CN210689767U - 一种监测电缆井内运行状况的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种监测电缆井内运行状况的装置，包括电缆井盖、处理终端，所述电缆井盖设有放电噪声采集装置、水位测距装置、发电装置和蓄电池，所述放电噪声采集装置和水位测距装置通过无线方式分别与处理终端相连接，所述发电装置和蓄电池为放电噪声采集装置和水位测距装置供电。本实用新型具有电缆井内积水和电缆接头监测警报功能，使工作人员能及时获得信息，进行修复，减少损失，也提高了工作人员的工作效率。

Description

一种监测电缆井内运行状况的装置

技术领域

本实用新型涉及一种电缆井辅助装置，尤其是一种监测电缆井内运行状况的装置。

背景技术

目前，投入市场使用的电缆井盖只是一块简简单单的盖板，无法有效的阻挡水流进入到电缆井中。当碰到多雨的季节则会导致电缆井内部积水，为了不影响到电缆的安全运行，需要根据电缆井内积水的实际情况来安排排水工作。而目前了解井下积水情况需要通过打开井盖，人工实地查看的方法，效率低、信息获取不及时。另外，电缆终端头和中间接头是电缆安全运行的薄弱部位，且一般电缆井下都会有多个电缆接头。当电缆接头发生故障时，其所在通电线路无法输送电流，再加上整个通电线路存在多个电缆接头，且电缆接头位于地下，为查找故障点带来很大的难度，不便于电缆故障的修复，因此电缆接头一旦故障，则会造成巨大的损失。因此在电缆接头发生故障前，通过监测发现其存在缺陷，及时进行修复，避免造成巨大损失，这是重要的。

例如，中国专利文献CN204282408U公开了“积水报警电缆井盖”，一种积水报警电缆井盖，包括浮球、电缆井盖、报警指示灯、控制芯片，电缆井盖上设置有凹槽，凹槽通过透明玻璃密封，报警指示灯和浮球与控制芯片通过信号线连接，控制芯片与太阳能电池板连接，浮球设置在电缆井集水井内，太阳能电池板、报警指示灯和控制芯片设置在电路板上，电路板设置在凹槽内，报警指示灯和太阳能电池板均为半圆形结构，凹槽为圆柱形，报警指示灯为LED灯，凹槽内设置有蓄电池，蓄电池与太阳能电池板连接，浮球内设置有水位检测装置，利用太阳能提供电能，并通过敏感光源对操作人员进行提示。

上述积水报警电缆井盖利用浮球、水位检测装置来检测电缆井内部水位的变换，但由于浮球和水位检测装置均放置在水中，时间久了以后，浮球和水位检测装置会受到一定程度的腐蚀，影响检测的精确度，需要定期更换，不利于长期的使用。且上述积水报警电缆井盖依旧需要人工实地查看报警指示灯，根据报警指示灯来判断积水的严重性，依旧无法及时获取信息，效率较低。上述积水报警电缆井盖虽可以实现对水位的检测，但是其无法检测电缆接头是否存在缺陷。

发明内容

本实用新型主要解决原有无法及时获得有效信息、工作效率低的技术问题，提供一种监测电缆井内运行状况的装置，能够及时获取电缆井内的水位信息，判断是否存在严重积水；获取电缆井内放电声音的信息，判断电缆接头是否存在缺陷。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括处理终端及设在电缆井盖背面的放电噪声采集装置、水位测距装置和蓄电池，所述放电噪声采集装置和所述水位测距装置通过无线传输方式分别与所述处理终端相连接，所述蓄电池为所述放电噪声采集装置和所述水位测距装置供电。

