CN110197566A - 基于泛在物联应用的电缆通道在线监测与联动处置装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供基于泛在物联应用的电缆通道在线监测与联动处置装置，包括在线监测机构和联动处置机构；在线监测机构包括分别设置在电缆通道多个监测点的用于采集电缆通道状态数据的数据采集模块、用于存储电缆通道状态数据的数据存储模块、用于处理电缆通道状态数据的数据处理模块和用于显示电缆通道状态的监测终端；联动处置机构包括分别设置在电缆通道内多个监测点的灭火模块、设置在电缆通道正上方地面处多个监测点的警示模块以及用于控制灭火模块和警示模块的第一控制器。本发明不仅能够为电缆通道的运行状态进行在线监测，从而减轻定期巡视维护工作量，而且还能在电缆通道内发生火灾时进行联动处理，从而提高火灾的处理速度。

Description

基于泛在物联应用的电缆通道在线监测与联动处置装置

技术领域

本发明涉及变电运维技术领域，具体涉及基于泛在物联应用的电缆通道在线监测与联动处置装置。

背景技术

配电物联网是泛在电力物联网在配电领域中的应用体现，是传统工业技术与物联网信息技术深度融合后产生的一种新型电力网络形态，是一套完整的基于软件定义的分布式智能协作配电网络体系。

通过赋予配电网设备灵敏准确的感知能力及设备间互联、互通、互操作功能，可以实现对配电网的全面感知、数据融合和智能应用，并满足配电网精益化管理需求，支撑能源互联网快速发展。

随着电网建设规模的扩大以及无人值守发展模式的推广，变电站的规模持续增加，电缆的数量和种类日益繁多，电缆通道的类型也不尽相同，但是都普遍缺少实时监测、监控与联动处置的应急手段和机制，一旦发生问题，往往是小隐患造成大事故。

通过对目前基于多维泛在技术应用的变电站电缆通道智能在线监测与联动处置装置进行调查后，发现其存在如下缺陷：其一，目前缺少对电缆火灾实时监测、监控与联动处置的应急手段和机制；电缆通道的温湿度、图像声音、烟雾监测等数据一直处于管理空白区域；电缆绝缘层和护层含有大量碳氢化合物，一旦电缆发生故障，易引发异常及事故并迅速扩展，严重威胁人身电网设备安全。

公开号为CN 109193926 A的发明公开了一种变电站监测***，所述***包括：数据采集单元、数据存储单元、数据处理分析单元及监测终端；通过数据采集单元和数据存储单元分别获取开关柜内监测点的电力信息以及各智能仪表的读数，再通过数据存储单元将监测点的电力信息以及各智能仪表的读数发送至云端的数据处理分析单元，经统计分析后即可得出待监测变电站的运行状态，监测终端接入因特网与云端的数据处理分析单元通信连接后即可显示待监测变电站的运行状态，本***可实现变电站的全自动化监测，无需人工巡查，且对变电站的运行状态判断准确，使得变电站更加智能和安全。然而，本发明缺少相应的联动处置的应急手段和机制，特别的，当检测到变电站内发生火灾等异常情况时，并不能立即采取相应的灭火措施，从而来将损失降到最低，而是仅能依赖外界的灭火救援，其时效性较差。

公开号为CN 107831712 A的发明公开了一种变电站远程监测***，属于智能电网领域。包括变电站监控总站、数据分析模块、信息库服务器、电力专用网或无线宽带网、信息采集***和RFID管理***，数据分析模块分别与变电站监控总站、信息库服务器进行通信，信息库服务器存储有变电站所有常见故障预警特征码，数据分析模块将接收到的故障代码信息与信息库服务器内的数据对比分析判断变电站实际故障，信息采集***包括分别设有无线发射模块的变电站运行环境状态监测模块、变电站安防监测模块、设备运行状态监测模块。本发明实现了对变电站的远程监控和预警，保障了配电房工作的稳定性，节省了人力资源。然而，本发明缺少相应的联动处置的应急手段和机制，即无论变电站内所出现的火灾等异常情况严重与否，都不能在第一时间进行扑救，无法将危险消灭于萌芽状态，也无法削弱火灾发展初期的蔓延态势，从而为进一步的救援赢取宝贵的时间。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术的不足，提供基于泛在物联应用的电缆通道在线监测与联动处置装置，不仅能够为电缆通道的运行状态进行在线监测，从而减轻定期巡视维护工作量，而且还能在电缆通道内发生火灾时进行联动处理，从而提高火灾的处理速度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：基于泛在物联应用的电缆通道在线监测与联动处置装置，包括在线监测机构和与在线监测机构通信连接的联动处置机构；

