CN206274648U - 电力窨井监控装置和监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电力窨井监控装置和监控系统，监控系统包括电力电缆和监控装置，监控装置包括数据采集模块、电力载波信号发送模块和电力载波信号接收模块，数据采集模块输出连接电力载波信号发送模块，电力载波信号发送模块用于将数据信息耦合在电力电缆上，电力载波信号接收模块用于分离出电力电缆上的数据信息。通过电力载波的方式进行数据传输，能够提升传输可靠性。而且，利用电力载波进行传输，不需要专门架设无线通讯网络，即无需设置专门的无线通讯设备，利用电力窨井中原本就存在的电力电缆即可，所以，利用电力载波进行数据传输，降低了整个装置的复杂度，进而提升了系统运行的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力窨井监控装置和监控系统。
背景技术
随着城市化的快速发展，人们对于电力的需求及依赖日益加剧，城市电力设施发展迅速，尤其是10kV城市配网设施，包括数以万计的电力窨井。由于电力窨井内敷设有具备较高经济价值的电力电缆，并且电力井盖由高强度铸铁材料构成，使得人为偷盗窨井内的电力电及电力井盖变得有利可图。电力电缆及电力井盖一旦丢失，会带来严重的社会影响，例如：偷盗者偷盗电力电缆会发生严重的触电伤亡事故并发生所在支路用户停电事故；设置在人行道、车行道上的电力井盖如果缺失，就有很大可能导致行人和汽车发生交通事故，威胁居民的正常出行及人身安全。并且，电力窨井内积水严重会使得电力电缆长期浸泡在水中，如果有中间接头的电力电缆长期浸泡在水中会使电力电缆绝缘降低，严重时会造成用户停电事故，影响电网安全运行。
所以，需要有效的监测方式对电力窨井及电力井盖进行监测。但是目前，多采用人工巡查的方式对电力窨井进行检查，这种检查方式存在费时又费力的缺陷，不能做到高效、实时和动态监测；并且，对于电力井盖缺失问题多数采用用户投诉举报的方式来发现问题，这种方式存在着发现问题不及时并存在安全隐患的缺陷。
申请公布号为CN104677418A的中国专利申请文件中公开了一种窨井井盖监测系统及监测方法，检测到的窨井数据通过无线的方式进行数据传输。但是，由于窨井内的环境比较封闭，该封闭环境能够很大程度上削弱无线传输信号，外部监测设备只能够检测出微弱的信号，甚至无法检测出信号，所以，通过无线方式进行数据传输，可靠性较低。而且，利用无线方式进行数据传输，需要专门的无线通讯设备，无疑增加了整个系统的复杂度，进而降低了系统运行的可靠性。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种电力窨井监控装置，用以解决采用无线方式进行数据传输的可靠性较低的问题。本实用新型同时提供一种电力窨井监控系统。
为实现上述目的，本实用新型的方案包括一种电力窨井监控装置，包括数据采集模块，所述数据采集模块包括用于检测窨井井盖开启/关闭状态的状态检测单元，所述监控装置还包括电力载波信号发送模块和电力载波信号接收模块，所述数据采集模块输出连接所述电力载波信号发送模块，所述电力载波信号发送模块用于将数据信息耦合在电力电缆上，所述电力载波信号接收模块用于分离出电力电缆上的数据信息。
所述电力载波信号发送模块包括信号调制单元和第一载波耦合单元；所述电力载波信号接收模块包括第二载波耦合单元和信号解调单元。
所述数据采集模块还包括用于检测窨井积水深度的液位检测单元、用于检测窨井温度的温度检测单元、用于检测窨井湿度的湿度检测单元和用于检测电力电缆绝缘性能的绝缘检测单元。
所述监控装置还包括用于为相关模块提供电能的供电电源，所述供电电源包括用于转换电能的电源模块和用于设置在电力电缆处的取能线圈，所述取能线圈连接所述电源模块。
所述数据采集模块和信号调制单元设置在一个防水壳体中。
一种电力窨井监控系统，包括监控装置和电力电缆，所述监控装置包括数据采集模块、电力载波信号发送模块和电力载波信号接收模块，所述数据采集模块包括用于检测窨井井盖开启/关闭状态的状态检测单元，所述数据采集模块输出连接所述电力载波信号发送模块，所述电力载波信号发送模块和电力载波信号接收模块设置在所述电力电缆的相应位置处，所述电力载波信号发送模块用于将数据信息耦合在电力电缆上，所述电力载波信号接收模块用于分离出电力电缆上的数据信息。
所述电力载波信号发送模块包括信号调制单元和第一载波耦合单元；所述电力载波信号接收模块包括第二载波耦合单元和信号解调单元。
所述数据采集模块还包括用于检测窨井积水深度的液位检测单元、用于检测窨井温度的温度检测单元、用于检测窨井湿度的湿度检测单元和用于检测电力电缆绝缘性能的绝缘检测单元。
所述监控装置还包括用于为相关模块提供电能的供电电源，所述供电电源包括用于转换电能的电源模块和用于设置在电力电缆处的取能线圈，所述取能线圈连接所述电源模块。