放电噪声采集装置和水位测距装置分别获取电缆井内的声波信息和水位信息，随后将声波信息和水位信息通过无线方式传送到处理终端进行处理比对，通过上述操作，一方面可以及时得到有效的信息，在电缆接头完全故障之前发现其缺陷，及时进行修复，减少因电缆故障带来的损失；当积水情况严重时，可以及时进行排水，减少井下积水对电缆运行安全的威胁。另一方面也可以减少工作人员的工作量，提高效率。采用发电装置和蓄电池结合为放电噪声采集装置和水位测距装置供电，可以确保放电噪声采集装置和水位测距装置不会因电量不足而无法工作。处理终端控制放电噪声采集装置和水位测距装置错开运行，可以起到节能的作用。

作为优选，所述放电噪声采集装置包括声波传感器、模/数转换器A、无线通信模块A，所述声波传感器通过信号线与所述模/数转换器A连接，所述模/数转换器A通过信号线与无线通信模块A连接，所述模/数转换器A包含模数转换电路A和数模转换电路A。

⑴应力管放错地方，起不到疏散应力的作用发生电场放电；⑵屏蔽断口不整齐，断口不整齐导致应力疏散不均匀，电场分布不均匀，电场强的地方会放电；⑶绝缘损坏，施工过程中，电缆绝缘被损坏；⑷环境污染严重导致绝缘降低发生放电；⑸屏蔽等不符合安装尺寸，安装工艺存在问题；⑹电缆接头质量问题。以上问题会导致电缆接头在运行过程中发生放电现象，放电过程中发生闪络就会发出声音，具体原理就类似两个球隙之间放电，击穿空气介质发出声音一样，只不过电缆接头是铜屏蔽与导线之间放电，击穿绝缘损伤的部分发出声音。由此可知，当电缆接头存在缺陷时，其通电运行过程一般会发出较大的、有特征的、可方便辨识的放电声音，根据这一特点，利用声波传感器采集电缆井内声波信息，将采集到的电压信号（声波传感器采集声波信息产生相应的电压信号）通过模/数转换器A转换成数字信号并传送到无线通信模块A，无线通信模块A将数字信号通过无线网络传送到处理终端进行处理比对，从而可以清晰准确的判断电缆接头是否存在缺陷，便于相关人员及时对有缺陷的电缆接头进行修复，避免因电缆接头完全故障而造成的损失。

作为优选，所述声波传感器与模/数转换器A之间连接有检波电路。

当声波传感器采集到的声波是由多种声波混合时，其在传输过程中因容量过大会导致传输速度过慢，因此在声波传感器与模/数转换器A之间连接有检波电路，通过检波电路检测出所需要的声波信号，只传输所需要的信号，提高传输的速度。

作为优选，所述水位测距装置包括红外测距传感器、模/数转换器B、无线通信模块B，所述红外测距传感器通过信号线与所述模/数转换器B连接，所述模/数转换器B通过信号线与无线通信模块B连接，所述模/数转换器B包含模数转换电路B和数模转换电路B。

一般情况下，电缆井盖是已经安装于电缆井座上了，整个检测的环境是黑暗的，而红外测距传感器可以在在无反光板和反射率低的情况下能测量较远的距离，且红外测距传感器的测量范围广，响应时间短，因此采用红外测距传感器来检测水位信息，将采集到的电压信号（红外测距传感器检测水位信息输出相应的电压信号）通过模/数转换器B转换成数字信号并传送到无线通信模块B，无线通信模块B将数字信号通过无线网络传送到处理终端进行处理比对，从而可以清晰准确的判断电缆井内积水的信息，如果井内积水超过一定的限度，则便于相关人员及时进行排水，减少井下积水对电缆运行安全的威胁。

作为优选，所述电缆井盖背面设有发电装置，所述发电装置为所述蓄电池、所述放电噪声采集装置和所述水位测距装置供电。

蓄电池所能存储导的电量是有限的，为了减少因蓄电池电量不足需要更换蓄电池所带来的工作量，在电缆井盖的背面安装有发电装置，为蓄电池、放电噪声采集装置和水位测距装置供电，即保证了供电的充足，又减少了工作人员的工作量。

作为优选，所述的发电装置为温差发电装置。

采用温差发电装置，其可以通过电缆井空间与井下积水之间的温度差发电，温差发电装置相比于其他的发电装置，其所受条件的影响较小，例如太阳能发电装置需要太阳光的照射，而温差发电装置只需有温度差就可以发电，更加实用。