所述在线监测机构包括分别设置在电缆通道多个监测点的用于采集电缆通道状态数据的数据采集模块、用于存储电缆通道状态数据的数据存储模块、用于处理电缆通道状态数据的数据处理模块和用于显示电缆通道状态的监测终端；

所述联动处置机构包括分别设置在电缆通道内多个监测点的灭火模块、设置在电缆通道正上方地面处多个监测点的警示模块以及用于控制灭火模块和警示模块的第一控制器。

进一步的，所述数据采集模块包括设置在电缆通道内的传感器、与传感器连接并用于将传感器信号转换为对应的电缆通道状态数据的信号适配器、与信号适配器连接并用于发射电缆通道状态数据的无线发射模块；还包括用于控制采集频率和发射频率的第二控制器，所述第二控制器分别与传感器和无线发射模块连接。

进一步的，所述传感器包括温度传感器、烟感传感器、激发式视频探头、声音传感器、湿度传感器和电流传感器。

进一步的，所述数据存储模块包括存储单元和备份单元，所述存储单元用于存储接收到的电缆通道状态数据，所述备份单元用于存储预设的电缆通道处于故障数据并对从数据采集模块获取的原始数据和经数据处理模块处理过的非原始数据进行备份存储，所述数据处理模块将接收到的电缆通道状态数据与电缆通道异常状态下的数据进行对比分析判断进而得出电缆通道状态的结论数据并将其发送给监测终端。

进一步的，监测终端通过接入因特网与数据模块通信连接，并获取待监测电缆通道的运行状态，并通过动态曲线、图表或图像的方式实施显示，所述监测终端包括OLED显示屏、LED显示屏、LCD显示屏、智能手机、笔记本和桌上型电脑。

进一步的，所述灭火模块包括设置在电缆通道内的灭火容纳箱、设置在灭火容纳箱内的灭火器、设置在灭火容纳箱内且用于对灭火器进行固定的固定支架、设置在灭火容纳箱内的灭火机器人、设置在灭火容纳箱下端的供灭火机器人在电缆通道底面与灭火容纳箱之间通行的自动伸缩行走板。

进一步的，所述灭火器包括电磁式灭火器和自动灭火器。

进一步的，所述灭火容纳箱包括箱体和设置在箱体前端的升降式箱门。

进一步的，所述警示模块包括警示柜、设置在警示柜中的蜂鸣器、设置在警示柜中的闪光灯和设置在警示柜中的蓄电池。

进一步的，所述警示柜对应于蜂鸣器的位置设置有声音传播通道，所述警示柜对应于闪光灯的位置设置有透明观察窗，所述警示柜的上端设置有LED字幕墙，所述警示柜的侧端设置有防护罩板，所述警示柜的上端设置有太阳能充电板。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：第一，可在国网公司各电压等级的变电站中推广应用，显著提高电缆通道的消防安全等级，能够从一般隐患到异常以及事故发生的早期做到及时发现并进行联动处置，适应于目前无人值守以及智能变电站的模式，此外，也可以推广至公共场所，进行防火监测。

第二，本发明采用高可靠性的智能创新技术，采用移动互联、人工智能、电力专用网等现代信息技术和先进通信技术，从电缆通道的多维角度出发利用泛在物联技术，研制一款具备烟感、温湿度监测、消防预警灭火、激发式视频探头、监测数据实时在线查询、远程预警控制、云端传输、组网模块化链接等功能的装置，实现状态全面感知、信息高效处理与联动处置的目标。

第三，可帮助运维人员远程发现隐蔽潜在隐患，运维人员可以在运维班驻地监控终端、或者手机APP上时时刻刻查询数据，在第一时间采取联动措施，保证变电站电缆通道安全运行全时态监测与预防，为运维一体化应用，深入推进无人值守模式，增加了一道安全保障。

