CN209296037U - 电缆沟运维系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电缆沟运维系统，该系统包括：安装于电缆沟中的环境传感器，与环境传感器连接的智能传感终端，与智能传感终端连接的物联网网关，这些物联网网关之间形成自组网，与物联网网关连接的云服务器，与云服务器连接的应用客户端，从而实现电缆沟中故障的实时监测和故障点的定位，对电缆沟进行实时高效全面的在线检测和监管，提高电缆沟运维的效率和安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能电网技术领域，特别是涉及一种电缆沟运维系统。
背景技术
电力电缆是城市配电网的关键设备之一，是智能电网建设的重要节点。为了保证配电网系统安全可靠的运行，提升电网的预警和应急处理能力，提高供电能力和改善供电质量，保证社会的持续发展，对电力电缆进行高效的在线检测、监管和维护十分重要。
电缆沟为地下通道，环境封闭且无低压电源，容易出现电缆老化加快、空气不畅通、电缆发热等问题，严重的情况下会发生持续的局部放电，可能导致爆炸燃烧事故。目前，大多由维修人员携带的检测设备进入电缆沟中进行检修，电缆沟中通讯信号较弱而且电缆沟内安全状况未知，使得维修人员进入电缆沟后存在较大的人身安全隐患，而且由维修人员进行故障人工定位，耗时较长。
实用新型内容
基于此，有必要针对电缆沟中通讯信号较弱而且电缆沟内安全状况未知的问题，提供一种电缆沟运维系统。
一种电缆沟运维系统，所述系统包括：
安装于电缆沟中的环境传感器；
与所述环境传感器连接的智能传感终端；
与所述智能传感终端连接的物联网网关，所述物联网网关之间形成自组网；
与所述物联网网关连接的云服务器；以及
与所述云服务器连接的应用客户端。
上述电缆沟运维系统中，环境传感器实时采集电缆沟内的环境信息，将这些环境信息发送给智能传感终端，智能传感终端通过物联网网关，将这些环境信息和智能传感终端的位置信息发送给云服务器，由云服务器对这些环境信息进行分析，获得分析结果和预警信息，并将分析结果和预警信息发送给应用客户端，从而实现故障的实时监测和故障点的定位，对电缆沟进行实时高效全面的在线检测和监管，提高电缆沟运维的效率和安全性。
在其中一个实施例中，所述物联网网关通过LoRaWAN方式和/或NB-IOT方式与所述智能传感终端通讯，所述物联网网关通过GPRS网络和/或无线网络与所述云服务器通讯。
在其中一个实施例中，所述环境传感器包括环境温湿度传感器、电缆温度传感器、电流传感器、局放传感器、气体传感器以及烟雾传感器。
在其中一个实施例中，所述电缆温度传感器安装在电缆沟中电缆接头上，所述电缆温度传感器配置有预设数量个测温探头，所述测温探头安装在所述电缆接头上预设的测温点处。
在其中一个实施例中，所述电缆温度传感器包括抗金属感温标签和RFID读写器，所述抗金属感温标签位于所述电缆沟中电缆线芯或电缆套管处，所述RFID 读写器位于所述抗金属感温标签外部，用于读取所述电缆的线芯温度。
在其中一个实施例中，所述局放传感器包括臭氧局放传感器和罗氏线圈传感器，所述臭氧局放传感器用于检测所述电缆沟中电缆对空气放电产生的臭氧，所述罗氏线圈传感器用于检测所述电缆沟中电缆对地放电产生的高频脉冲电流。
在其中一个实施例中，所述气体传感器包括可燃气体传感器和有毒气体传感器。
在其中一个实施例中，所述环境传感器还包括电缆标识识别器、压力检测传感器、液位传感器以及光敏传感器。
在其中一个实施例中，所述环境传感器还包括设置于所述电缆沟井口处的红外传感器和设置于所述电缆沟井口上方的振动传感器。
附图说明
图1为一个实施例中电缆沟运维系统的结构示意图；
图2为一个实施例中电缆沟运维系统的优选结构示意图；
图3为一个实施例中电缆沟运维系统的优选结构示意图；以及
图4为一个实施例中电缆沟运维系统的优选结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型的实施例进行详细的描述。
在一个实施例中，图1示出了一种电缆沟运维系统的结构示意图，该电缆沟运维系统包括环境传感器10、智能传感终端20、物联网网关30、云服务器 40、以及应用客户端50。
环境传感器10安装于电缆沟中，用于检测电缆沟中的环境信息。
在一个实施例中，如图2所示，环境传感器10包括环境温湿度传感器11、电缆温度传感器12、电流传感器13、局放传感器14、气体传感器15以及烟雾传感器16。其中，环境温湿度传感器11用于检测电缆沟中的环境温湿度，以判断电缆沟通风状况，间接判断电缆负荷；电缆温度传感器12用于检测电缆沟中电缆接头的温度，以判断电缆接头的健康状态；电流传感器13用于检测电缆中的电流；局放传感器14用于检测电缆沟中电缆的局部放电情况；气体传感器15 用于检测电缆沟中相应气体的含量；烟雾传感器16用于检测电缆沟的一氧化碳 (CO)含量，用于判断电缆沟中电缆是否起火或者是否过载。
