CN111459066A - 一种城市照明设施的地下管网监控*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及城市照明的技术领域，尤其涉及一种城市照明设施的地下管网监控***，包括：故障检测装置、故障判断装置以及控制处理装置，所述故障检测装置内部设置有身份识别数据特征，用于对电缆的监测节点进行检测，并得到测试数据；所述故障判断装置用于实时收集故障检测装置得到的测试数据，判断出线缆故障信息以及所述线缆故障信息对应的身份识别数据特征；所述故障判断装置包括用于对故障的电缆进行报警的报警模块；所述控制处理装置用于对故障判断装置中收集的线缆故障信息进行处理。本发明具有电缆在发生故障后实现自动上报故障信息和定位故障发生地的功能，检测结果较为精确，同时能对故障进行处理，能够保障电缆安全运作。

Description

一种城市照明设施的地下管网监控***

技术领域

本发明涉及城市照明的技术领域，尤其是涉及一种城市照明设施的地下管网监控***。

背景技术

随着我国基础建设的逐步推进，城市照明设施也越来越完善。城市照明设施是指用于城市道路（含里巷、住宅小区、桥梁、隧道、广场、公共停车场等）、不售票的公园和绿地等处的路灯配电室、变压器、配电箱、灯杆、地上地下管线、灯具、工作井以及照明附属设备等。城市照明设施中通过电缆实现电力传输或信号传输。首先，在道路照明设施中，通过不同的参照标准，可以将其设施组成分为以下几部分:灯具维护、灯杆和金属的维护、高杆灯维护、电线和电缆的维护、配电和远程检测、控制终端维护等多个方面，可以明显的看出对于每一类的维护工作均需要不同的技术人员进行操控。在电线以及电缆的维护方面上，城市中常用的是地理电缆，因为在城市规划中电缆通常是不外露的，大部分埋在地下是为了城市美观，同时也有防盗、减少电缆外露带来的安全隐患。但是地埋电缆带来优势的同时也带来一定的难题，因为它埋设在地下，当电缆出现短路或是断路等故障，其中电缆有相当一部分埋设于地下，但一般电缆埋设于地下，当照明设施出现失效、无法工作时，若是电缆导致的问题，则较难准确检测到地下具体哪段电缆出现故障。一旦电缆发生故障，会直接影响到照明设施的正常供电，给人们的生产生活造成严重损失。

现在常见地埋的电路故障有开路故障、低阻故障以及高阻故障，其中开路故障为照明设施负载能力较低或者电压不能传递至照明设施；低阻故障为检测得出的电阻低于电缆在正常运行时的电阻值，一般为电缆的某个部位的电阻值低于十倍电力电缆正常运行的阻值；高阻电压则是指故障时呈现高阻抗的接地故障，当电缆与电缆间或电缆对地的绝缘电阻比正常值低很多，但比十倍电缆特性阻抗大时，这种电缆故障称作高阻故障。

现有公告号为CN109342880A的专利文献公开了一种电缆故障检测方法及***，通过电磁波发射器置于被测电缆上，电磁波发射器产生一设定宽度及设定幅度的发射电磁波并发送到电缆上；发射电磁波在故障点进行反射，将反射电磁波信息与发射电磁波信息对比确定电缆故障点及磨损程度。利用电磁波反射理论进行电缆故障检测方法，能直接确定电缆故障点及磨损程度。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：由于电缆埋设在地下，在检测时，电磁波发射器与电缆的距离较远，同时地下也与其他的电线会对检测结果产生干扰，因此在使用电磁波发射器检测的过程中较难实现精准检测。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种城市照明设施的地下管网监控***，具有电缆在发生故障后实现自动上报故障信息和定位故障发生地的功能，其检测结果较为精确。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种城市照明设施的地下管网监控***，包括故障检测装置以及故障判断装置；