第四，解决站内电缆通道异常及事故发生后引起变电站附属设施故障范围扩大的问题，可在火灾发生后的最短时间内发现火情并在迅速做出灭火举措，从而减少电缆故障造成破坏椎，减少停电范围，缩短故障查巡时间，有效解决变电站内电缆通道故障燃烧引起变电附属设施损坏问题，节约故障损失。

第五，警示模块可在电缆通道发生火灾时，提醒火灾发生地附近的人们及时疏散避离，避免因灾情扩大而而引发安全较大的事故。

附图说明

图1为本发明发明第一种实施方式的在线监测***结构示意图。

图2为本发明第一种实施方式的数据采集模块的结构示意图。

图3为本发明第一种实施方式的电缆通道结构示意图。

图4为本发明第一种实施方式的警示模块结构示意图。

图5为本发明第二种实施方式的警示模块结构示意图。

图6为本发明第三种实施方式的警示模块结构示意图。

图7为本发明第四种实施方式的警示模块结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

实施例一

基于泛在物联应用的电缆通道在线监测与联动处置装置，包括在线监测机构和与在线监测机构通信连接的联动处置机构；

所述在线监测机构包括分别设置在电缆通道多个监测点的用于采集电缆通道状态数据的数据采集模块、用于存储电缆通道状态数据的数据存储模块、用于处理电缆通道状态数据的数据处理模块和用于显示电缆通道状态的监测终端；

所述联动处置机构包括分别设置在电缆通道内多个监测点的灭火模块、设置在电缆通道正上方地面处多个监测点的警示模块以及用于控制灭火模块和警示模块的第一控制器。

如图1所示，所述数据采集模块包括设置在电缆通道1内的传感器2、与传感器2连接并用于将传感器信号转换为对应的电缆通道状态数据的信号适配器3、与信号适配器2连接并用于发射电缆通道1状态数据的无线发射模块4；还包括用于控制采集频率和发射频率的第二控制器5，所述第二控制器5分别与传感器2和无线发射模块4连接，数据采集模块将采集到的数据通过无线发射模块4连接到无线传感网络，并通过无线传感网络连接电力专用网或无线宽带网并上传到数据存储模块。

所述传感器2包括温度传感器、烟感传感器、激发式视频探头、声音传感器、湿度传感器和电流传感器。

如图2所示，所述数据存储模块包括存储单元和备份单元，所述存储单元用于存储接收到的电缆通道状态数据，所述备份单元用于存储预设的电缆通道处于故障数据并对从数据采集模块获取的原始数据和经数据处理模块处理过的非原始数据进行备份存储，所述数据处理模块将接收到的电缆通道状态数据与电缆通道异常状态下的数据进行对比分析判断进而得出电缆通道状态的结论数据并将其发送给监测终端。

监测终端通过接入因特网与数据模块通信连接，并获取待监测电缆通道的运行状态，并通过动态曲线、图表或图像的方式实施显示，所述监测终端包括OLED显示屏、LED显示屏、LCD显示屏、智能手机、笔记本和桌上型电脑。

如图3所示，所述灭火模块包括设置在电缆通道1内的灭火容纳箱、设置在灭火容纳箱内的灭火器7、设置在灭火容纳箱内且用于对灭火器7进行固定的固定支架8、设置在灭火容纳箱内的灭火机器人9、设置在灭火容纳箱下端的供灭火机器人9在电缆通道底面与灭火容纳箱之间通行的自动伸缩行走板10。

所述灭火容纳箱包括箱体6和设置在箱体前端的升降式箱门11。

如图4所示，所述警示模块包括警示柜12、设置在警示柜12中的蜂鸣器13、设置在警示柜12中的闪光灯14和设置在警示柜12中的蓄电池15，所述警示柜12的上端设置有LED字幕墙16。

所述警示柜对应于蜂鸣器的位置设置有声音传播通道17，所述警示柜对应于闪光灯的位置设置有透明观察窗18。

具体的，通过设置在电缆通道内的温度传感器、烟感传感器、激发式视频探头、声音传感器、湿度传感器和电流传感器等传感器以一定的预设频率对电缆通道1内所述状态的温度、烟雾、状态画面、声音、湿度、电流的原始数据进行监测，并以一定的预设频率将上述原始数据发送给数据存储模块；

