CN115790712A - 一种电力电缆井综合监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了监控技术领域一种电力电缆井综合监控系统，包括巡检装置和巡检系统，巡检装置用以实现巡检设备进行来回巡检，巡检系统用以控制巡检设备来回巡检、并进行数据处理传输，本发明解决了现有人工巡检成本高的问题，提高电缆井监控的自动化程度。

Description

一种电力电缆井综合监控系统

技术领域

本发明涉及监控技术领域，特别涉及一种电缆井监控系统。

背景技术

电缆井是电力部门的重要设施，广泛分部在高压电缆传输沿线。目前，由于电缆井的空间限制，尤其是繁华路段下的电缆井，对电缆井几乎没有日常的巡检，往往都是电缆井下设备或者电力电缆出现故障才会采取人工方式进行检查和维修，这样并不能对电缆井内故障及时发现并预警，而且故障造成的经济损失比较大，影响范围较广，且后期的维修需要大量的人工和经济成本。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种电力电缆井综合监控系统，解决现有人工巡检成本高的问题，提高电缆井监控的自动化程度。

本发明的目的是这样实现的：一种电力电缆井综合监控系统，包括巡检装置和巡检系统，所述巡检装置用以实现巡检设备进行来回巡检，巡检系统用以控制巡检设备来回巡检、并进行数据处理传输；

所述巡检装置包括固定在电缆井顶部的安装座，所述安装座的底部安装有一对导电滑轨，导电滑轨上吊装有巡检设备，所述安装座内两端设置有左电机和右电机，所述左电机、右电机、巡检设备经同步绳缆连接在一起，左电机工作带动巡检设备向左移动，右电机工作带动巡检设备向右移动，所述安装座的两侧安装有同步联动的左电机驱动组件、右电机驱动组件，左电机驱动组件驱动左电机工作，右电机驱动组件得电驱动右电机工作，左电机驱动得电驱动左电机工作时右电机驱动组件失电，所述巡检设备在运动到左极限位置后使得左电机驱动组件失电、同时使得右电机驱动组件得电，所述巡检设备在运动到右极限位置后使得右电机驱动组件失电、同时使得左电机驱动组件得电；

所述巡检系统包括CT取电变压单元、数据采集单元以及数据收集单元，所述CT取电变压单元用以给上述各用电单元供电，CT取电变压单元内置有蓄电池，所述数据采集单元包括置于巡检设备内的环境传感器和红外摄像头，用以采集环境参数和图像数据，并将其发送给数据收集单元，所述数据收集单元包括单片机和通信模块，单片机将接收到的数据信息通过通信模块发送给上位机。

作为本发明的进一步限定，所述左电机驱动组件与右电机驱动组件结构相同，并通过连杆相连；

所述左电机驱动组件包括左接触件，左接触件的底部设有一对分别用以接触两导电滑轨一端的触点，左接触件内部设有驱动电路，驱动电路包括失电延迟继电器，所述失电延迟继电器的常开触点连接导电滑轨与左电机，所述巡检设备在运动到左极限位置后顶开左接触件、使其触点脱离导电滑轨；

所述右电机驱动组件包括右接触件，右接触件的底部设有一对分别用以接触两导电滑轨另一端的触点，右接触件内部设有驱动电路，驱动电路包括失电延迟继电器，所述失电延迟继电器的常开触点连接导电滑轨与右电机，所述巡检设备在运动到右极限位置后顶开右接触件、使其触点脱离导电滑轨。

作为本发明的进一步限定，所述安装座与导电滑轨之间设有绝缘座，所述绝缘座上开设有供连杆穿过的导向孔。

作为本发明的进一步限定，所述连杆两端分别穿过左接触件、右接触件，且通过螺母与左接触件、右接触件锁定在一起，螺母螺纹连接在连杆上、且置于左接触件、右接触件的前后两侧。

作为本发明的进一步限定，所述左接触件内还设有左电磁线圈，所述左电磁线圈用以在左电机驱动组件通电后吸附在安装座上，所述右接触件内还设有右电磁线圈，所述右电磁线圈用以在右电机驱动组件通电后吸附在安装座上。

作为本发明的进一步限定，所述导向孔的两端加工成锥形孔，连杆上加工有与所述锥形孔配合的锥形台。

作为本发明的进一步限定，所述巡检设备上设有一对用以顶开左接触件、右接触件的推杆。

作为本发明的进一步限定，所述安装座内设有经左电机驱动的左绕线轮和经右电机驱动的右绕线轮，同步绳缆绕过左绕线轮、右绕线轮后连接在巡检设备上。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明实现巡检设备来回往复交替运行，从而让采集模块在电力电缆井内24小时往复巡航监测；

