一种配电网地下线缆监测装置论文和设计-王林波

全文摘要

本实用新型公开了一种配电网地下线缆监测装置，温度传感器、水浸传感器和烟雾传感器分别与NB‑IOT通讯模块连接；NB‑IOT通讯模块与NB‑IOT通讯终端无线连接；红外摄像头与4G通讯终端连接；所述NB‑IOT通讯终端和4G通讯终端分别与多模通讯基站连接；多模通讯基站与后台服务器连接；本实用新型通过对电缆中间接头加装电缆中间接头防爆盒，中间接头位置工井处加装红外摄像头进行实时监测，实现配电设备运行状态的监控及配电网故障的预警。增强应对配电网故障的主动性，有效提高运维效率和运维水平；解决了针对地下电缆接头的监控采用人工存在的效率低下，差错率高等问题。

主设计要求

1.一种配电网地下线缆监测装置，它包括温度传感器、水浸传感器和烟雾传感器，其特征在于：所述温度传感器、水浸传感器和烟雾传感器分别与NB-IOT通讯模块连接；NB-IOT通讯模块与NB-IOT通讯终端无线连接；红外摄像头与4G通讯终端连接；所述NB-IOT通讯终端和4G通讯终端分别与多模通讯基站连接；多模通讯基站与后台服务器连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种配电网地下线缆监测装置，其特征在于：所述温度传感器、水浸传感器、烟雾传感器和NB-IOT通讯模块均放置在电缆中间接头防爆盒内；温度传感器、水浸传感器、烟雾传感器和NB-IOT通讯模块通过电池供电。

3.根据权利要求1所述的一种配电网地下线缆监测装置，其特征在于：后台服务器与监控终端连接。

4.根据权利要求1所述的一种配电网地下线缆监测装置，其特征在于：红外摄像头为360D706型红外摄像头，固定在电缆接头所在工井壁上。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于配电网监测技术，尤其涉及一种配电网地下线缆监测装置。

背景技术

随着电网电缆化普及程度越来越高，越来越多的电缆集中到电缆沟，电缆井或并排敷设在地面下，由于单根电缆长度有限，通常一条线路上需要一个或更多接头来加长长度，以而满足供电要求。城市繁华地段、工业密集地段、居民居住地段都正在成为电缆密集区。由于电缆防火措施的不完善，存在不同程度的安全隐患，近年来因电缆引起的火灾事故不断发生，给居民生活和工厂安全带来很大的挑战。伴随着城市内涝，各种酸、碱、盐、等腐蚀性液体灌入电缆沟井，对电缆中间接头产生腐蚀，电缆中间接头在潮湿天气下施巟混入水气等等原因，造成电缆中间接头很容易出现故障。另一方面，电缆中间接头的制作质量残次不齐、接头不紧、接触电阻过大，在长期运行过程中，造成电缆头过热、击穿绝缘，导致电缆沟或直埋电缆发生爆炸火灾等安全危害。

电缆中间接头是电缆最薄弱的环节，据统计美国在1955-2006 年统计的5285次电气灾事故中，电线电缆火灾事故就占40.5%。日本曾对电力、钢铁、石油化学等工厂企业调查，有78%的单位发生过电缆着火，其中危害程度较大的事故占40%。南方电网公司2017年对配网故障设备类型进行统计分析，按设备类别统计，故障设备排名中，中压电缆线路排名第二，其中电缆冷缩中间头故障占比约为13.74%。据国内有关资料统计，近几年来，发生电缆火灾达到1140多次，造成直接和间接经济损失超过100多亿元。

而现有技术中针对地下电缆的接头的监测主要还是通过人工观察实现；采用这样的方式存在效率低下，差错率高等问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种配电网地下线缆监测装置，以解决现有技术针对地下电缆接头的监控采用人工存在的效率低下，差错率高等问题。

本实用新型的技术方案是：

一种配电网地下线缆监测装置，它包括温度传感器、水浸传感器和烟雾传感器，所述温度传感器、水浸传感器和烟雾传感器分别与NB-IOT通讯模块连接；NB-IOT通讯模块与NB-IOT通讯终端无线连接；红外摄像头与4G通讯终端连接；所述NB-IOT通讯终端和4G通讯终端分别与多模通讯基站连接；多模通讯基站与后台服务器连接。