每根电缆间隔设置有若干监测节点，故障检测装置包括设置在每个监测节点上的故障指示模块，故障指示模块用于获取电缆在监测节点上的测试数据；

故障判断装置包括数据获取模块和数据比较模块，所述数据获取模块用于收集每个故障检测装置得到的测试数据；所述数据比较模块内储存有标准数据范围，所述数据比较模块用于将每个测试数据与预设的标准数据范围进行比对；若测试数据偏离标准数据范围，则判断测试数据异常，并在当前测试数据超出预设的标准数据范围时定义该监测节点为异常节点，并进一步判断邻接异常节点的监测节点的测试数据是否位于预设标准数据范围中，若是，则输出异常节点的线缆故障信息；若否，则输出邻接异常节点的电缆段的线缆故障信息；根据检测数据偏离标准数据范围的具体数值判断得出线缆故障信息类型。

通过采用上述技术方案，当电缆发生故障时，故障检测装置能将测试数据发送至故障判断装置中，故障判断装置中的报警模块能进行报警，提醒工作人员电缆发生了故障，并且提供了身份识别数据特征，可以根据身份识别数据特征来定位电缆故障的路段，由于故障检测装置安装在电缆的检测节点上，两个故障检测装置就能定位具体的电缆故障路段；数据比较模块能对测试数据与标准数据范围进行比较，并且对测试数据进行判断，判断检测节点、电缆是否异常，并且在电缆故障时得出线缆故障信息类型，将电缆故障的路段限定在两个检测节点之间，其检测结果较为精确。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述故障指示模块和故障判断装置之间通过通信模块进行无线通信连接。

通过采用上述技术方案，故障检测装置通过无线通信的方式将测试数据发送至故障判断装置，无线通信的方式能减少线路的铺设，提升数据传输的效率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述线缆故障信息类型包括短路、断路、漏电中的任意一种或几种。

通过采用上述技术方案，故障检测装置能对短路、漏电以及断路等线缆故障信息类型进行检测。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述故障判断装置包括用于对故障的电缆进行报警的报警模块；所述数据比较模块与报警模块电连接以输出报警信号。

通过采用上述技术方案，报警模块能够根据线缆故障信息类型进行报警，提醒工作人员，以使工作人员对电缆进行维修。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述报警模块包括声音报警器、光学报警器以及短信报警器中的任意一种或多种的组合。

通过采用上述技术方案，报警信号可以是声音、信息或灯光等能够起到警示作用的信号，类型丰富，能够从多方面起到提醒工作人员的作用。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述故障判断装置还包括显示模块，所述显示模块对测试数据、身份识别数据特征、标准数据范围、线缆故障信息类型或报警信号进行显示。

通过采用上述技术方案，显示模块能将测试数据、身份识别数据特征、标准数据范围、线缆故障信息类型或报警信号以直观的形式呈现在工作人员面前，便于工作人员更全面地获取电缆的信息。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括控制处理装置，用于对故障判断装置中收集的线缆故障信息进行处理。

通过采用上述技术方案，控制处理装置能对故障的电缆进行处理，能在一定程度上起到电缆的作用。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述控制处理装置包括：

预处理模块，所述预处理模块中预先储存有若干套与线缆故障信息类型相匹配的故障修复方案，所述预处理模块的故障修复方案与数据比较模块的线缆故障信息类型进行匹配；

线路保护模块，所述线路保护模块安装在电缆的监测节点上，所述线路保护模块与预处理模块通过无线通信的方式与预处理模块连接。

通过采用上述技术方案，当电缆发生故障时，控制处理装置能够调用预处理模块中故障修复方案，并且通过线路保护模块执行故障修复方案，对电缆进行保护，减少漏电、短路带来的用电安全问题。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.故障检测装置内设置有身份识别数据特征，并且能对电缆进行检测，通过将测试数据以及身份识别数据特征发送至故障判断装置，其检测结果较为精确；

2.故障判断装置能对短路或者断路进行判断，通过数据比较模块进行比较，并且能加固结果显示在显示模块上，便于工作人员及时观测到电缆的异常情况，起到一定的预防电缆故障的效果；

3.通过控制处理装置对故障的电缆进行处理，减少电缆故障带来的危害，能够保障电缆安全运作；

4.制处理装置的预处理模块存储有若干套故障修复方案，当电缆发生故障时，线路保护模块能及时对故障的电缆进行处理，处理的响应较为迅速，能够及时降低电缆损坏带来的风险。

