CN113189442B - 基于网络神经电缆的市政埋地线缆断损检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于网络神经电缆的市政埋地线缆断损检测系统及方法，检测系统包括震源发生装置和断损检测装置；所述震源发生装置用于对待测线路的路面施加震动力；所述断损检测装置用于与市政电缆井内的连接设备进行连接并确定电缆断损区域的具体断损段，检测方法包括下列步骤：确定电缆断损区域；根据电缆断损区域选择检测起点；电缆检测步骤：对检测起点进行通电检测，根据市政用电设备的导通情况确定检测路线；光缆检测步骤：使用震源发生装置对检测路线的路面依次施加震动力，同时对检测路线进行光缆振动检测，确定实际断损点；根据实际断损点确定实际断损段；本发明不但提高检测效果，还提高修理效率，减小检测和修理所需成本。

Description

基于网络神经电缆的市政埋地线缆断损检测系统及方法

技术领域

本发明属于网络神经电缆检测领域，具体涉及基于网络神经电缆的市政埋地线缆断损检测系统及方法。

背景技术

科技不断进步，电缆的版本也在迭代更新，现在的电缆具有了“网络神经”被称为网络神经电缆，“网络神经电缆”在传统电线电缆基础上，增加“热”、“痛”、“断”三大感知功能：感知“热”，对电缆本体温度进行监测；感知“痛”，对电缆本体及外部敷设环境的振动状态进行监测；感知“断”，对因电缆爆炸、人为破坏或自然因素等原因造成的线路断路情况进行监测。并且，“网络神经电缆”配合GIS地理信息系统，可在卫星地图上对已敷设电缆位置进行精确定位。

随着城市的快速发展，城市地面上方架空线路空间要求不断缩小，入地电缆取代架空线路成为必然趋势，但地埋电缆纵横交错、运维复杂，同时与城建部门的工作衔接存在漏洞，导致在道路改造、地铁修建等城市建设施工中，地埋电缆频繁发生被破坏事故；特别是在市政埋地线缆被破坏后，会对其大量的公共供电设施造成极大的影响，而检测电缆断点的工作是整个电缆修复工作的核心。

因此，对市政埋地线缆损坏点的检测查找工作是整个电缆维修恢复环节的重中之重。

申请号CN201810046118.6的专利公布了一种地下电缆故障检测系统及其故障检测方法，地下电缆故障检测系统包括：电缆故障测距设备，包括低压脉冲信号源、高压脉冲信号源、和高速接收装置，用于低压脉冲反射法和闪络法进行信号检测，电缆路径检测设备，包括交流高压信号源和电磁感应接收装置，交流高压信号源频率幅值可调，交流高压信号源激励待测电缆产生电磁场，电磁感应接收装置检测待测电缆产生的电磁场，故障点检测设备，包括高压脉冲信号源、直流信号源、交流信号源、跨步电压接收装置、电磁感应接收装置以及声磁同步接收装置。本系统可广泛用于地下电缆开路、短路、接地、低阻、高阻闪络性及高阻泄漏性故障的检测，得到更为精确的故障点。

但是，上述专利存在以下问题：

上述专利能更为精确的得到故障点，但是，实际应用当中，电缆的断损不一定是以“点”为单位，还可能存在以“段”为单位的断损。

因此，需要基于网络神经电缆设计断点检测，不只是能够检测断损电缆的断损点，而是能够测出由多个断损点组成的完整损坏段。

基于此，本发明提供一种基于网络神经电缆的市政埋地线缆断损检测系统及方法解决上述问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种基于网络神经电缆的市政埋地线缆断损检测系统及方法，不但能够检测断损电缆的断损点，还能够测出由多个断损点组成的完整损坏段。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：基于网络神经电缆的市政埋地线缆断损检测系统，包括震源发生装置和断损检测装置；