数据存储模块接收到来自数据采集模块发送的原始数据后，一方面将之存储在存储单元中供数据处理模块调用并进行分析处理，另一面方面将上述原始数据存储在备份单元中已备后续的调用；

数据分析模块从存储单元调用原始数据（第一份数据）、从备份单元调用电缆通道处于故障数据（第二份数据），并对上述两份数据分析、处理、对比从而得出电缆通道是处于正常状态还是非正常状态的的结论数据；

之后，数据分析模块一方面将电缆通道1的运行状态的结论数据即非原始数据发送给监测终端，供人们进行查看，另一方面将上述运行状态的结论数据发送给备份单元，由其进行存储备份，已备后续调用。

人们通过监测终端形象直观地观测出电缆通道1的运行状态，若是通过显示发现电缆通道1发生火灾，便可以启动联动处置机构进行应对，即利用灭火模块进行灭火，利用警示模块对正在火灾发生位置的附近区域活动或正靠近的上述位置的人们进行示警，使得人们远离这一区域，从而为灭火在工作的开展提供安全、便捷的保障，比如没有过往行人及车辆的干扰、道路交通更通畅等，特别是火情较为严重或火势扩张极为迅速的情况下，警示模块的意义便尤其显著了。

人们可同时分别给升降式箱门和自动伸缩行走板发送一个打开的指令，使得升降式箱门由闭合状态切换至打开状态，令自动伸展行走板铺放到地面上，接着，分别给灭火器7和灭火机器人9发送启动的指令，使得灭火器7对灭火容纳箱附近位置的火灾进行灭火，使得灭火机器人9先走出灭火容纳箱并向着灭火效率更高的位置进行移动，之后再进行灭火，从而使得灭火效果更显著。这种灭火举措适应于火情较小或者火灾发生的初期阶段，火灾较小时，火灾属于可控、易控的，不需专门的消防人员参与，仅需设置在电缆通道内的灭火模块便可解决；火灾发生的初期，迅速及时的灭火，可有效遏制火势的扩大从而为人们参与消防争取宝贵的时间，且可以较小火灾造成的损失，更有着就此将火灾扑灭在萌芽状态的可能。

若是电缆通道内的火灾较小并被灭火模块扑灭了，便不需派遣消防人员的支援，只需令灭火机器人回到灭火容纳箱中并关上箱门且令自动伸缩行走板收缩会原状，便可使得火灾扑灭工作暂告一段落。

人们可在发现火情的同一时间，也应该给警示模块发送指令，令其发挥作用，比如，蜂鸣器和LED闪光灯相配和，可迅速引起警示柜所在位置的人们的注意，而LED字幕墙此时可打出电缆通道发生火灾，请大家迅速有序撤离的字幕，以此来告知人们究竟发生了何事，从而避免因人们不知情而引发误会或混乱，更加有利于人们安全有序的撤离，避免踩踏即交通事故，也可避免火情朝着不可控的方向发展后但人们却不知情的情况下造成重大的人身、财产安全。

实施例二

如图5所示，本实施例与实施例一的区别在于：所述警示柜12的上端还设置有监视器19。

监视器19的存在可延长警示模块的使用寿命，避免人为地对警示柜12、蜂鸣器13、闪光灯14以及监视器19本身造成破坏，且可以增加警示柜12所在位置的安全系数，减少坏人出没的可能，为过往行人提供安全保障。

实施例三

如图6所示，本实施例与实施例二的区别在于：所述警示柜12的侧端还设置有防护罩板20。

防护罩板20可避免雨水通过声音传播通道进入护警示柜12内部，从而避免警示柜12内部的部件被损坏。

实施例四

如图7所示，本实施例与实施例三的区别在于：所述警示柜12的上端还设置有太阳能充电板21。利用太阳能充电板21获取电能之后再将之存储在蓄电池15中，使得警示模块拥有了应急工作的能力，即便是无法获取外部电源的情况下也可继续发挥作用。