本发明能够弥补高压电缆井下实时数据监测的缺陷；

本发明通过CT取电变压单元配合蓄电池成功实现电缆井内现场获取电源并实现持续供电，即使高压电缆中短暂的电流不足也可通过蓄电池供电持续运行，真正能实现后期免维护持续监测；

通过使用本发明可实时监测电力电缆井内情况，实现可视化实时监控，并可在温度达到设定阈值时触发监控后台报警功能；

通过使用本发明可实时监测电力电缆井内的环境参数，为工作人员下井维护检修提供方便与安全；

通过本发明的实时监控和事故预警功能，可直接在故障变得严重前实行紧急断电等方法来提前避免故障影响扩大化，对于传统的故障后人工查看维修，本发明大大的提高了电力系统的安全性，节省很大的维修成本。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明中巡检装置立体结构示意图一。

图2为本发明中巡检装置立体结构示意图二。

图3为本发明中巡检装置侧面剖视图。

图4为本发明中巡检系统原理框图。

图5为本发明中驱动电路控制原理图。

图6为本发明中左电机驱动组件局部放大图。

图7为本发明中左接触件锁定的另一种实现方式。

其中，1巡检设备，2安装座，3同步绳缆，4绝缘座，5导电滑轨，6左电机，7右电机，8左电机驱动组件，8a左接触件，8b触点，8c左电磁线圈，8d容纳槽，9右电机驱动组件，10连杆，10a锥形台，11弹性触片，12绝缘座，12a导向孔，12b锥形孔，13螺母，14铁块，15推杆，16左绕线轮，17右绕线轮。

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。

一种电力电缆井综合监控系统，包括巡检装置和巡检系统；

如图1-3所示，巡检装置用以实现巡检设备1进行来回巡检，巡检系统用以控制巡检设备1来回巡检、并进行数据处理传输；

巡检装置包括固定在电缆井顶部的安装座2，安装座2的底部安装有一对导电滑轨5，导电滑轨5上吊装有巡检设备1，安装座2内两端设置有左电机6和右电机7，两电机均采用直流低速电机，左电机6、右电机7、巡检设备1经同步绳缆3连接在一起，左电机6工作带动巡检设备1向左移动，右电机7工作带动巡检设备1向右移动，安装座2的两侧安装有同步联动的左电机驱动组件8、右电机驱动组件9，左电机驱动组件8驱动左电机6工作，右电机驱动组件9得电驱动右电机7工作，左电机6驱动得电驱动左电机6工作时右电机驱动组件9失电，巡检设备1在运动到左极限位置后使得左电机驱动组件8失电、同时使得右电机驱动组件9得电，巡检设备1在运动到右极限位置后使得右电机驱动组件9失电、同时使得左电机驱动组件8得电；

如图4所示，巡检系统包括CT取电变压单元、数据采集单元以及数据收集单元，CT取电变压单元用以给上述各用电单元供电，CT取电变压单元内置有蓄电池，数据采集单元包括置于巡检设备1内的环境传感器和红外摄像头，用以采集环境参数和图像数据，并将其发送给数据收集单元，数据收集单元包括单片机和通信模块，单片机将接收到的数据信息通过通信模块发送给上位机。

具体的，巡检设备1为箱体或者框架；巡检系统中的环境传感器和红外摄像头安装其内部，导电滑轨5将来自CT取电变压单元的电传输给巡检设备1内部的环境传感器、红外摄像头，在具体实施过程中，如图4所示，环境传感器可为温湿度传感器、气体传感器、液位传感器，对于需要跟随移动的传感器如温湿度传感器、气体传感器安装在巡检设备1中，对于一般不需移动的传感器如液位传感器可连接在导轨端部即可；CT取电变压单元具体包括：CT取电模块、变压器、蓄电池，蓄电池输出的电压转换可采用常规电压转换模块即可，通信模块选用4G模块，方便将数据上传至服务器、上位机。

工作原理如下：

系统开始初始状态下，控制左电机驱动组件8或右电机驱动组件9中任一组件得电工作，此处以左电机驱动组件8得电为例，此时左电机6转动，通过同步绳缆3带动巡检设备1向左移动，待巡检设备1运动到左极限位置后使得左电机驱动组件8失电、同时使得右电机驱动组件9得电，此时左电机6停转，同时右电机驱动组件9驱动右电机7工作，右电机7通过同步绳缆3带动巡检设备1向右移动，待巡检设备1运动到右极限位置后使得右电机驱动组件9失电、同时使得左电机驱动组件8得电，左电机6再次工作，如此实现循环往复。