所述震源发生装置用于对待测线路的路面施加震动力；

所述断损检测装置用于与市政电缆井内的连接设备进行连接并确定电缆断损区域的具体断损段。

本方案的工作原理：

先使用断损检测装置进行通电检测，进而确定电缆断损区域的具体断损范围，然后使用震源发生装置用于对待测线路的路面施加震动力，市政电缆受到震动力，再使用断损检测装置对市政电缆内的光缆进行检测，确定具体的断损点，通过所有断损点得到具体的断损段。

基于网络神经电缆的市政埋地线缆断损检测方法，包括下列步骤：

确定电缆断损区域；

根据电缆断损区域选择检测起点；

电缆检测步骤：对检测起点进行通电检测，根据市政用电设备的导通情况确定检测路线；

光缆检测步骤：使用震源发生装置对断损范围的路面依次施加震动力，同时对检测路线进行光缆振动检测，确定实际断损点；

根据实际断损点确定实际断损段。

确定电缆断损区域的方法包括：

通过市政用电设备管理平台查看市政用电设备停止工作的区域；

根据电缆断损区域选择检测起点：

实际检测时，因为电缆断损区域不同，根据选择的检测起点，检测的效率也不相同。

当电缆断损区域小于等于一公里时，选择电缆断损区域的边界区域为检测起点检测效率更高(即从电缆断损区域的一端向另一端按顺序检测)；而当电缆断损区域大于一公里时，选择电缆断损区域的中心区域为检测起点检测效率更高，因为此时电缆断损区域较大，按顺序检测效率太低，使用二分法进行检测能提高检测效率。

选择检测起点后，找到检测起点对应的电缆井；使用断损检测装置与电缆井内的连接设备进行连接，启动电缆检测设备，通过市政用电设备管理平台或者肉眼观察市政用电设备的导通情况，确定检测起点的上游或下游是否有实际故障点，当检测起点的上游或下游的市政设备全部导通时，该条线路不存在实际故障点，若只有部分导通或全部不导通时，则该条线路存在实际故障点，需要根据市政用电设备的导通情况选择新的检测起点(即实际故障点)；

确定实际故障点，找到实际故障点对应的电缆井，使用断损检测装置与电缆井内的连接设备进行连接，启动光缆检测设备，并且使用震源发生装置，让震源发生装置沿实际故障点两侧的路面振动，根据光缆检测设备确定实际断损点，若振动时光缆中的传感信号发生变化，则该段光缆为完好的，即振动位到电缆井的这段埋地线缆无断损，反之，振动时光缆中的传感信号无变化，则该段线缆有断损点；

确定实际断损点后，对实际故障点的电缆井再次进行通电，根据市政用电设备的导通情况，确定检测路线；

对检测路线上所有的电缆井重复上述步骤，确定所有实际断损点，然后根据所有实际断损点确定实际断损段，完成检测。

本方案的有益效果：

不但能够精确地得到电缆断损区域内的故障点，还能够根据故障点确定损坏段；并且，当出现多个故障点时，相应地可以确定所有的损坏段，如此一来，不需要将市政埋地电缆的整个损坏段的挖出修复，只需要针对性的对市政埋地电缆所有的具体损坏段进行修复；不但提高了检测的效果，还间接提高了修理线缆的效率，减小了修理线缆所需的时间成本和人力成本。

附图说明

图1为断损检测装置的结构示意图。

图2为震源发生装置的结构示意图。

图3为连接设备的结构示意图。

图4网络神经电缆的市政埋地线缆断损检测流程图。

图5为S2的子流程图。

图6为S3的子流程图。

图7为K1情况的流程图。

图8为K2情况的流程图。

图9为K3情况的流程图。

图10为S4的子流程图。

图11为S5的子流程图。

附图标记：

安装板1、安装座2、撞地柱3、气缸4、通道5、光缆检测设备6、柴油机7、

发电机8、检测公头9、电缆芯插接位10、光缆芯插接位11、连接体12。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施时：如图1至图11所示，基于网络神经电缆的市政埋地线缆断损检测系统，包括震源发生装置和断损检测装置；