需说明的是，日常情况下，蜂鸣器13、闪光灯14、LED字母墙16和监视器19均由输电线进行供电，蓄电池15进行电能的存储；当因突发情况，输电线发生电路故障，即无法再给警示柜供电时，蓄电池15便会发挥作用，即为蜂鸣器13、闪光灯14、LED字母墙16和监视器19等进行供电。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.基于泛在物联应用的电缆通道在线监测与联动处置装置，其特征在于：包括在线监测机构和与在线监测机构通信连接的联动处置机构；

所述在线监测机构包括分别设置在电缆通道多个监测点的用于采集电缆通道状态数据的数据采集模块、用于存储电缆通道状态数据的数据存储模块、用于处理电缆通道状态数据的数据处理模块和用于显示电缆通道状态的监测终端；

所述联动处置机构包括分别设置在电缆通道内多个监测点的灭火模块、设置在电缆通道正上方地面处多个监测点的警示模块以及用于控制灭火模块和警示模块的第一控制器。

2.如权利要求1所述的基于泛在物联应用的电缆通道在线监测与联动处置装置，其特征在于：所述数据采集模块包括设置在电缆通道内的传感器、与传感器连接并用于将传感器信号转换为对应的电缆通道状态数据的信号适配器、与信号适配器连接并用于发射电缆通道状态数据的无线发射模块；还包括用于控制采集频率和发射频率的第二控制器，所述第二控制器分别与传感器和无线发射模块连接。

3.如权利要求1所述的基于泛在物联应用的电缆通道在线监测与联动处置装置，其特征在于：所述传感器包括温度传感器、烟感传感器、激发式视频探头、声音传感器、湿度传感器和电流传感器。

4.如权利要求1所述的基于泛在物联应用的电缆通道在线监测与联动处置装置，其特征在于：所述数据存储模块包括存储单元和备份单元，所述存储单元用于存储接收到的电缆通道状态数据，所述备份单元用于存储预设的电缆通道处于故障数据并对从数据采集模块获取的原始数据和经数据处理模块处理过的非原始数据进行备份存储，所述数据处理模块将接收到的电缆通道状态数据与电缆通道异常状态下的数据进行对比分析判断进而得出电缆通道状态的结论数据并将其发送给监测终端。

5.如权利要求1所述的基于泛在物联应用的电缆通道在线监测与联动处置装置，其特征在于：监测终端通过接入因特网与数据模块通信连接，并获取待监测电缆通道的运行状态，并通过动态曲线、图表或图像的方式实施显示，所述监测终端包括OLED显示屏、LED显示屏、LCD显示屏、智能手机、笔记本和桌上型电脑。

6.如权利要求1所述的基于泛在物联应用的电缆通道在线监测与联动处置装置，其特征在于：所述灭火模块包括设置在电缆通道内的灭火容纳箱、设置在灭火容纳箱内的灭火器、设置在灭火容纳箱内且用于对灭火器进行固定的固定支架、设置在灭火容纳箱内的灭火机器人、设置在灭火容纳箱下端的供灭火机器人在电缆通道底面与灭火容纳箱之间通行的自动伸缩行走板。

7.如权利要求6所述的基于泛在物联应用的电缆通道在线监测与联动处置装置，其特征在于：所述灭火器包括电磁式灭火器和自动灭火器。

8.如权利要求6所述的基于泛在物联应用的电缆通道在线监测与联动处置装置，其特征在于：所述灭火容纳箱包括箱体和设置在箱体前端的升降式箱门。

9.如权利要求1所述的基于泛在物联应用的电缆通道在线监测与联动处置装置，其特征在于：所述警示模块包括警示柜、设置在警示柜中的蜂鸣器、设置在警示柜中的闪光灯和设置在警示柜中的蓄电池。

10.如权利要求9所述的基于泛在物联应用的电缆通道在线监测与联动处置装置，其特征在于：所述警示柜对应于蜂鸣器的位置设置有声音传播通道，所述警示柜对应于闪光灯的位置设置有透明观察窗，所述警示柜的上端设置有LED字幕墙，所述警示柜的侧端设置有防护罩板，所述警示柜的上端设置有太阳能充电板。