附图说明

图1是本发明一种实施例提供的一种城市照明设施的地下管网监控***的整体结构示意图。

图2是本发明一种实施例提供的一种电缆的监测节点的示意图。

图中，1、故障检测装置；11、故障指示模块；111、故障检测单元；112、数据读取单元；113、数据收发单元；12、通信模块；121、信号收发单元；122、无线通信单元；2、故障判断装置；21、数据获取模块；22、数据比较模块；23、报警模块；231、声音报警器；232、光学报警器；233、短信报警器；24、显示模块；3、控制处理装置；31、预处理模块；32、线路保护模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1、图2，为本发明公开的一种城市照明设施的地下管网监控***，包括故障检测装置1以及故障判断装置2。

每根电缆间隔设置有若干监测节点，能对电缆进行分段，当电缆发生故障时，通过两个监测节点处检测出的异常来限定电缆故障的位置。上述的故障检测装置1包括设置在每个监测节点上的故障指示模块11，故障指示模块11安装在电缆的监测节点上，故障指示模块11用于获取电缆在监测节点上的测试数据。

故障判断装置2包括数据获取模块21和数据比较模块22，在本实施例中，数据获取模块21以及数据比较模块22集成在MCU芯片中。数据获取模块21用于收集每个故障检测装置1得到的测试数据；数据比较模块22内储存有标准数据范围，标准数据范围用于与测试数据比较，数据比较模块22用于将每个测试数据与预设的标准数据范围进行比对。若测试数据偏离标准数据范围，则数据比较模块22判断测试数据异常，并在当前测试数据超出预设的标准数据范围时定义该监测节点为异常节点，同时进一步判断邻接异常节点的监测节点的测试数据是否位于预设标准数据范围中，若是，则数据比较模块22输出异常节点的线缆故障信息；若否，则数据比较模块22输出邻接异常节点的电缆段的线缆故障信息；同时数据比较模块22根据检测数据偏离标准数据范围的具体数值判断得出线缆故障信息类型。前述的线缆故障信息类型包括短路、断路或者漏电中的一种或多种。

具体地，在一个实施例中，电缆上有监测节点A1、A2、A3、A4，每个监测节点均设置有故障指示模块11，故障指示模块11同时获取监测节点A1、A2、A3、A4上的测试数据，并且故障检测装置1将监测节点A1、A2、A3、A4上的测试数据发送至数据获取模块21，数据获取模块21将监测节点A1、A2、A3、A4上的测试数据传输至数据比较模块22，并且将监测节点A1、A2、A3、A4上的测试数据逐个与标准数据范围进行比对。若监测节点A2的测试数据偏离标准数据范围，则判断测试数据异常，并且将监测节点A2定义为异常节点，输出监测节点A2的线缆故障信息；再将监测节点A1、A3的测试数据与预设的标准数据范围进行比对，若监测节点A1为正常节点，监测节点A3为异常节点，则输出监测节点A2的线缆故障信息，同时可判定电缆的故障发生在A2与A3之间，而A1与A2之间的电缆正常；继续对监测节点A4的测试数据与预设标准数据范围进行比对，若监测节点A4正常节点，则依然判定电缆的故障发生在A2与A3之间；若监测节点A4为异常节点，则增加判定电缆的故障发生在A2与A4之间；继续对监测节点A5、A6……An的测试数据与预设的标准数据范围进行比对，直到监测节点的测试数据在标准数据范围内为止，此时的监测节点An是正常节点，则判定A2与A（n-1）之间的电缆发生故障，并且输出A2~A（n-1）的线缆故障信息。

上述的测试数据可以是电压、电阻或电流的数值，也可以是其他有关的数据。故障检测装置1的内部存储有身份识别数据特征，身份识别数据特征可以是包含电缆监测节点的地理位置信息、故障检测装置1的唯一识别编码或者是其他能表明电缆监测节点所在位置的信息。

进一步地，故障检测装置1对电缆进行检测得到的测试数据通过无线通信的方式发送至故障判断装置2。

下面针对故障检测装置1进行补充详述。故障检测装置1包括故障指示模块11以及通信模块12。上述的数据比较模块22与通信模块12电连接，更进一步地，故障指示模块11包括故障检测单元111、数据读取单元112以及数据收发单元113。