左电机驱动组件8与右电机驱动组件9能够同步联动、并且控制巡检设备1往复的具体实施方式如下：

左电机驱动组件8与右电机驱动组件9结构相同，并通过连杆10相连；

左电机驱动组件8包括左接触件8a，左接触件8a的底部设有一对分别用以接触两导电滑轨5（两导电滑轨5构成回路）一端的触点8b，触点8b可做成球头结构，两导电滑轨5的两端分别设有弹性触片11，左接触件8a内部设有容纳空间，容纳空间内设有驱动电路，如图5所示，驱动电路包括失电延迟继电器，失电延迟继电器的常开触点8b连接导电滑轨5与左电机6，巡检设备1在运动到左极限位置后顶开左接触件8a、使其触点8b脱离导电滑轨5；

右电机驱动组件9包括右接触件，右接触件的底部设有一对分别用以接触两导电滑轨5另一端的触点8b，触点8b可做成球头结构，两导电滑轨5的两端分别设有弹性触片11，右接触件内部也设有容纳空间，容纳空间内设有驱动电路，驱动电路包括失电延迟继电器，失电延迟继电器的常开触点8b连接导电滑轨5与右电机7，巡检设备1在运动到右极限位置后顶开右接触件、使其触点8b脱离导电滑轨5。

同样以左电机驱动组件8得电为例，结合图1-3、5-6，失电延迟继电器得电，其常开触点8b闭合，左电机6开始工作，当巡检设备1运动至左极限位置时，左电机驱动组件8失电，此时，由于失电延迟继电器的作用，左电机6并不会立即停止工作，巡检设备1会继续向左运动带动左电机驱动组件8继续向左运动，由于同步杆的作用，以保证右电机驱动组件9的触点8b能够稳定与弹性触片11接触得电，延时时间到，常开触点8b断开，左电机6失电，同时右电机驱动组件9得电，失电延迟继电器得电，其常开触点8b闭合，右电机7开始工作，当巡检设备1运动至右极限位置时，右电机驱动组件9失电，此时，由于失电延迟继电器的作用，右电机7并不会立即停止工作，巡检设备1会继续向右运动带动右电机驱动组件9继续向右运动，由于同步杆的作用，以保证左电机驱动组件8的触点8b能够稳定与弹性触片11接触得电，延时时间到，常开触点8b断开，右电机7失电，同时左电机驱动组件8得电，如此实现循环往复。

具体的，安装座2与导电滑轨5之间设有绝缘座412，绝缘座412上开设有供连杆10穿过的导向孔12a。

绝缘座412的设计进一步保证了系统运行的可靠性。

具体的，连杆10两端分别穿过左接触件8a、右接触件，且通过螺母13与左接触件8a、右接触件锁定在一起，连杆10上位于左接触件8a、右接触件两侧的杆段上加工有螺纹，螺母13螺纹连接在连杆10上、且置于左接触件8a、右接触件的前后两侧，左、右两侧各通过四个螺母13进行锁定。

此处螺母13的设计可起到两个作用，其一实现其常规功能-锁定，另一功能，还可起到限位，避免接触件与绝缘座412的过压接触，以保证稳定性，起到了意想不到的效果。

具体的，如图6所示，右侧结构与左侧结构相同，不再提供相应具体图纸，左接触件8a的顶部开设容纳槽8d，容纳槽8d内设有左电磁线圈8c，安装座2上对应位置设有与其配合的铁块14，厚度与螺母13厚度差不多，左电磁线圈8c用以在左电机驱动组件8通电后吸附在安装座2上，右接触件的顶部也开设容纳槽8d，容纳槽8d内设有右电磁线圈，安装座2上对应位置设有与其配合的铁块14，厚度与螺母13厚度差不多，右电磁线圈用以在右电机驱动组件9通电后吸附在安装座2上。

实际使用过程中，存在触点8b与弹性触片11接触后松开的问题，为了解决上述问题，通过电磁线圈得电后吸附在铁块14上来保证了接触时稳定性，电路部分设计在通电回路中。

作为解决上述触点8b与弹性触片11接触后松开的问题，还可采用另一种实现方式，如图7所示，即通过在导向孔12a的两端加工成锥形孔12b，连杆10上加工有与锥形孔12b配合的锥形台10a。接触后利用楔形结构实现轻微锁定，此处设计时不应设计过紧，以免巡检设备1顶不开。

具体的，如图2所示，巡检设备1上设有一对用以顶开左接触件8a、右接触件的推杆15。推杆15的设计可轻松推开左接触件8a、右接触件，另外还可根据需要选择其长度，通过焊接或其他可调的固定方式固定，也可直接选用可调节长度的推杆15，此种实现方式不在赘述。