智能传感终端20与环境传感器10连接，且设置有不同类型的传感器接口，用于获取环境传感器10采集的环境信息。
物联网网关30连接智能传感终端20和云服务器40，用于将智能传感终端 20获取的环境信息和智能传感终端20的位置信息发送到云服务器40。
其中，智能传感终端20上设置有GPS天线，用于获取智能传感终端20的位置信息，将该位置信息和环境传感器10采集的环境信息一起通过物联网网关 30发送至云服务器40，从而对智能传感终端20的位置进行有效追踪，同时实现对故障点的定位。各物联网网关30构成自组网，以通过物联网和自组网技术提高电缆沟运维系统中的通讯信号强度和通讯距离，并实现电缆沟运维系统的低功耗通讯。
在一个实施例中，智能传感终端20为魔节(magical node)传感器，魔节传感器是由eiotview能源物联网技术公司推出的基于物联网+互联网思维的智能传感终端，能有效降低电缆沟运维的传感器功耗，降低传感器综合部署成本。
云服务器40，用于对物联网网关30发送的环境信息进行分析，获得分析结果和预警信息，并将分析结果和预警信息发送给与云服务器40连接的应用客户端50。
具体地，云服务器40在接收到环境信息和智能传感终端20的位置信息时，记录环境信息、环境信息的采集时刻和智能传感终端20的位置信息，针对环境信息中的各项监测变量进行数据统计和分析，获得环境信息对应的分析结果，即各项监测变量在不同采集时刻的监测数值以及各项监测变量的变化趋势。根据各项监测变量对应的预设安全范围，判断在当前采集时刻各项监测变量的监测数值是否超出相应的安全范围，根据判断结果生成相应的预警信息。其中，监测变量为各环境传感器的检测对象。例如，电缆沟中的环境温湿度、电缆沟中电缆接头的温度、电缆中的电流、电缆的局部放电情况、电缆沟中相应气体的含量等都为检测变量。
在一个实施例中，预警信息可包括电缆沟中发生的故障类型、故障点位置以及故障严重程度等，从而便于维修人员及时准确地对电缆沟中的故障进行处理。其中，故障点位置可为相应智能传感终端20的位置信息，也可以根据故障类型和智能传感终端20的位置信息，将监测该故障点的环境传感器10的位置设置为故障点位置。
其中，应用客户端50包括管理客户端和维修客户端，云服务器40将分析结果发送给管理客户端，当分析结果中出现故障预警或者故障警报时，云服务器40根据故障点的位置确定该位置的区域负责人信息，将故障预警或故障警报发送给该区域负责人信息对应的维修客户端，以便区域负责人及时组织维修团队进行故障维修，从而有效地提高电缆沟运维效率。
其中，云服务器40中预先存储着各物联网网关30的设备ID和智能传感终端20的设备ID，将这些设备ID发送给应用客户端50，在应用客户端50上实时显示各物联网网关30的在线状态和各智能传感终端20的在线状态，以便用户可以及时了解到各物联网网关30和各智能传感终端20是否正常工作。
在一个实施例中，应用客户端50上绘制有电子地图，根据各物联网网关30 的设备ID和设备位置、以及各智能传感终端20的设备ID和设备位置，在电子地图上显示出各物联网网关30和各智能传感终端20，以便用户对各物联网网关 30和各智能传感终端20的分布进行掌握。
上述电缆沟运维系统中，环境传感器10实时采集电缆沟内的环境信息，将这些环境信息发送给智能传感终端20，智能传感终端20通过物联网网关30，将这些环境信息发送给云服务器40，由云服务器40对这些环境信息进行分析，并将分析结果发送给应用客户端50，从而实现故障的实时监测和故障点的定位，对电缆沟进行实时高效全面的在线检测和监管，提高电缆沟运维的效率和安全性。
在一个实施例中，物联网网关30通过LoRaWAN方式和/或NB-IOT方式与智能传感终端20通讯，物联网网关30通过GPRS网络或无线网络与云服务器40 通讯，从而解决电缆沟中导致电缆沟中信号不佳、通讯功耗较高的问题，使得电缆沟中的通讯具有高穿透、长距离、超低功耗的优势，增加电缆沟中数据传输的效率，提供电缆沟的安全程度。
在一个实施例中，在城市中每个预设网关距离架设一个物联网网关30，每隔预设传感器终端距离在电缆沟中安装一个智能传感终端20，从而实现城市中电缆沟的整体运维。作为示例地，在同一个城市中每隔3到5千米假设一个物联网网关，可实现3个物联网网关覆盖120平方公里的信号需求。
在一个实施例中，电缆温度传感器102安装在电缆沟中电缆接头上，电缆温度传感器配置有两个测温探头，测温探头安装在电缆接头上预设的测温点处。在测量电缆接头的温度时，电缆温度传感器读取该电缆接头上各测温探头测量到的温度值，从这些温度值中选取最大值作为电缆接头的当前温度，从而由这些测温点形成相应的面，实现电缆接头温度的面测量，降低电缆接头温度测量的成本、安装难度和数据量，提高了电缆接头温度测量的准确度。