所述震源发生装置用于对待测线路的路面施加震动力；

所述断损检测装置用于与市政电缆井内的连接设备进行连接并确定电缆断损区域的具体断损段。

本方案的工作原理：

先使用断损检测装置进行通电检测，进而确定电缆断损区域的具体断损范围，然后使用震源发生装置用于对待测线路的路面施加震动力，令路面埋设的市政网络神经电缆可以感受到震动力，施加振动力时使用断损检测装置对市政电缆内的光缆进行检测，确定具体的断损点，通过所有断损点得到具体的断损段。

本方案的有益效果：

不但能够精确地得到电缆断损区域内的故障点，还能够根据故障点确定损坏段；并且，当出现多个故障点时，相应地可以确定所有的损坏段，如此一来，便可以针对性的对所有损坏段的市政埋地电缆进行修复。

其中，所述连接设备包括一个连接体12，所述连接体12上设置有至少两个相互导通的网络神经电缆母头，两个所述网络神经电缆母头内均设置有电缆芯插接位10和光缆芯插接位11。

如此一来，断损检测设备可以通过连接体12对市政埋地的网络神经电缆进行测试；通过插接网络神经电缆母头，网络神经电缆母头内的电缆芯插接位10可以进行通电检测，网络神经电缆母头的光缆芯插接位11可以进行光缆振动检测，方便快捷，提高检测效率。

其中，所述断损检测装置包括检测公头9、电缆检测设备和光缆检测设备6，所述检测公头9与网络神经电缆的公头型号相同，所述检测公头9与所述连接体12上的网络神经母头相匹配，所述电缆检测设备用于测试电缆芯是否断损，所述光缆检测设备6用于根据光缆受震动的检测信号变化情况分析断点位置。

具体实施时：电缆检测设备为小型发电设备，本实施例中为小型柴油发电设备，其主要包括柴油机7、发电机8和输电线，输电线从发电机8箱引出，与检测公头9连接；光缆检测设备6为光缆振动检测设备，包括检测主机和连接在检测主机上的光缆线，光缆线与检测公头9连接；检测公头9与网络神经电缆的公头型号相同，且检测公头9与网络神经母头相匹配，这样一来，检测的时候可以先取出连接头内的网络神经电缆公头，直接将检测公头9插入网络神经电缆母头，便可以直接进行通电检测和光缆振动检测。

其中，所述震源发生装置包括安装座2，所述安装座2底部四周设置有万向轮，所述安装座2顶部四周通过连接杆水平连接有安装板1，所述安装板1底部设置有气缸4，所述气缸4的动作端朝下且连接有撞地柱3，所述安装座2上还开设有用于所述撞地柱3通过的通道5。

具体实施时：

在断损检测装置进行通电检测后，启动震源发生装置的气缸4，让撞地柱3穿过安装座2的通道5撞击沿断损线路走向的路面，并且推动震源发生装置让其沿断损线路的走向移动，这样一来便可以不断地通过撞击地面向地下的网络神经电缆发出震动，然后通过断损检测装置的光缆检测设备6进行光缆振动检测；如此一来，便可以及时配合断损检测装置对网络神经电缆进行振动检测，快速检测出断损点。

基于网络神经电缆的市政埋地线缆断损检测方法，包括下列步骤：

S1，根据市政用电设备管理平台确定市政用电设备停止工作区域(即电缆断损区域)；

S2，根据电缆断损区域范围对电缆断损区域进行分类，根据分类结果选择对应检测起点；

S3，对检测起点进行通电检测，通过市政用电设备的导通情况确定实际故障点；

S4，对检测起点进行光缆振动检测，通过光缆振动设备的情况确定实际断损点；

S5，重复S3-S4，得到电缆断损区域所有的实际断损点(即确定所有实际断损段)

其中，所述确定电缆断损区域的方法包括：

通过市政用电设备管理平台查看市政用电设备停止工作的区域，该区域即电缆断损区域。

具体实施时：还可以通过市民反馈确定电缆断损区域，通过网络神经电缆的GIS地理信息系统确定电缆断损区域，本实施例优选通过市政用电设备管理平台确定电缆断损区域，因为信息同步率更高。

