CN115657523A - 电缆运行状态监测及局放测试于一体的智能化监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能电网检测设备技术领域，且公开了电缆运行状态监测及局放测试于一体的智能化监测装置，包括感知层模块、网络层模块和应用层模块，所述感知层模块主要利用多种传感器实现信息的采集、识别和汇聚，包括传感器层与数据汇聚层两部分，需满足对配网设备监测服务要求。本发明提供了电缆运行状态监测及局放测试于一体的智能化监测装置，通过物联网监控系统建立一个基于物联网技术，按照感知层、网络层、应用层的标准架构，对开关站、配电站房、户外环网箱、箱式变电站、电缆及电缆井、柱上变台和柱上开关等设备的各类环境和设备检测进行数据监测、动态展示和故障预警，提供配网设备监测服务，极大地降低运检人员维护工作量的优点。

Description

电缆运行状态监测及局放测试于一体的智能化监测装置

技术领域

本发明涉及智能电网检测设备技术领域，具体为电缆运行状态监测及局放测试于一体的智能化监测装置。

背景技术

智能电网建设是我国在能源领域的重要战略部署，将逐步推动我国电力基础生产模式的改变，定位于利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的国际领先、自主创新、中国特色的智能电网，是电力行业的发展方向。智能电网的实现，首先依赖于电网各个环节重要运行参数的在线监测和实时信息掌控，物联网技术成为推动智能电网发展的重要技术手段。

通过本项目，建设配电物联网系统，在配网环节部署具有一定感知、计算、执行和通信等功能的装置，通过电力信息通信网络，建立设备感知泛在化，传感单元微型化，物联网络去中心化、数据传输无线化、应用分析智能化的互联体系。在试点工程现场实现电网设备设施、人员及所在环境识别、感知、互联与控制的网络系统，网络中实体之间的协同和互动，使得有关物体相互感知和反馈控制，形成更加智能的电力生产体系，更好的满足对配网设备的监测。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了电缆运行状态监测及局放测试于一体的智能化监测装置，通过物联网监控系统建立一个基于物联网技术，按照感知层、网络层、应用层的标准架构，对开关站、配电站房、户外环网箱、箱式变电站、电缆及电缆井、柱上变台和柱上开关等设备的各类环境和设备检测进行数据监测、动态展示和故障预警，提供配网设备监测服务，极大地降低运检人员维护工作量的优点，解决了现有电网设备需人工定时清查，提高工作人员工作量的同时检测不准确的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：电缆运行状态监测及局放测试于一体的智能化监测装置，包括感知层模块、网络层模块和应用层模块，其特征在于：所述感知层模块主要利用多种传感器实现信息的采集、识别和汇聚，包括传感器层与数据汇聚层两部分，需满足对配网设备监测服务要求，所述网络层模块负责实现终端设备和物联网平台之间的数据传输，包括终端上行发送的采集数据、应答信号和网络心跳等信息，以及物联网平台下发的控制命令、广播信息和应答信息等功能，所述应用层模块起到应用服务器和用户服务器等下发的控制命令、广播信息和应答信息等功能。

优选的，所述感知层由传感器层和数据汇聚层所构成，其中传感器层可具体划分为电缆井电缆局放智能传感器、有毒气体检测传感器、无线水浸传感器、电力窨井盖位移报警传感器和无线烟感传感器，而数据汇聚层则由数据整合模块和数据发送模块所构成。

优选的，所述电缆井电缆局放智能传感器通过监测电缆井安装的局部放电检测设备，实时检测电缆内部发生的局部放电信号，有效地去除干扰信号并通过判断设备绝缘状态，并给出相应设备维护维修指导方案。

优选的，所述有毒气体检测传感器用于监测电缆井及隧道内甲烷、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢等气体的浓度，所述无线水浸传感器根据探测电极浸水后阻抗发生变化，通过专用集成芯片对水浸输入信号进行信号放大、整形、比较，输出干接点或高低电平变化信号，指示变送器所在位置是否有水。

优选的，所述电力窨井盖位移报警传感器可对非法打开电力、通信、市政井盖以及地下线缆设施井盖行为启动报警上传到报警中心，报警中心软件根据井盖的编号和地图，及时显示上报告警及被打开井盖所处位置，值班人员根据警情立即通知相关领导及维护人员到现场处理，抓捕盗贼，并及时的对被盗井盖实施修补，从而快速地解决安全遗患。