在一个实施例中，在电缆沟中每个电缆接头上安装1个电缆温度传感器，每个电缆温度传感器配置有3至6个测温探头。电缆温度传感器为无线温度传感器。
在另一个实施例中，如图3所示，电缆温度传感器11包括抗金属感温标签 111和RFID(无线射频识别)读写器112，RFID读写器112用于进行能量传递和数据传输解码，通过RFID读写器112读取抗金属感温标签111的温度信息来获得电缆的线芯温度，由于电缆的线芯温度与电缆接头的温度相近，因此可以将评估电缆的线芯温度替代评估电缆接头的温度，从而有效地降低电缆接头温度测量的成本，提高了电缆接头温度测量的准确度。其中，抗金属感温标签111 位于电缆沟中电缆线芯或电缆套管处，RFID读写器112位于抗金属感温标签外部。
在一个实施例中，如图4所示，考虑到电缆沟的环境和工作状态，局放传感器14包括臭氧局放传感器141和罗氏线圈传感器142，其中，臭氧局放传感器141用于检测电缆沟中电缆对空气放电产生的臭氧，罗氏线圈传感器142用于检测电缆对地放电产生的高频脉冲电缆，从而有效地对电缆沟进行局放检测。
在一个实施例中，罗氏线圈传感器142为超高频罗氏线圈传感器。
在一个实施例中，气体传感器105包括可燃气体传感器和有毒气体传感器，其中，可燃气体传感器用于检测可燃烷类气体，以根据可燃烷类气体的含量来判断电缆沟中有机物腐烂状态，间接判断电缆沟的清洁状态和安全状态，有毒气体传感器用于检测硫化氢(H2S)气体，以根据硫化氢气体的含量来判断电缆是否长期泡水以及电缆老化情况，简洁判断电缆沟的安全状态。
在一个实施例中，气体传感器105还包括氧气传感器，用于检测电缆沟中的氧气，以根据氧气的含量来判断电缆沟的安全状态。
在一个实施例中，环境传感器10还包括电缆标识识别器、压力传感器、液位传感器以及光敏传感器。其中，电缆标识传感器用于对电缆上的电缆标识进行识别，以对电缆沟中的电缆进行资产管理，压力传感器和液位传感器用于检测电缆中积水的水位和压力，光敏传感器用于检测电缆沟的井盖是否被打开。
在一个实施例中，环境传感器10还包括红外线传感器和振动传感器。其中，红外线传感器设置于电缆沟井口，振动传感器设置于电缆沟井口上方，红外线传感器和振动传感器用于检测是否有人或动物闯入电缆沟中。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种电缆沟运维系统，其特征在于，所述系统包括：
安装于电缆沟中的环境传感器；
与所述环境传感器连接的智能传感终端，所述智能传感终端设有GPS天线；
与所述智能传感终端连接的物联网网关，所述物联网网关之间形成自组网；
与所述物联网网关连接的云服务器；以及
与所述云服务器连接的应用客户端。
2.如权利要求1所述的系统，所述物联网网关通过LoRaWAN方式和/或NB-IOT方式与所述智能传感终端通讯，所述物联网网关通过GPRS网络和/或无线网络与所述云服务器通讯。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述环境传感器包括环境温湿度传感器、电缆温度传感器、电流传感器、局放传感器、气体传感器以及烟雾传感器。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电缆温度传感器安装在电缆沟中电缆接头上，所述电缆温度传感器配置有预设数量个测温探头，所述测温探头安装在所述电缆接头上预设的测温点处。
5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电缆温度传感器包括抗金属感温标签和RFID读写器，所述抗金属感温标签位于所述电缆沟中电缆线芯或电缆套管处，所述RFID读写器位于所述抗金属感温标签外部，用于读取所述电缆的线芯温度。
6.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述局放传感器包括臭氧局放传感器和罗氏线圈传感器，所述臭氧局放传感器用于检测所述电缆沟中电缆对空气放电产生的臭氧，所述罗氏线圈传感器用于检测所述电缆沟中电缆对地放电产生的高频脉冲电流。
7.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述气体传感器包括可燃气体传感器和有毒气体传感器。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述环境传感器还包括电缆标识识别器、压力检测传感器、液位传感器以及光敏传感器。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述环境传感器还包括设置于所述电缆沟井口处的红外传感器和设置于所述电缆沟井口上方的振动传感器。
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