其中故障检测单元111与电缆电连接，用于检测出测试数据。在本实施例中，故障检测单元111可以是PSWHT-08交联电缆外护套故障测试仪或YTC630B电缆故障综合测试仪。数据读取单元112与故障检测单元111电连接，用于读取故障检测单元111的测试数据，在本实施例中，数据读取单元112为高精度智能盘面表、微型数显电表或其他具有通信功能的电表。数据收发单元113与数据读取单元112电连接，上述的身份识别数据特征位于数据收发单元113内，数据收发单元113将测试数据以及身份识别数据特征发送至通信模块12。

上述的通信模块12与故障判断装置2电连接，并且通信模块12与故障指示模块11通过无线通信的方式连接，通信模块12将测试数据以及测试数据对应的身份识别数据特征发送至故障判断装置2。具体地，通信模块12包括信号收发单元121以及无线通信单元122，其中信号收发单元121用于接收数据收发单元113传送的测试数据以及身份识别数据特征；无线通信单元122与信号收发单元121电连接，用于将信号收发单元121中的测试数据以及身份识别数据特征发送到故障判断装置2。无线通信的方式可以是GSM、GPRS、3G、4G、5G 、RS-485、RS-232或者wifi中的任意一种，优选地，本实施例采用RS-232或RS-485，因为RS-232、RS-485的传输速率快、技术相对成熟并且信号稳定。在本实施例中，数据收发单元113、信号收发单元121以及无线通信单元122可以是通过RS-232转换器或RS-485转换器连接的RS-232总线或RS-485总线。

下面针对故障判断装置2进行补充详述。故障判断装置2用于实时收集故障检测装置1得到的测试数据，判断出线缆故障信息以及线缆故障信息对应的身份识别数据特征。故障判断装置2还能根据线缆故障信息对故障的电缆进行报警。具体地，故障判断装置2包括报警模块23、数据比较模块22以及显示模块24中任意一种或多种的组合，在本实施例中，故障判断装置2包括有报警模块23、数据比较模块22以及显示模块24。

上述的报警模块23与数据比较模块22电连接以输出报警信号。报警模块23用于对故障的电缆进行报警。进一步地，报警模块23包括声音报警器231、光学报警器232以及短信报警器233中的任意一种或多种的组合。在本实施例中，报警模块23包括声音报警器231、光学报警器232以及短信报警器233。声音报警器231可以是蜂鸣器，光学报警器232可以是警示灯，短信报警器233可以是短信报警器233HE2508，上述的报警模块23能够产生声音、信息或灯光等信号，通过发出引起工作人员的注意力的警示信号来提醒工作人员，以使工作人员对故障的电缆进行维修处理。

上述的显示模块24能对测试数据、身份识别数据特征、标准数据范围、线缆故障信息类型或报警信号进行显示。显示模块24可以是液晶显示屏或LED显示屏，显示模块24能将测试数据、身份识别数据特征、标准数据范围、线缆故障信息类型或报警信号以直观的形式呈现在工作人员面前，于工作人员更全面地获取电缆的信息。

进一步地，城市照明设施的地下管网监控***还包括控制处理装置3, 故障判断装置2还将测试数据发送至控制处理装置3，控制处理装置3对线缆故障信息进行处理，限制发生故障的电缆的电路流通。

下面针对控制处理装置3进行补充详述。控制处理装置3包括预处理模块31以及线路保护模块32。预处理模块31与数据比较模块22电连接。具体地，预处理模块31可以是单片机89C58，预处理模块31中预先储存有若干套与线缆故障信息类型相匹配的故障修复方案，预处理模块31的故障修复方案与数据比较模块22的线缆故障信息类型进行匹配，以实现调用相应的故障修复方案对电缆进行保护的功能。

上述的线路保护模块32安装在电缆的监测节点上，并且线路保护模块32与预处理模块31通过无线通信的方式与预处理模块31连接，线路保护模块32还与故障检测装置1电连接。具体地，无线通信方式为通信模块12与数据收发单元113的逆向传输，即:预处理模块31—无线通信单元122—信号收发单元121—数据收发单元—线路保护模块32。线路保护模块32电连接有用于控制电缆通断电的常闭开关（图中未示出），常闭开关的两端分别与两段电缆耦接，当电缆发生故障时，相应监测节点的线路保护模块32控制常闭开关断开。在本实施例中，线路保护模块32可以是电源芯片LT1083CP。