具体的，如图3所示，安装座2内设有经左电机6驱动的左绕线轮16和经右电机7驱动的右绕线轮17，同步绳缆3绕过左绕线轮16、右绕线轮17后连接在巡检设备1上。通过绕线轮配合同步绳缆3更加方便，但是本发明并不局限于同步绳缆3，也可采用同步带，或其他可实现如此动力传输的结构均可，本领域技术人员可进行适应性选择。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电力电缆井综合监控系统，包括巡检装置和巡检系统，其特征在于：所述巡检装置用以实现巡检设备（1）进行来回巡检，巡检系统用以控制巡检设备（1）来回巡检、并进行数据处理传输；

所述巡检装置包括固定在电缆井顶部的安装座（2），所述安装座（2）的底部安装有一对导电滑轨（5），导电滑轨（5）上吊装有巡检设备（1），所述安装座（2）内两端设置有左电机（6）和右电机（7），所述左电机（6）、右电机（7）、巡检设备（1）经同步绳缆（3）连接在一起，左电机（6）工作带动巡检设备（1）向左移动，右电机（7）工作带动巡检设备（1）向右移动，所述安装座（2）的两侧安装有同步联动的左电机驱动组件（8）、右电机驱动组件（9），左电机驱动组件（8）驱动左电机（6）工作，右电机驱动组件（9）得电驱动右电机（7）工作，左电机（6）驱动得电驱动左电机（6）工作时右电机驱动组件（9）失电，所述巡检设备（1）在运动到左极限位置后使得左电机驱动组件（8）失电、同时使得右电机驱动组件（9）得电，所述巡检设备（1）在运动到右极限位置后使得右电机驱动组件（9）失电、同时使得左电机驱动组件（8）得电；

所述巡检系统包括CT取电变压单元、数据采集单元以及数据收集单元，所述CT取电变压单元用以给上述各用电单元供电，CT取电变压单元内置有蓄电池，所述数据采集单元包括置于巡检设备（1）内的环境传感器和红外摄像头，用以采集环境参数和图像数据，并将其发送给数据收集单元，所述数据收集单元包括单片机和通信模块，单片机将接收到的数据信息通过通信模块发送给上位机。

2.根据权利要求1所述的一种电力电缆井综合监控系统，其特征在于：所述左电机驱动组件（8）与右电机驱动组件（9）结构相同，并通过连杆（10）相连；

所述左电机驱动组件（8）包括左接触件（8a），左接触件（8a）的底部设有一对分别用以接触两导电滑轨（5）一端的触点（8b），左接触件（8a）内部设有驱动电路，驱动电路包括失电延迟继电器，所述失电延迟继电器的常开触点（8b）连接导电滑轨（5）与左电机（6），所述巡检设备（1）在运动到左极限位置后顶开左接触件（8a）、使其触点（8b）脱离导电滑轨（5）；

所述右电机驱动组件（9）包括右接触件，右接触件的底部设有一对分别用以接触两导电滑轨（5）另一端的触点（8b），右接触件内部设有驱动电路，驱动电路包括失电延迟继电器，所述失电延迟继电器的常开触点（8b）连接导电滑轨（5）与右电机（7），所述巡检设备（1）在运动到右极限位置后顶开右接触件、使其触点（8b）脱离导电滑轨（5）。

3.根据权利要求2所述的一种电力电缆井综合监控系统，其特征在于：所述安装座（2）与导电滑轨（5）之间设有绝缘座（4）（12），所述绝缘座（4）（12）上开设有供连杆（10）穿过的导向孔（12a）。

4.根据权利要求3所述的一种电力电缆井综合监控系统，其特征在于：所述连杆（10）两端分别穿过左接触件（8a）、右接触件，且通过螺母（13）与左接触件（8a）、右接触件锁定在一起，螺母（13）螺纹连接在连杆（10）上、且置于左接触件（8a）、右接触件的前后两侧。

5.根据权利要求3所述的一种电力电缆井综合监控系统，其特征在于：所述左接触件（8a）内还设有左电磁线圈（8c），所述左电磁线圈（8c）用以在左电机驱动组件（8）通电后吸附在安装座（2）上，所述右接触件内还设有右电磁线圈，所述右电磁线圈用以在右电机驱动组件（9）通电后吸附在安装座（2）上。

6.根据权利要求3所述的一种电力电缆井综合监控系统，其特征在于：所述导向孔（12a）的两端加工成锥形孔（12b），连杆（10）上加工有与所述锥形孔（12b）配合的锥形台（10a）。

7.根据权利要求2所述的一种电力电缆井综合监控系统，其特征在于：所述巡检设备（1）上设有一对用以顶开左接触件（8a）、右接触件的推杆（15）。

8.根据权利要求2所述的一种电力电缆井综合监控系统，其特征在于：所述安装座（2）内设有经左电机（6）驱动的左绕线轮（16）和经右电机（7）驱动的右绕线轮（17），同步绳缆（3）绕过左绕线轮（16）、右绕线轮（17）后连接在巡检设备（1）上。

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