其中，所述电缆断损区域可以分为：

电缆断损区域大于一公里的大范围断损区域；

电缆断损区域小于等于一公里的小范围断损区域；

具体实施时：根据检测情况划分电缆断损区域，即可以将阈值定为0.5公里、1公里、5公里或10公里；本实施例优选1公里为阈值，因为在实际电缆断损情况中，大范围的电缆断损一般都超过1公里。

所述根据电缆断损区域选择检测起点的方法包括：

当电缆断损区域为大范围断损区域时：选择大范围断损区域的中心区域的电缆井为检测起点；

当电缆断损区域为小范围断损区域时：选择小范围断损区域的任一边界区域的电缆井为检测起点。

当检测区域为大范围断损区域时，选择大范围断损区域的中心区域的电缆井为检测起点，即采用二分法检测，能有效提高检测效率；

当电缆断损区域为小范围断损区域时，选择小范围断损区域的任一边界区域的电缆井为检测起点，即直接从小范围断损区域的任一边界开始向另一边界进行检测，效率更高，实用性更强。

S2.1，选择大范围断损区域的中心区域的电缆井为检测起点；

S2.2，选择小范围断损区域的任一边界区域的电缆井为检测起点；

S2.1和S2.2为并列(即可以交换顺序)。

其中，所述电缆检测步骤包括：

将断损检测装置的检测公头连接检测起点的连接设备一侧的母头；

执行单侧检测步骤：

启动电缆检测设备，测试所述检测起点一侧的市政用电设备是否导通：

若该侧的所有市政用电设备均导通，则将所述检测公头连接所述连接设备另一侧的母头，对另一侧执行单侧检测步骤；

若该侧的所有市政用电设备均不导通，则执行光缆检测步骤；

完成所述光缆检测步骤后，则将该侧相邻的市政用电设备作为新的检测起点，将所述检测公头连接所述连接设备另一侧的母头，对另一侧执行单侧检测步骤；(沿线缆走向的下一个连接设备作为新的检测起点)

若该侧的市政用电设备部分导通，则将该侧市政用电设备不导通的起始位置作为新的检测起点，将所述检测公头连接所述连接设备另一侧的母头，对另一侧执行单侧检测步骤；

完成另一侧的单侧检测步骤后，在新的检测起点处执行该处的电缆检测步骤。

具体实施步骤如下：

S3.1，将断损检测装置的检测公头连接检测起点的连接设备一侧的母头，启动电缆检测设备，测试检测起点一侧的市政用电设备导通情况；

若该侧的所有市政用电设备均导通(即出现情况K1)，则执行S3.11；

S3.11，(记录此处的检测起点为Y1)将所述检测公头连接Y1处连接设备另一侧的母头,启动电缆检测设备，测试Y1处另一侧的市政用电设备导通情况；

若Y1处另一侧的所有市政用电设备均导通(即出现情况K11)，则执行S3.111；

S3.111，系统出现误判或者市政用电设备自身出现故障；

若Y1处另一侧的所有市政用电设备均不导通(即出现情况K12)，则执行S3.112；

S3.112，对Y1处市政用电设备的电缆井执行光缆检测步骤(即S4.1)后，并选择该侧相邻的一处未导通的市政用电设备的电缆井作为新的检测起点(记录为Y2)，然后对Y2执行S3.1；

若Y1处另一侧的所有市政用电设备部分导通(即出现情况K13)，则执行S3.113；

S3.113，则将该侧市政用电设备不导通的起始位置作为新的检测起点(记录为Y3)，并对Y3执行S3.1。

若该侧的所有市政用电设备均不导通(即出现情况K2)，则执行S3.12，

S3.12，对此处市政用电设备的电缆井(记录为J1)执行光缆检测步骤(即S4.1)后，选择该侧相邻的市政用电设备的电缆井作为新的检测起点(记录为J2)，待完成J1另一侧的检测后，再对J2处执行S3.1，其中，J1另一侧的检测需执行S3.121；