优选的，所述无线烟感传感器要能有效的对电力各区域提供火灾烟雾告警保护，一旦发送险情将第一时间将告警信息发送至物联网信息平台。

优选的，所述网络层由就地显示模块、无线通信基站、无线加密通信设备、数据路由器、汇聚节点和服务器模块所构成，其中无线通信基站负责实现终端设备和网络服务器之间的数据转发，包括终端上行发送的采集数据、应答信号和网络心跳等信息，以及应用服务器和用户服务器等下发的控制命令、广播信息和应答信息等功能。

优选的，所述汇聚节点可调整天线或采用天线延长线等方式，实现网络层之间或网络层与感知层之间的网络正常通信，所述无线加密通信设备起到信息传输过程中的安全加密作用。

优选的，所述数据路由器起到支持各种数据采集节点的接入和数据采集同时支持网络层设备的对接和数据传输以及边缘计算能力，可以根据预设的边缘策略，控制接入的数据采集节点，同时还具备对采集数据进行简单处理运算，删除无效、异常数据，从而减少网络传输压力和物联网平台的冗余计算作用。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了电缆运行状态监测及局放测试于一体的智能化监测装置，具备以下有益效果：

1、该装置通过物联网监控系统建立一个基于物联网技术，按照感知层、网络层、应用层的标准架构，对开关站、配电站房、户外环网箱、箱式变电站、电缆及电缆井、柱上变台和柱上开关等设备的各类环境和设备检测进行数据监测、动态展示和故障预警，提供配网设备监测服务，极大地降低运检人员的维护工作量。

附图说明

图1为本发明主体系统结构示意图；

图2为本发明网络层系统结构示意图；

图3为本发明感知层系统结构示意图；

图4为本发明整体实物连接结构示意图。

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。

实施例一：

请参阅图1-4，电缆运行状态监测及局放测试于一体的智能化监测装置，包括感知层模块、网络层模块和应用层模块，其特征在于：所述感知层模块主要利用多种传感器实现信息的采集、识别和汇聚，包括传感器层与数据汇聚层两部分，需满足对配网设备监测服务要求，所述网络层模块负责实现终端设备和物联网平台之间的数据传输，包括终端上行发送的采集数据、应答信号和网络心跳等信息，以及物联网平台下发的控制命令、广播信息和应答信息等功能，所述应用层模块起到应用服务器和用户服务器等下发的控制命令、广播信息和应答信息等功能。

请参阅图3，所述感知层由传感器层和数据汇聚层所构成，其中传感器层可具体划分为电缆井电缆局放智能传感器、有毒气体检测传感器、无线水浸传感器、电力窨井盖位移报警传感器和无线烟感传感器，而数据汇聚层则由数据整合模块和数据发送模块所构成，其中数据整合模块起到将传感器所采集的数据信息进行整和的作用，而数据发送模块起到将整和后的传感器数据信息通过无线通信基站发送至网络层的作用；所述电缆井电缆局放智能传感器通过监测电缆井安装的局部放电检测设备，实时检测电缆内部发生的局部放电信号，有效地去除干扰信号并通过判断设备绝缘状态，并给出相应设备维护维修指导方案；所述有毒气体检测传感器用于监测电缆井及隧道内甲烷、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢等气体的浓度，所述无线水浸传感器根据探测电极浸水后阻抗发生变化，通过专用集成芯片对水浸输入信号进行信号放大、整形、比较，输出干接点或高低电平变化信号，指示变送器所在位置是否有水；所述电力窨井盖位移报警传感器可对非法打开电力、通信、市政井盖以及地下线缆设施井盖行为启动报警上传到报警中心，报警中心软件根据井盖的编号和地图，及时显示上报告警及被打开井盖所处位置，值班人员根据警情立即通知相关领导及维护人员到现场处理，抓捕盗贼，并及时的对被盗井盖实施修补，从而快速地解决安全遗患；所述无线烟感传感器要能有效的对电力各区域提供火灾烟雾告警保护，一旦发送险情将第一时间将告警信息发送至物联网信息平台。

实施例二：

请参阅图2，在实施例一的基础上，所述网络层由就地显示模块、无线通信基站、无线加密通信设备、数据路由器、汇聚节点和服务器模块所构成，其中无线通信基站负责实现终端设备和网络服务器之间的数据转发，包括终端上行发送的采集数据、应答信号和网络心跳等信息，以及应用服务器和用户服务器等下发的控制命令、广播信息和应答信息等功能；所述汇聚节点可调整天线或采用天线延长线等方式，实现网络层之间或网络层与感知层之间的网络正常通信，所述无线加密通信设备起到信息传输过程中的安全加密作用；所述数据路由器起到支持各种数据采集节点的接入和数据采集同时支持网络层设备的对接和数据传输以及边缘计算能力，可以根据预设的边缘策略，控制接入的数据采集节点，同时还具备对采集数据进行简单处理运算，删除无效、异常数据，从而减少网络传输压力和物联网平台的冗余计算作用。

