缆中间头信息传输至汇集数据处理端；
汇集数据处理端对所在监控区域内的多个电缆中间头信息进行汇集并储存，还将电缆中间头信息上传给监控服务器。
优选地，检测终端还包括：充供电集成控制器、供电变压稳压电路、太阳能发电组件以及风能发电组件；
太阳能发电组件以及风能发电组件分别通过充供电集成控制器与供电模块连接，给供电模块充电；
供电模块通过供电变压稳压电路连接检测终端内部电气元件。
优选地，微处理器根据第一预设通信条件将电缆中间头信息配置成中间头数据包发送给汇集数据处理端；
汇集数据处理端将接收的中间头数据包进行预处理，形成预处理电缆中间头数据包；
再将预处理电缆中间头数据包进行比对判断，形成判断结果电缆中间头数据包。
优选地，汇集数据处理端根据第二预设通信条件将，将判断结果电缆中间头数据包上传给监控服务器。
优选地，第一预设通信条件和第二预设通信条件为预设的通信时间点，或预设的通信控制指令，或基于检测终端所处的位置信息触发通信条件。
优选地，汇集数据处理端响应监控服务器发送的配置指令，对检测终端检测的电缆中间头数据进行增删改查，并执行。
优选地，还包括：电缆中间头移动监控终端；
监控服务器配置有远程通信模块、电缆中间头数据库及电缆中间头监控服务端；
监控服务器接收来自汇集数据处理端发送的电缆中间头信息，并进行解析后存入数据库中；
电缆中间头监控服务端通过访问数据库，并以电缆中间头地图以及图表、柱状图的形式显示各个电缆中间头的实时状态；
电缆中间头移动监控终端访问电缆中间头监控服务端查询并监控各个电缆中间头信息；同时向监控服务器发送基于电缆中间头信息增删改查的控制指令，并对电缆中间头信息进行处理。
优选地，监控服务器向汇集数据处理端发送远程监控电缆中间头数据通信广播信息；
远程监控电缆中间头数据通信广播信息包括：待监控的检测终端地址信息，数据获取时间点，采集电缆中间头数据获取的时间段以及广播请求指令由指定的汇集数据处理端才可反馈，以实现与汇集数据处理端建立通信连接。
优选地，汇集数据处理端获取监控服务器发送的远程监控电缆中间头数据通信广播信息；
搜寻待监控的检测终端地址信息对应的检测终端，
解析所述检测终端的位置信息以及距离所述检测终端的距离信息，查询所述检测终端附近的基站信息；
通过所述检测终端附近的基站连接所述检测终端，并获取所述检测终端的接通反馈数据，基于反馈数据建立通信通道；
如所述检测终端附近具有多个基站信息，则查询各个基站的通信速率和通信信号强度，解析出通信速率最快以及通信信号强度最大的基站建立通信通道。
当所述检测终端附近不具有基站信息，且在预设时长内未收到所述检测终端的接通反馈数据，则以查收所述检测终端周边的检测终端；
以广播的形式触发所述检测终端周边的检测终端，并查询各个周边检测终端的通信速率和通信信号强度，解析出通信速率最快以及通信信号强度最大的周边检测终端作为中继通信检测终端；建立与目标检测终端的通信通道。
优选地，系统采用RS485通信方式、或WIFI通信方式、或以太网通信方式、或LORA通信方式。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
配网线路电缆中间头运行状态监测系统对电缆中间头运行性能和安全的在线实时监测，对保证电缆中间头运行安全、降低维护检修成本。
通过各个传感器对电缆中间头进行监测，从而得到中间头数据包，并对中间头数据包进行预处理，得到预处理电缆中间头数据包；汇集数据处理端实现预处理电缆中间头数据包的处理，并将预处理电缆中间头数据包处理为判断结果电缆中间头数据包；传输给监控服务器，基于判断结果电缆中间头数据包对电缆中间头的状态和/或参数进行监控，实现对电缆中间头的实时监测、连续监测、动态监测和远程监测的目的，解决了对电缆中间头进行监控效率低和不能实时监控的技术问题，达到了提高对电缆中间头进行监控的效率和进行实时监控的技术效果。
本发明在通信网络遇到故障，或者一些野外区域，未设置基站时，可以实现对电缆中间头的监控，满足使用需求。同时也提升监控电缆中间头的的通信能力，提高监控系统及时性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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为配网线路电缆中间头运行状态监测系统示意图。