所述监控系统还包括无线通信模块和监控后台，所述电力载波信号接收模块输出连接所述无线通信模块，通过所述无线通信模块实现与所述监控后台的通信。
本实用新型提供的监控装置中，利用电力载波的方式实现数据的传输，首先，电力载波为有线传输方式，窨井的环境不影响有线传输的效率，所以，即使在封闭环境下，也无法削弱信号的传输强度，保证数据的有效传输，使外部监测设备能够检测出较强的信号，所以，通过电力载波的方式进行数据传输，能够提升传输可靠性。而且，利用电力载波进行传输，不需要专门架设无线通讯网络，即无需设置专门的无线通讯设备，利用电力窨井中原本就存在的电力电缆即可，所以，利用电力载波进行数据传输，降低了整个装置的复杂度，进而提升了系统运行的可靠性。
附图说明
图1是窨井监控装置的整体结构示意图；
图2是监控系统一部分原理示意图；
图3是监控系统另一部分原理示意图；
图4是电力调度中心的显示界面示意图。
具体实施方式
本实用新型的基本思路在于：提供了一种电力窨井监控装置，包括数据采集模块、电力载波信号发送模块和电力载波信号接收模块，数据采集模块包括用于检测窨井井盖开启/关闭状态的状态检测单元，数据采集模块输出连接电力载波信号发送模块。通过电力载波的方式实现窨井数据的传输，整体结构如图1所示。
基于上述基本思路，下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
监控系统实施例
在本实施例中，该监控系统的监控对象为10kV城市配网电力窨井。该监控系统包括监控装置和电力电缆。监控装置主要包括四部分：数据采集模块、数据处理模块、电力载波信号发送模块和电力载波信号接收模块。
其中，数据采集模块负责将电力窨井内相应的数据信号进行采集，具体包括：液位检测单元，用于检测窨井积水深度，可以采用现有的传感器检测芯片进行检测；温度检测单元，用于检测窨井温度信息；湿度检测单元，用于检测窨井湿度信息；窨井井盖状态检测单元，用于检测窨井井盖开启/关闭状态信息，比如限位开关，利用限位开关的状态变化来对应井盖的开启或者关闭状态；绝缘检测单元，用于检测电力电缆的绝缘性能信息，比如现有的绝缘测量芯片。当然，数据采集模块除了窨井井盖状态检测单元之外还可以包含其他的检测单元，比如：用于检测窨井内CH4浓度检测单元。
数据采集模块(信号采集模块1)输出连接数据处理模块2，用于对数据采集模块采集到的相应数据进行一定的处理，如图2所示。数据处理模块2可以是独立的处理CPU，比如：单片机，也可以是由若干个数据处理电路构成。由于数据处理模块属于现有技术，这里就不再具体说明，而且，数据处理模块为进一步地技术特征，本实用新型不局限于该模块，所以，信号采集模块1还可以直接输出连接电力载波信号发送模块。
电力载波信号发送模块和电力载波信号接收模块共同实现电力载波的通讯，由于电力载波的数据传输方式属于现有技术，这一技术目前较为成熟，所以本实用新型并不局限于具体的电力载波实现手段，即电力载波信号发送模块和电力载波信号接收模块属于常规模块，本实用新型并不局限于这两个模块的具体结构。以下给出一种具体的实施方式。
数据处理模块2输出连接电力载波信号发送模块，电力载波信号发送模块用于检测采集到的窨井数据进行调制处理，并以高频信号的方式将处理后的数据耦合到10kV电力电缆上；电力载波信号接收模块用于分离出电力电缆中的高频信号。
具体地，电力载波信号发送模块包括电力载波通讯模块3和电力电缆载波耦合线圈5，电力载波通讯模块3连接电力电缆载波耦合线圈5，电力载波通讯模块3主要功能是将采集到的数据信息进行调制处理，所以，电力载波通讯模块3包括信号调制电路，进一步地，该可以包括其他的处理电路，比如：滤波电路和功率放大电路。电力载波通讯模块3将调制后的数据信息以高频信号方式通过电力电缆载波耦合线圈5耦合到10kV电力电缆上，以电力电缆为介质，以电力载波的通讯方式将数据发送给电力载波信号接收模块。
另外，在本实施例中，信号采集模块1、数据处理模块2、电力载波通讯模块3和电源模块4设置在一个防水壳体内，该壳体固定安装在电力窨井侧壁上，壳体选用防水防潮材料，防护等级IP67以上。
如图3所示，电力载波信号接收模块包括电力电缆载波耦合线圈8和信号解调电路(电力载波接收装置7)，电力电缆载波耦合线圈8将高频载波信号从10kV电力电缆上分离出来，电力载波接收装置7收集分离的高频载波信号，并将信号进行解调处理，比如A/D转换，进一步可以进行打包处理。
为了保证监控装置中的各模块的可以供电，该监控装置还包括供电电源。该供电电源包括电源模块4和感应取能线圈6，该感应取能线圈6用于从10kV电力电缆上感应出感生电流，电源模块4用于对感生电流进行电能转换，目的是将取出的电能转换为稳定的直流电。在本实施例中，电源模块4包括I/V变换电路、整流电路和稳压电路，感生电流经过转换、整流和稳压后为各模块提供工作电能。