工作原理：使用时将各传感器安装在指定位置，并开启传感器，传感器将采集到的设备信息输入数据汇聚层，并在汇聚层中完成后数据的整合及发送，当数据汇聚层内部数据经由无线通信基站传输至数据路由器中时，数据路由器对所接触的数据信息经过计算将其中有效数据传输分别传输至就地显示模块和服务器模块，就地显示模块和服务器模块可显示出电缆及设备异常情况，并通过就地操作模块和远程操作模块对各类环境和设备检测进行数据监测、动态展示和故障预警，提供配网设备监测服务，极大地降低运检人员的维护工作量。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.电缆运行状态监测及局放测试于一体的智能化监测装置，包括感知层模块、网络层模块和应用层模块，其特征在于：所述感知层模块主要利用多种传感器实现信息的采集、识别和汇聚，包括传感器层与数据汇聚层两部分，需满足对配网设备监测服务要求，所述网络层模块负责实现终端设备和物联网平台之间的数据传输，包括终端上行发送的采集数据、应答信号和网络心跳等信息，以及物联网平台下发的控制命令、广播信息和应答信息等功能，所述应用层模块起到应用服务器和用户服务器等下发的控制命令、广播信息和应答信息等功能：

2.根据权利要求1所述的电缆运行状态监测及局放测试于一体的智能化监测装置，其特征在于：所述感知层由传感器层和数据汇聚层所构成，其中传感器层可具体划分为电缆井电缆局放智能传感器、有毒气体检测传感器、无线水浸传感器、电力窨井盖位移报警传感器和无线烟感传感器，而数据汇聚层则由数据整合模块和数据发送模块所构成。

3.根据权利要求2所述的电缆运行状态监测及局放测试于一体的智能化监测装置，其特征在于：所述电缆井电缆局放智能传感器通过监测电缆井安装的局部放电检测设备，实时检测电缆内部发生的局部放电信号，有效地去除干扰信号并通过判断设备绝缘状态，并给出相应设备维护维修指导方案。

4.根据权利要求1所述的电缆运行状态监测及局放测试于一体的智能化监测装置，其特征在于：所述有毒气体检测传感器用于监测电缆井及隧道内甲烷、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢等气体的浓度，所述无线水浸传感器根据探测电极浸水后阻抗发生变化，通过专用集成芯片对水浸输入信号进行信号放大、整形、比较，输出干接点或高低电平变化信号，指示变送器所在位置是否有水。

5.根据权利要求4所述的电缆运行状态监测及局放测试于一体的智能化监测装置，其特征在于：所述电力窨井盖位移报警传感器可对非法打开电力、通信、市政井盖以及地下线缆设施井盖行为启动报警上传到报警中心，报警中心软件根据井盖的编号和地图，及时显示上报告警及被打开井盖所处位置，值班人员根据警情立即通知相关领导及维护人员到现场处理，抓捕盗贼，并及时的对被盗井盖实施修补，从而快速地解决安全遗患。

6.根据权利要求1所述的电缆运行状态监测及局放测试于一体的智能化监测装置，其特征在于：所述无线烟感传感器要能有效的对电力各区域提供火灾烟雾告警保护，一旦发送险情将第一时间将告警信息发送至物联网信息平台。

7.根据权利要求1所述的电缆运行状态监测及局放测试于一体的智能化监测装置，其特征在于：所述网络层由就地显示模块、无线通信基站、无线加密通信设备、数据路由器、汇聚节点和服务器模块所构成，其中无线通信基站负责实现终端设备和网络服务器之间的数据转发，包括终端上行发送的采集数据、应答信号和网络心跳等信息，以及应用服务器和用户服务器等下发的控制命令、广播信息和应答信息等功能。

8.根据权利要求7所述的电缆运行状态监测及局放测试于一体的智能化监测装置，其特征在于：所述汇聚节点可调整天线或采用天线延长线等方式，实现网络层之间或网络层与感知层之间的网络正常通信，所述无线加密通信设备起到信息传输过程中的安全加密作用。

9.根据权利要求1所述的电缆运行状态监测及局放测试于一体的智能化监测装置，其特征在于：所述数据路由器起到支持各种数据采集节点的接入和数据采集同时支持网络层设备的对接和数据传输以及边缘计算能力，可以根据预设的边缘策略，控制接入的数据采集节点，同时还具备对采集数据进行简单处理运算，删除无效、异常数据，从而减少网络传输压力和物联网平台的冗余计算作用。

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