S3.121，将所述检测公头与J1处连接设备的另一侧母头相连,启动电缆检测设备，检测J1处另一侧的市政用电设备导通情况；

若J1处另一侧的所有市政用电设备均导通(即出现情况K21)，则执行S3.122；

S3.122，则该侧线路正常，对J2处执行S3.1；

若J1处另一侧的所有市政用电设备均不导通(即出现情况K22)，则执行S3.123；

S3.123，选择该侧相邻的市政用电设备的电缆井作为新的检测起点(记录为J3)，可以选择J2或J3之一执行步骤S3.1，待完成该处的全部检测后再选择剩下的J3或J2执行步骤S3.1，完成全部线路的检测；

若J1处另一侧的所有市政用电设备部分导通(即出现情况K23)，则执行S3.124；

S3.124，则将该侧市政用电设备不导通的起始位置作为新的检测起点(记录为J4)，同样的，可以选择J2或J4执行S3.1，待完成该处的全部检测后再选择剩下的J4或J2执行步骤S3.1，完成全部线路的检测。

若该侧的市政用电设备部分导通(即出现情况K3)，则执行S3.13；

S3.13，选择该侧市政用电设备不导通的起始位置新的检测起点(记录为N1)，待完成原检测点另一侧的检测后，再对N1执行S3.1，其中，原检测点另一侧的检测需执行S3.131；

S3.131，将所述检测公头连接原检测点另一侧的母头,启动电缆检测设备，检测该处另一侧的市政用电设备导通情况；

若原检测点另一侧的所有市政用电设备均导通(即出现情况K31)，则执行S3.132；

S3.132，则该侧线路正常，对N1执行S3.1；

若原检测点另一侧的所有市政用电设备均不导通(即出现情况K32)，则执行S3.133；

S3.133，选择该侧相邻的市政用电设备的电缆井作为新的检测起点(记录为N2)，可以选择N1或N2之一执行步骤S3.1，待完成对应点的全部检测后再选择剩下的N2或N1执行步骤S3.1，完成全部线路的检测。

若原检测点另一侧的所有市政用电设备部分导通(即出现情况K33)，则执行S3.134；

S3.134，将该侧市政用电设备不导通的起始位置作为新的检测起点(记录为N3)，同样的，可以选择N1或N3执行S3.1，待完成该处的全部检测后再选择剩下的N3或N1执行步骤S3.1，完成全部线路的检测。

当出现原检测点两侧都部分导通的情况时，说明断损段至少存在2段，其中，N1远离原检测点的一段线路为第一断损段，N3远离原检测点的一段线路为第二断损段。

其中，所述光缆检测步骤包括：

沿线缆走向，启动震源发生装置对路面依次施加震动力；

启动光缆检测设备，根据光缆受震动的检测信号变化分析断点：

若所述检测信号有变化，则该处线缆正常；

若所述检测信号无变化，则该处线缆为实际断损点。

具体实施步骤如下：

S4.1启动震源发生装置，对需要执行光缆振动检测的市政用电设备电缆井两侧沿线缆走向对路面依次施加震动力；

S4.2启动光缆检测设备，根据光缆受震动的检测信号变化分析断点：

若光缆检测设备检测到信号有变化(即出现情况Q1)，则执行步骤S4.21；

S4.21，该处线缆正常；

若光缆检测设备检测到信号有变化(即出现情况Q2)，则执行步骤S4.22；

S4.22，该处线缆为实际断损点；

执行S4.22后，执行S5.1

S4.21和S4.22为并列步骤(相互交换不影响)。

其中，所述根据实际断损点确定实际断损段的步骤包括：

具体实施步骤如下：

S5.1，得到所有实际断损点；

S5.2，将检测得到的紧密相邻的实际断损点串连，即得到实际断损段。

以上仅是本发明优选的实施方式，需指出的是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，作出的若干变形和改进的技术方案应同样视为落入本权利要求书要求保护的范围。

Claims (5)