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。
本发明提供一种配网线路电缆中间头运行状态监测系统，如图1所示，包括：设在电缆中间头位置的检测终端3，设在监控区内的汇集数据处理端2以及监控服务器1；
检测终端3包括：温湿度传感器、压力传感器、GPRS模块、微处理器、无线通信模块、储存模块以及用于给检测终端3内部电气元件供电的供电模块；
微处理器通过温湿度传感器检测电缆中间头的温湿度信息，并进行储存；
微处理器通过压力传感器检测电缆中间头的实时压力信息，并进行储存；
微处理器通过GPRS模块获取电缆中间头的位置信息，并进行储存；
微处理器通过无线通信模块将获取的电缆中间头信息传输至汇集数据处理端2；
汇集数据处理端2对所在监控区域内的多个电缆中间头信息进行汇集并储存，还将电缆中间头信息上传给监控服务器1。汇集数据处理端2可以设置在配电柜，或配电室，或变电站，或台区监控中心。
其中，检测终端3还包括：充供电集成控制器、供电变压稳压电路、太阳能发电组件以及风能发电组件；太阳能发电组件以及风能发电组件分别通过充供电集成控制器与供电模块连接，给供电模块充电；供电模块通过供电变压稳压电路连接检测终端3内部电气元件。
当然本发明还可以采集电缆中间头位置，或者具有电缆中间头电缆线的电压，电流等信息。这样保证电力系统的稳定运行。
本发明提供的配网线路电缆中间头运行状态监测系统能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
本发明提供的配网线路电缆中间头运行状态监测系统的附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
作为本发明提供的实施例，微处理器根据第一预设通信条件将电缆中间头信息配置成中间头数据包发送给汇集数据处理端2；
汇集数据处理端2将接收的中间头数据包进行预处理，形成预处理电缆中间头数据包；再将预处理电缆中间头数据包进行比对判断，形成判断结果电缆中间头数据包。
汇集数据处理端2根据第二预设通信条件将，将判断结果电缆中间头数据包上传给监控服务器1。
可选地，第一预设通信条件和第二预设通信条件为预设的通信时间点，或预设的通信控制指令，或基于检测终端3所处的位置信息触发通信条件，比如对一些重点关注区域的中间头进行重点监控，实时，或者定时通信数据。
可选地，本发明的实施例可以对配网线路电缆中间头运行状态进行检测，实现传感、存储、计算、分析功能，对中间头数据包进行预处理，比如，对中间头数据包进行智能过滤和初步处理，从而得到预处理电缆中间头数据包。预处理电缆中间头数据包还可以是对中间头数据进行判断是否超阈值，如出现超阈值，则立即启动通信条件，做出及时报警，避免故障扩大。
可选地，该检测终端3基于微机电技术，可以将感知元件、微处理器、存储器、供电模块、通讯模块集成封装于检测终端3的壳体内，集成传感、存储、计算、分析功能，可进行监测数据智能预处理并发送数据。
在本发明的实施例中，汇集数据处理端2对接收的中间头数据包按照预设的格式进行处理，并储存在对应预设的储存区域。预处理电缆中间头数据包进行比对判断，形成判断结果电缆中间头数据包。汇集数据处理端2实现对监控区域内的中间头进行监控。监控服务器1对系统进一步进行监控。
在本发明的实施例中，检测终端3，汇集数据处理端2以及监控服务器1之间可以通过通过4G/5G移动公网通讯连接，也可以基于RS485通信方式、或WIFI通信方式、或以太网通信方式、或LORA通信方式。从而实现对电缆中间头在运行全程中的连续、动态和智能实时监测的目的，从而可实现对电缆中间头的实时监测、连续监测、动态监测和远程监测，解决了对电缆中间头进行监控效率低和不能实时监控的技术问题，达到了提高对电缆中间头进行监控的效率和进行实时监控的效果。
进一步的讲，汇集数据处理端2响应监控服务器1发送的配置指令，对检测终端3检测的电缆中间头数据进行增删改查，并执行。
作为本发明提供的实施例，还包括：电缆中间头移动监控终端；监控服务器1配置有远程通信模块、电缆中间头数据库及电缆中间头监控服务端；