作为优选，所述的放电噪声采集装置、水位测距装置、发电装置和蓄电池外设有透明罩。

放电噪声采集装置、水位测距装置、发电装置和蓄电池都属于电子仪器，尤其是放电噪声采集装置和水位测距装置作为检测装置，需要一定的精确度，为了防止水、灰尘等给上述装置造成损害，从而影响装置的使用，故在上述装置外设有透明罩，起到保护作用。

本实用新型的有益效果是：1）放电噪声采集装置获取声音信息，通过无线方式传送到处理终端进行处理比对，通过上述操作，及时得到有效的信息，在电缆接头完全故障之前发现其缺陷，及时进行修复，减少因电缆故障带来的损失；2）水位测距装置获取水位信息，通过无线方式传送到处理终端进行处理比对，通过上述操作，及时得到有效的信息，当积水情况严重时，可以及时进行排水，减少井下积水对电缆运行安全的威胁；3）减少工作人员的工作量，提高工作效率；4）采用发电装置和蓄电池结合为放电噪声采集装置和水位测距装置供电，无需外部供电，减少装置的成本；5）放电噪声采集装置和水位测距装置错开运行，有着节能的效果。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是本实用新型中电缆井盖的一种仰视结构示意图。

图3是本实用新型中放电噪声采集装置的一种结构框图。

图4是本实用新型中水位测距装置的一种结构框图。

图中1.电缆井盖，2.水位测距装置，21.红外测距传感器，22.模/数转换器B，23.模数转换电路B，24.数模转换电路B，25，无线通信模块B,3.电缆井，4.电缆接头，5.放电噪声采集装置，51.声波传感器，52.检波电路，53. 模/数转换器A，54. 模数转换电路A，55. 数模转换电路A，56. 无线通信模块A, 6.处理终端，7.蓄电池，8.温差发电装置。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：如图1所示，一种监测电缆井内运行状况的装置，包括处理终端6和安装在电缆井盖1背面的放电噪声采集装置5、水位测距装置2、温差发电装置8和蓄电池7，如图2所示，放电噪声采集装置、水位测距装置、温差发电装置和蓄电池在电缆井盖下表面的安装位置呈棱形。如图3所示，放电噪声采集装置包括声波传感器52、检波电路52、模/数转换器A53、无线通信模块A56，声波传感器通过信号线与检波电路连接，检波电路通过信号线与模/数转换器A连接，模/数转换器A通过信号线与无线通信模块A连接，其中模/数转A换器包含模数转换电路A54和数模转换电路A55。如图4所示，水位测距装置包括红外测距传感器21、模/数转换器B22、无线通信模块B25，红外测距传感器通过信号线与模/数转换器B连接，模/数转换器B通过信号线与无线通信模块B连接，模/数转换器B包含模数转换电路B23和数模转换电路B24。无线通信模块A和无线通信模块B通过无线网络将数字信号传输到处理终端，其无线网络可以是4G、5G、Wife这几种无线网络之一，图1中虚线连接线指无线信号连接。处理终端包括计算机与无线网关，上述数字信号通过无线网络传输到无线网关后直接送入计算机，计算机根据接收到的数字信号与存储的标准值进行比对，从而判断电缆接头是否存在缺陷，积水是否严重；计算机也可以通过无线网关将控制参数等信息无线传输给放电噪声采集装置和水位测距装置，从而控制两个装置的启动，关停。温差发电装置为放电噪声采集装置、水位测距装置和蓄电池供电，蓄电池为放电噪声采集装置、水位测距装置供电。

温差发电装置通过电缆井空间与井下积水之间的温度差发电，为蓄电池充电的同时也为放电噪声采集装置、水位测距装置供电，当温差不明显时，温差发电装置产生的电量有限，无法满足放电噪声采集装置、水位测距装置工作所需的电量，这时由蓄电池继续为放电噪声采集装置、水位测距装置供电。