1.基于网络神经电缆的市政埋地线缆断损检测方法，其特征在于：该方法采用基于网络神经电缆的市政埋地线缆断损检测系统来实现，该断损检测系统包括震源发生装置和断损检测装置；

所述震源发生装置用于对待测线路的路面施加震动力；

所述断损检测装置用于与市政电缆井内的连接设备进行连接并确定电缆断损区域的具体断损段；

所述连接设备包括一个连接体，所述连接体上设置有至少两个相互导通的网络神经电缆母头，两个所述网络神经电缆母头内均设置有电缆芯插接位和光缆芯插接位；

所述断损检测装置包括检测公头、电缆检测设备和光缆检测设备，所述检测公头与网络神经电缆的公头型号相同，所述检测公头与所述连接体上的网络神经电缆母头相匹配，所述电缆检测设备用于测试电缆芯是否断损，所述光缆检测设备用于根据光缆受震动的检测信号变化情况分析断点位置；

所述方法包括下列步骤：

确定电缆断损区域；

根据电缆断损区域选择检测起点；

电缆检测步骤：对检测起点进行通电检测，根据市政用电设备的导通情况确定检测路线；所述电缆检测步骤包括：

将断损检测装置的检测公头连接检测起点的连接设备一侧的母头；

执行单侧检测步骤：

启动电缆检测设备，测试所述检测起点一侧的市政用电设备是否导通：

若该侧的所有市政用电设备均导通，则将所述检测公头连接所述连接设备另一侧的母头，对另一侧执行单侧检测步骤；

若该侧的所有市政用电设备均不导通，则执行光缆检测步骤；

完成所述光缆检测步骤后，则将该侧相邻的市政用电设备作为新的检测起点，将所述检测公头连接所述连接设备另一侧的母头，对另一侧执行单侧检测步骤；

若该侧的市政用电设备部分导通，则将该侧市政用电设备不导通的起始位置作为新的检测起点，将所述检测公头连接所述连接设备另一侧的母头，对另一侧执行单侧检测步骤；

完成另一侧的单侧检测步骤后，在新的检测起点处执行该处的电缆检测步骤；

光缆检测步骤：使用震源发生装置对检测路线的路面依次施加震动力，同时对检测路线进行光缆振动检测，确定实际断损点，其中，所述光缆检测步骤包括：

沿线缆走向，启动震源发生装置对路面依次施加震动力；

启动光缆检测设备，根据光缆受震动的检测信号变化分析断点：

若所述检测信号有变化，则该处线缆正常；

若所述检测信号无变化，则该处线缆为实际断损点；

根据实际断损点确定实际断损段。

2.根据权利要求1所述的基于网络神经电缆的市政埋地线缆断损检测方法，其特征在于：

所述确定电缆断损区域的方法包括：

通过市政用电设备管理平台查看市政用电设备停止工作的区域，该区域即电缆断损区域。

3.根据权利要求1所述的基于网络神经电缆的市政埋地线缆断损检测方法，其特征在于：所述电缆断损区域可以分为：

电缆断损区域大于一公里的大范围断损区域；

电缆断损区域小于等于一公里的小范围断损区域；

所述根据电缆断损区域选择检测起点的方法包括：

当电缆断损区域为大范围断损区域时：选择大范围断损区域的中心区域的电缆井为检测起点；

当电缆断损区域为小范围断损区域时：选择小范围断损区域的任一边界区域的电缆井为检测起点。

4.根据权利要求1所述的基于网络神经电缆的市政埋地线缆断损检测方法，其特征在于：所述根据实际断损点确定实际断损段的步骤包括：

将检测得到的紧密相邻的实际断损点串连，即得到实际断损段。

5.根据权利要求1所述的基于网络神经电缆的市政埋地线缆断损检测方法，其特征在于：所述震源发生装置包括安装座，所述安装座底部四周设置有万向轮，所述安装座顶部四周通过连接杆水平连接有安装板，所述安装板底部设置有气缸，所述气缸的动作端朝下且连接有撞地柱，所述安装座上还开设有用于所述撞地柱通过的通道。