监控服务器1接收来自汇集数据处理端2发送的电缆中间头信息，并进行解析后存入数据库中；
电缆中间头监控服务端通过访问数据库，并以电缆中间头地图以及图表、柱状图的形式显示各个电缆中间头的实时状态；
电缆中间头移动监控终端访问电缆中间头监控服务端查询并监控各个电缆中间头信息；同时向监控服务器1发送基于电缆中间头信息增删改查的控制指令，并对电缆中间头信息进行处理。
进一步需要说明的是，电缆中间头监控人员使用电缆中间头移动监控终端输入用户名和密码进行登录监控服务器1；电缆中间头移动监控终端自动与监控服务器1建立通信连接。
电缆中间头移动监控终端实现对电缆中间头信息的实时显示以及播报。当电缆中间头信息出现异常时，进行报警。电缆中间头移动监控终端通过获取报警的电缆中间头信息对应的检测终端3锁定其位置，并及时进行处理。
电缆中间头监控人员还可以配置系统中各项参数，以满足监控需要。
可选地，电缆中间头移动监控终端供监控人员及时获取实时电缆中间头状态数据并及时处置，还用于指导现场人员及时处理相关业务，可以实现对电缆中间头的实时监测、连续监测、动态监测和远程监测的目的。电缆中间头移动监控终端之间也可以实现数据通信。
本发明中，系统的电缆中间头可以实现电缆中间头运行性能和安全的在线实时监测，对保证电缆中间头运行安全、降低维护检修成本。
通过各个传感器对电缆中间头进行监测，从而得到中间头数据包，并对中间头数据包进行预处理，得到预处理电缆中间头数据包；汇集数据处理端2实现预处理电缆中间头数据包的处理，并将预处理电缆中间头数据包处理为判断结果电缆中间头数据包；传输给监控服务器1，基于判断结果电缆中间头数据包对电缆中间头的状态和/或参数进行监控，实现对电缆中间头的实时监测、连续监测、动态监测和远程监测的目的，解决了对电缆中间头进行监控效率低和不能实时监控的技术问题，达到了提高对电缆中间头进行监控的效率和进行实时监控的技术效果。
作为本发明实施例，监控服务器1向汇集数据处理端2发送远程监控电缆中间头数据通信广播信息；
远程监控电缆中间头数据通信广播信息包括：待监控的检测终端3地址信息，数据获取时间点，采集电缆中间头数据获取的时间段以及广播请求指令由指定的汇集数据处理端2才可反馈，以实现与汇集数据处理端2建立通信连接。
汇集数据处理端2获取监控服务器1发送的远程监控电缆中间头数据通信广播信息；
搜寻待监控的检测终端3地址信息对应的检测终端3，
解析所述检测终端3的位置信息以及距离所述检测终端3的距离信息，查询所述检测终端3附近的基站信息；
通过所述检测终端3附近的基站连接所述检测终端3，并获取所述检测终端3的接通反馈数据，基于反馈数据建立通信通道；
如所述检测终端3附近具有多个基站信息，则查询各个基站的通信速率和通信信号强度，解析出通信速率最快以及通信信号强度最大的基站建立通信通道。
当所述检测终端3附近不具有基站信息，且在预设时长内未收到所述检测终端3的接通反馈数据，则以查收所述检测终端3周边的检测终端3；
以广播的形式触发所述检测终端3周边的检测终端3，并查询各个周边检测终端3的通信速率和通信信号强度，解析出通信速率最快以及通信信号强度最大的周边检测终端3作为中继通信检测终端3；建立与目标检测终端3的通信通道。
如果多个中继通信检测终端3都收到了汇集数据处理端2的广播信息，则均向汇集数据处理端2反馈中继信息；汇集数据处理端2解析出通信速率最快以及通信信号强度最大的周边检测终端3作为中继通信检测终端3。
如果汇集数据处理端2接收中继通信检测终端3的反馈信息，在等预设时长后，未发现其余检测终端3反馈，并确定中继通信检测终端3能满足通信连接。
这样，在通信网络遇到故障，或者一些野外区域，未设置基站时，可以实现对电缆中间头的监控，满足使用需求。同时也提升监控电缆中间头的的通信能力，提高监控系统及时性。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
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)

1.一种配网线路电缆中间头运行状态监测系统，其特征在于，包括：设在电缆中间头位置的检测终端，设在监控区内的汇集数据处理端以及监控服务器；