另外，本实施例中，监控系统还包括无线通信模块(DTU装置)和监控后台(电力调度中心)，电力载波接收装置将接收到的数据信号进行A/D转换并打包处理后以RS485通信连接方式将打包的数据信号发送给站内DTU装置，DTU装置将收集的数据信息通过无线传输方式上送到电力公司电力调度中心的电力窨井数据展示端(显示屏)上。
电力窨井数据信号传输到电力调度中心综合监控服务器上，然后通过数据组态的方式进行监控画面展示，将电力窨井数据信号直观的展示在电力运行人员面前，实现对电力窨井的实时动态监控，指导运行人员及时发现及时处理电力窨井事故。并且，能够为给电力检修提供依据，减少电力井盖被盗以及井内电缆被盗风险。
如图4所示，为XX市XX区10kV城市配网电力窨井监控局部界面示意图，当解放路3#电力窨井内存在积水现象、北山路4#井盖显示为开启状态时，组态画面将此窨井内的湿度、积水深度、井盖开关状态数据显示到画面并将异常数据及状态显示为其他颜色，以进行区别，使得运行人员一目了然及时掌握电力窨井的故障信息并开展维护工作。
上述实施方案描述的具体实施方式为10kV城市配网电力窨井的应用，当然，监控系统还可应用于其他电压等级的城市配网电力窨井，以及城市主网电力窨井、电信、排水及其他城市窨井等领域。
监控装置实施例
由于监控装置在上述系统实施例中已做出了详细的描述，这里就不再具体说明。
以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于：通过电力载波信号发送模块和接收模块以电力载波的通讯方式实现数据信息的传输，而对于其他部分：数据采集模块、数据处理模块、供电电源以及电力调度中心的显示部分均属于具体的实施方式，并且，这些均属于常规技术，所以，本实用新型并不局限于这几个部分的具体结构。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种电力窨井监控装置，包括数据采集模块，所述数据采集模块包括用于检测窨井井盖开启/关闭状态的状态检测单元，其特征在于，所述监控装置还包括电力载波信号发送模块和电力载波信号接收模块，所述数据采集模块输出连接所述电力载波信号发送模块，所述电力载波信号发送模块用于将数据信息耦合在电力电缆上，所述电力载波信号接收模块用于分离出电力电缆上的数据信息。
2.根据权利要求1所述的电力窨井监控装置，其特征在于，所述电力载波信号发送模块包括信号调制单元和第一载波耦合单元；所述电力载波信号接收模块包括第二载波耦合单元和信号解调单元。
3.根据权利要求1所述的电力窨井监控装置，其特征在于，所述数据采集模块还包括用于检测窨井积水深度的液位检测单元、用于检测窨井温度的温度检测单元、用于检测窨井湿度的湿度检测单元和用于检测电力电缆绝缘性能的绝缘检测单元。
4.根据权利要求1所述的电力窨井监控装置，其特征在于，所述监控装置还包括用于为相关模块提供电能的供电电源，所述供电电源包括用于转换电能的电源模块和用于设置在电力电缆处的取能线圈，所述取能线圈连接所述电源模块。
5.根据权利要求2所述的电力窨井监控装置，其特征在于，所述数据采集模块和信号调制单元设置在一个防水壳体中。
6.一种电力窨井监控系统，其特征在于，包括监控装置和电力电缆，所述监控装置包括数据采集模块、电力载波信号发送模块和电力载波信号接收模块，所述数据采集模块包括用于检测窨井井盖开启/关闭状态的状态检测单元，所述数据采集模块输出连接所述电力载波信号发送模块，所述电力载波信号发送模块和电力载波信号接收模块设置在所述电力电缆的相应位置处，所述电力载波信号发送模块用于将数据信息耦合在电力电缆上，所述电力载波信号接收模块用于分离出电力电缆上的数据信息。
7.根据权利要求6所述的电力窨井监控系统，其特征在于，所述电力载波信号发送模块包括信号调制单元和第一载波耦合单元；所述电力载波信号接收模块包括第二载波耦合单元和信号解调单元。
8.根据权利要求6所述的电力窨井监控系统，其特征在于，所述数据采集模块还包括用于检测窨井积水深度的液位检测单元、用于检测窨井温度的温度检测单元、用于检测窨井湿度的湿度检测单元和用于检测电力电缆绝缘性能的绝缘检测单元。
9.根据权利要求6所述的电力窨井监控系统，其特征在于，所述监控装置还包括用于为相关模块提供电能的供电电源，所述供电电源包括用于转换电能的电源模块和用于设置在电力电缆处的取能线圈，所述取能线圈连接所述电源模块。
10.根据权利要求6所述的电力窨井监控系统，其特征在于，所述监控系统还包括无线通信模块和监控后台，所述电力载波信号接收模块输出连接所述无线通信模块，通过所述无线通信模块实现与所述监控后台的通信。
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