在凌晨时间即外部噪声最小的时间段（此时水位测距装置已停止工作），处理终端通过无线网络发送启动信息给放电噪声采集装置的无线通信模块A，模/数转换器A利用其中的数模转换电路A将启动信息由数字信息转换成电压信号，将电压信号传送给声波传感器，则放电噪声采集装置启动，连续30分钟利用声波传感器采集电缆井3内的声波信息，声波传感器采集到声波信息产生相应的电压信号，将电压信号通过信号线传送到检波电路，检波电路通过信号耦合筛选出电缆接头4特有的电压信号，将电压信号通过信号线传送到模/数转换器A，利用模/数转换器A中的模数转换电路A将电压信号转化成数字信号，将数字信号通过信号线传送到无线通信模块A，无线通信模块A利用无线网络将数字信号传送到处理终端进行自动分析处理比对，如有异常信息则发送警报给供电部门运维检修人员，供电部门运维检修人员立即赶赴现场对电缆接头进行修复。

处理终端控制放电噪声采集装置、水位测距装置错开时间运行，处理终端将设置好的检测间隔时间通过无线网络发送给水位测距装置的无线通信模块B，模/数转换器B利用其中的数模转换电路B将检测间隔时间信息由数字信息转换成电压信号，将电压信号传送给红外测距传感器，则红外测距传感器每隔一定的时间对水面进行一次测距，得到一个电压信号（水位高度信息），将电压信号通过信号线传送到模/数转换器B，利用模/数转换器B中的模数转换电路B将电压信号转化成数字信号，将数字信号通过信号线传送到无线通信模块B，无线通信模块B利用无线网络将数字信号传送到处理终端进行自动分析处理比对，如果水位高度达到一定值时，即积水情况严重，则发送警报给供电部门运维检修人员，供电部门运维检修人员立即赶赴现场进行积水的排放。当凌晨时间段（即放电噪声采集装置工作的时间段），若碰上下雨或者水管爆裂的情况，则工作人员通过处理终端发送信号给所在区域的水位测距装置，水位测距装置开始工作，对电缆井内的水位进行监测。

Claims (7)

1.一种监测电缆井内运行状况的装置，其特征在于包括处理终端及设在电缆井盖背面的放电噪声采集装置、水位测距装置和蓄电池，所述放电噪声采集装置和所述水位测距装置通过无线传输方式分别与所述处理终端相连接，所述蓄电池为所述放电噪声采集装置和所述水位测距装置供电。

2.根据权利要求1所述的一种监测电缆井内运行状况的装置，其特征在于所述放电噪声采集装置包括声波传感器、模/数转换器A、无线通信模块A，所述声波传感器通过信号线与所述模/数转换器A连接，所述模/数转换器A通过信号线与无线通信模块A连接，所述模/数转换器A包含模数转换电路A和数模转换电路A。

3.根据权利要求2所述的一种监测电缆井内运行状况的装置，其特征在于所述声波传感器与模/数转换器A之间连接有检波电路。

4.根据权利要求1所述的一种监测电缆井内运行状况的装置，其特征在于所述水位测距装置包括红外测距传感器、模/数转换器B、无线通信模块B，所述红外测距传感器通过信号线与所述模/数转换器B连接，所述模/数转换器B通过信号线与无线通信模块B连接，所述模/数转换器B包含模数转换电路B和数模转换电路B。

5.根据权利要求1所述的一种监测电缆井内运行状况的装置，其特征在于所述电缆井盖背面设有发电装置，所述发电装置为所述蓄电池、所述放电噪声采集装置和所述水位测距装置供电。

6.根据权利要求5所述的一种监测电缆井内运行状况的装置，其特征在于所述发电装置为温差发电装置。

7.根据权利要求1或5所述的一种监测电缆井内运行状况的装置，其特征在于所述放电噪声采集装置、水位测距装置、发电装置和蓄电池外设有透明罩。

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