检测终端包括：温湿度传感器、压力传感器、GPRS模块、微处理器、无线通信模块、储存模块以及用于给检测终端内部电气元件供电的供电模块；
微处理器通过温湿度传感器检测电缆中间头的温湿度信息，并进行储存；
微处理器通过压力传感器检测电缆中间头的实时压力信息，并进行储存；
微处理器通过GPRS模块获取电缆中间头的位置信息，并进行储存；
微处理器通过无线通信模块将获取的电缆中间头信息传输至汇集数据处理端；
汇集数据处理端对所在监控区域内的多个电缆中间头信息进行汇集并储存，还将电缆中间头信息上传给监控服务器。
2.根据权利要求1所述的配网线路电缆中间头运行状态监测系统，其特征在于，
检测终端还包括：充供电集成控制器、供电变压稳压电路、太阳能发电组件以及风能发电组件；
太阳能发电组件以及风能发电组件分别通过充供电集成控制器与供电模块连接，给供电模块充电；
供电模块通过供电变压稳压电路连接检测终端内部电气元件。
3.根据权利要求1所述的配网线路电缆中间头运行状态监测系统，其特征在于，
微处理器根据第一预设通信条件将电缆中间头信息配置成中间头数据包发送给汇集数据处理端；
汇集数据处理端将接收的中间头数据包进行预处理，形成预处理电缆中间头数据包；
再将预处理电缆中间头数据包进行比对判断，形成判断结果电缆中间头数据包。
4.根据权利要求3所述的配网线路电缆中间头运行状态监测系统，其特征在于，
汇集数据处理端根据第二预设通信条件将，将判断结果电缆中间头数据包上传给监控服务器。
5.根据权利要求4所述的配网线路电缆中间头运行状态监测系统，其特征在于，
第一预设通信条件和第二预设通信条件为预设的通信时间点，或预设的通信控制指令，或基于检测终端所处的位置信息触发通信条件。
6.根据权利要求1所述的配网线路电缆中间头运行状态监测系统，其特征在于，
汇集数据处理端响应监控服务器发送的配置指令，对检测终端检测的电缆中间头数据进行增删改查，并执行。
7.根据权利要求1所述的配网线路电缆中间头运行状态监测系统，其特征在于，还包括：电缆中间头移动监控终端；
监控服务器配置有远程通信模块、电缆中间头数据库及电缆中间头监控服务端；
监控服务器接收来自汇集数据处理端发送的电缆中间头信息，并进行解析后存入数据库中；
电缆中间头监控服务端通过访问数据库，并以电缆中间头地图以及图表、柱状图的形式显示各个电缆中间头的实时状态；
电缆中间头移动监控终端访问电缆中间头监控服务端查询并监控各个电缆中间头信息；同时向监控服务器发送基于电缆中间头信息增删改查的控制指令，并对电缆中间头信息进行处理。
8.根据权利要求1所述的配网线路电缆中间头运行状态监测系统，其特征在于，
监控服务器向汇集数据处理端发送远程监控电缆中间头数据通信广播信息；
远程监控电缆中间头数据通信广播信息包括：待监控的检测终端地址信息，数据获取时间点，采集电缆中间头数据获取的时间段以及广播请求指令由指定的汇集数据处理端才可反馈，以实现与汇集数据处理端建立通信连接。
9.根据权利要求8所述的配网线路电缆中间头运行状态监测系统，其特征在于，
汇集数据处理端获取监控服务器发送的远程监控电缆中间头数据通信广播信息；
搜寻待监控的检测终端地址信息对应的检测终端，
解析所述检测终端的位置信息以及距离所述检测终端的距离信息，查询所述检测终端附近的基站信息；
通过所述检测终端附近的基站连接所述检测终端，并获取所述检测终端的接通反馈数据，基于反馈数据建立通信通道；
如所述检测终端附近具有多个基站信息，则查询各个基站的通信速率和通信信号强度，解析出通信速率最快以及通信信号强度最大的基站建立通信通道；
当所述检测终端附近不具有基站信息，且在预设时长内未收到所述检测终端的接通反馈数据，则以查收所述检测终端周边的检测终端；
以广播的形式触发所述检测终端周边的检测终端，并查询各个周边检测终端的通信速率和通信信号强度，解析出通信速率最快以及通信信号强度最大的周边检测终端作为中继通信检测终端；建立与目标检测终端的通信通道。
10.根据权利要求1所述的配网线路电缆中间头运行状态监测系统，其特征在于，
系统采用RS485通信方式、或WIFI通信方式、或以太网通信方式、或LORA通信方式。
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