所述温度传感器、水浸传感器、烟雾传感器和NB-IOT通讯模块均放置在电缆中间接头防爆盒内；温度传感器、水浸传感器、烟雾传感器和NB-IOT通讯模块通过电池供电。

后台服务器与监控终端连接。

本实用新型有益效果：

本实用新型通过在电缆中间接头防爆盒内设置温度传感器、水浸传感器和烟雾传感器，对电缆中间接头进行实时的温度、水浸情况和烟雾进行监测，同时通过在电缆接头所在工井壁上设置360D706型红外摄像头，对接头所在处进行声音和视频监控；监控信息实时上传至后台服务器，运维人员通过监控终端访问后台服务器对电缆接头进行监控，具有准确性高，实时性强等优点；本实用新型通过对电缆中间接头加装电缆中间接头防爆盒，中间接头位置工井处加装红外摄像头进行实时监测，实现配电设备运行状态的监控及配电网故障的预警。增强应对配电网故障的主动性，有效提高运维效率和运维水平；解决了现有技术针对地下电缆接头的监控采用人工存在的效率低下，差错率高等问题。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

一种配电网地下线缆监测装置，它包括温度传感器、水浸传感器和烟雾传感器，所述温度传感器、水浸传感器和烟雾传感器分别与NB-IOT通讯模块连接；

NB-IOT通讯模块与NB-IOT通讯终端无线连接；红外摄像头通过4G通讯模块与4G通讯终端连接；所述NB-IOT通讯终端和4G通讯终端分别与多模通讯基站连接；多模通讯基站与后台服务器连接。

所述温度传感器（DS18B20温度传感器）、水浸传感器（ZYT-WT-1 接触式水浸传感器）、烟雾传感器（MQ-2-135-3-7-9烟雾传感器）和NB-IOT通讯模块均放置在电缆中间接头防爆盒内；温度传感器、水浸传感器、烟雾传感器和NB-IOT通讯模块通过电池供电。

后台服务器与监控终端连接。

缆中间接头防爆盒采用高分子复合材料经锻压一次成型；

中间电缆头通常建设在一层或地下，非常容易受溢水威胁，且电缆一般铺设在中间电缆头内，一旦有水就在第一时间报警，本实用新型通过在中间接头处设置水浸传感器可以及时发现故障；以免电缆浸泡在水中加快电缆老化速度甚至避免其导致的其它异常情况发生。

中间电缆头通道里积水超过设定的水位门槛值时，中间电缆头处的传感器将向监控后台发送报警信息。积水水位门槛值可根据具体运行环境设定调整，传感器采用可靠性、灵敏性极高的水浸探头。

信号响应时间不大于 10 分钟。

当环境有明火、烟雾现象时烟雾传感器将信息实时检测上传。

安装挂放红外摄像头于接头所在工井壁上，对接头声光状态进行实时监控。

360D706型红外摄像头带有全向型60db麦克风，对工井内进行全天24小时声音监控，如过电流声、爆炸声、放电声等进行采集。

360D706型红外摄像头影像采集是采用4片全高清光学玻璃镜头组加10颗940nm红外灯，14μm 大尺寸发光晶元组成，日夜场景切换自如，精准呈现，夜视范围可达10米，可对工井内进行全天24小时光学影像监控，如过爆炸强光、放电光、明火等进行影像采集。

电缆中间接头防爆盒采用电池供电，低功耗运行，电缆接头温度传感器、水浸传感器、烟雾传感器通过NB-IOT的通讯方式与后台服务器通信，NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。电缆接头内置的温度传感器、水浸传感器、烟雾传感器将采集的信息发送到NB-IOT通讯模块，NB-IOT通讯模块通过NB-IOT通讯终端将数据传送给后台服务器。

红外摄像头通过4G通信的方式与后台主站建立通信，红外摄像头内置4G全网通通信模块，红外摄像头主控制器将图像等数据发送给4G通信模块，4G通信模块通过4G基站将数据传送到后台服务器。

设计图

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主设计要求

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