上述实施例的实施原理为：故障检测装置1的故障检测单元111对电缆进行检测，检测得到的测试数据被数据读取单元112读取，数据读取单元112将测试数据传输至数据收发单元113，数据收发单元113通过无线通信的方式将测试数据以及身份识别数据特征发送至通信模块12，通信模块12将测试数据以及测试数据对应的身份识别数据特征发送至故障判断装置2中的数据比较模块22。数据比较模块22内的标准数据范围与测试数据比较，若测试数据偏离标准数据范围，则判断检测数据异常，并且判断得出线缆故障信息类型，与数据比较模块22电连接的报警模块23对故障的电缆进行报警，发出报警信号；与数据比较模块22电连接的显示模块24能对测试数据、身份识别数据特征、标准数据范围、线缆故障信息类型或报警信号进行显示；与数据比较模块22电连接的预处理模块31中的故障修复方案与数据比较模块22的线缆故障信息类型进行匹配，并且将故障修复方案通过无线通信的方式发送至线路保护模块32，以控制常闭开关的启闭。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种城市照明设施的地下管网监控***，其特征在于：包括故障检测装置（1）以及故障判断装置（2）；每根电缆间隔设置有若干监测节点，故障检测装置（1）包括设置在每个监测节点上的故障指示模块（11），故障指示模块（11）用于获取电缆在监测节点上的测试数据；故障判断装置（2）包括数据获取模块（21）和数据比较模块（22），所述数据获取模块（21）用于收集每个故障检测装置（1）得到的测试数据；所述数据比较模块（22）内储存有标准数据范围，所述数据比较模块（22）用于将每个测试数据与预设的标准数据范围进行比对；若测试数据偏离标准数据范围，则判断测试数据异常，并在当前测试数据超出预设的标准数据范围时定义该监测节点为异常节点，并进一步判断邻接异常节点的监测节点的测试数据是否位于预设标准数据范围中，若是，则输出异常节点的线缆故障信息；若否，则输出邻接异常节点的电缆段的线缆故障信息；根据检测数据偏离标准数据范围的具体数值判断得出线缆故障信息类型。

2.根据权利要求1所述的一种城市照明设施的地下管网监控***，其特征在于：所述故障指示模块（11）和故障判断装置（2）之间通过通信模块（12）进行无线通信连接。

3.根据权利要求1所述的一种城市照明设施的地下管网监控***，其特征在于：所述线缆故障信息类型包括短路、断路、漏电中的任意一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种城市照明设施的地下管网监控***，其特征在于：所述故障判断装置（2）还包括用于对故障的电缆进行报警的报警模块（23）；所述数据比较模块（22）与报警模块（23）电连接以输出报警信号。

5.根据权利要求4所述的一种城市照明设施的地下管网监控***，其特征在于：所述报警模块（23）包括声音报警器（231）、光学报警器（232）以及短信报警器（233）中的任意一种或多种的组合。

6.根据权利要求1~5中任意一项所述的一种城市照明设施的地下管网监控***，其特征在于：所述故障判断装置（2）还包括显示模块（24），所述显示模块（24）对测试数据、身份识别数据特征、标准数据范围、线缆故障信息类型或报警信号进行显示。

7.根据权利要求1所述的一种城市照明设施的地下管网监控***，其特征在于：还包括控制处理装置（3），用于对故障判断装置（2）中收集的线缆故障信息进行处理。

8.根据权利要求7所述的一种城市照明设施的地下管网监控***，其特征在于：所述控制处理装置（3）包括预处理模块（31）以及线路保护模块（32）；所述预处理模块（31）中预先储存有若干套与线缆故障信息类型相匹配的故障修复方案，所述预处理模块（31）的故障修复方案与数据比较模块（22）的线缆故障信息类型进行匹配；所述线路保护模块（32）安装在电缆的监测节点上，所述线路保护模块（32）与预处理模块（31）通过无线通信的方式与预处理模块（31）连接。

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