專利名稱：變電站電纜溝智能化綜合監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變電站電纜監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種變電站電纜溝智能化綜合監(jiān)控防 護(hù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著變電站容量的增大，自動(dòng)化水平相應(yīng)提高，我國(guó)電力系統(tǒng)變電站大多實(shí)現(xiàn)了 無人值班變電站。由于我國(guó)戶外變電站占多數(shù)，所以電纜用量越來越多。變電站電纜溝規(guī) 模也越來越龐大復(fù)雜，由于其位于地表下，檢修不便，往往成為變電站安全死角，并且給變 電站運(yùn)行人員的工作帶來較重負(fù)擔(dān)，浪費(fèi)人力物力。地溝電纜故障發(fā)生通常為隱蔽漸進(jìn)方 式，一旦發(fā)現(xiàn)事故癥狀，通常損失已難挽回，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響到變電站的安全生產(chǎn)和運(yùn)行。
因此急需一種能及時(shí)方便快速的監(jiān)測(cè)變電站電纜溝安全狀態(tài)的系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能及時(shí)方便快速的監(jiān)測(cè)變電站 電纜溝安全狀態(tài)的系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供的變電站電纜溝智能化綜合監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)，包括監(jiān)控工作站、電纜溝工作 站和若干個(gè)分布式模塊；所述每一個(gè)分布式模塊，用于獲取地溝電纜的狀態(tài)信號(hào)；所述狀 態(tài)信號(hào)輸入到電纜溝工作站進(jìn)行處理，所述電纜溝工作站對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理后將處理后 信號(hào)發(fā)送到監(jiān)控工作站。
進(jìn)一步，所述分布式模塊包括信號(hào)采集裝置、數(shù)字控制器、網(wǎng)絡(luò)接口和驅(qū)動(dòng)接口 ； 所述信號(hào)采集裝置，用于采集地溝電纜所處環(huán)境的信號(hào)；所述數(shù)字控制器，用于處理分析地溝電纜所處環(huán)境的信號(hào)；所述網(wǎng)絡(luò)接口，用于與信號(hào)傳輸線連接并向信號(hào)傳輸線傳送；所述驅(qū)動(dòng)接口，用于連接并驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備進(jìn)行工作。
進(jìn)一步，所述信號(hào)采集裝置包括分別與所述數(shù)字控制器連接的溫度傳感器、煙霧 傳感器和水位傳感器；所述溫度傳感器，用于采集地溝電纜所處環(huán)境的溫度指；所述煙霧傳感器，用于采集地溝電纜所處環(huán)境的煙霧信號(hào)；所述水位傳感器，用于采集地溝電纜所處環(huán)境的水位信號(hào)。
進(jìn)一步，所述電纜溝工作站設(shè)置有電源裝置和存儲(chǔ)裝置，所述電纜溝工作站的電 源裝置為每個(gè)分布式模塊提供電源，所述電纜溝工作站接收所述分布式模塊獲取的數(shù)據(jù)并 存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中。
進(jìn)一步，所述分布式模塊通過網(wǎng)絡(luò)總線與電纜溝工作站通信；所述分布式模塊與 電纜溝工作站之間的網(wǎng)絡(luò)總線采用485總線連接，通訊協(xié)議為MODBUS協(xié)議。
進(jìn)一步，所述數(shù)字控制器采用C8051F系列單片機(jī)。
進(jìn)一步，所述數(shù)字控制器上還設(shè)置有外部設(shè)備接口，所述外部設(shè)備接口包括SMBus 接口、SPI 接口、USB 接口、CAN 接口和 LIN 接口。
進(jìn)一步，所述溫度傳感器選用美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20可組網(wǎng)數(shù)字溫度 傳感器。
進(jìn)一步，在所述監(jiān)控工作站、電纜溝工作站、若干個(gè)分布式模塊之間連接的通信線 和電源線均設(shè)置有電磁隔離層。
進(jìn)一步，所述監(jiān)控工作站、電纜溝工作站之間的通信采用無線數(shù)據(jù)傳輸。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明采用將電纜溝工作站和分布式模塊接入了電纜溝環(huán) 境，監(jiān)控工作站進(jìn)入監(jiān)控工作室。無線數(shù)據(jù)通訊穩(wěn)定暢通，期間不間斷地采集了電纜溝溫 度、水位、煙霧等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。監(jiān)控工作站能遠(yuǎn)程及時(shí)掌握電纜溝各溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度變化 情況，數(shù)據(jù)自動(dòng)采集；溫度以曲線進(jìn)行直觀顯示，超溫報(bào)警直觀醒目，減輕了監(jiān)護(hù)勞動(dòng)強(qiáng)度； 各種數(shù)據(jù)進(jìn)行按日期自動(dòng)存貯，便于后期備份與檢索。采用了水位傳感器來采集地溝電纜 所處環(huán)境的水位信號(hào)，及時(shí)準(zhǔn)確反應(yīng)水位變化。采用了煙霧傳感器來采集地溝電纜所處環(huán) 境的煙霧信號(hào)，及時(shí)輸出報(bào)警信號(hào)，能夠?qū)崿F(xiàn)智能監(jiān)控和防護(hù)。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一步的詳細(xì)描述，其中圖1為整個(gè)廣品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖；圖2為溫度傳感陣列與單片機(jī)的接口連接示意圖；圖3為分布式模塊功能結(jié)構(gòu)圖；圖4為分布式模塊安裝示意圖；圖5為電纜溝工作站安裝示意圖。
圖中，監(jiān)控工作站-1、電纜溝工作站_2、分布式模塊_3、溫度傳感器陣列-4、地溝 電纜_5、數(shù)據(jù)天線_6、專用電纜-7。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例 僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
圖1為整個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為溫度傳感陣列與單片機(jī)的接口連接示意 圖，圖3為分布式模塊功能結(jié)構(gòu)圖，圖4為分布式模塊安裝示意圖，該分布式模塊應(yīng)靠電纜 溝壁安裝，超聲探頭垂直向下。溫度傳感器靠近溫度探頭位置安裝。安裝地點(diǎn)應(yīng)選在溝壁 堅(jiān)實(shí)的地方，避免雨淋。圖5為電纜溝工作站安裝示意圖，電纜溝工作站安裝電纜溝工作站 應(yīng)靠近電纜溝安裝，通過專用電纜7與分布式模塊連接。其所選位置應(yīng)便于接入220V市 電。也可裝設(shè)于電纜溝內(nèi)部，但其分布式模塊的數(shù)據(jù)天線6應(yīng)位于開放空間，以免阻擋而影 響數(shù)據(jù)傳輸距離，如圖所示本發(fā)明提供的變電站電纜溝智能化綜合監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)，包括監(jiān) 控工作站1、電纜溝工作站2和若干個(gè)分布式模塊3 ;所述每一個(gè)分布式模塊,每個(gè)分布式模 塊連接有溫度傳感器陣列4，用于獲取地溝電纜5的狀態(tài)信號(hào)；所述狀態(tài)信號(hào)輸入到電纜溝 工作站進(jìn)行處理，所述電纜溝工作站對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理后將處理后信號(hào)發(fā)送到監(jiān)控工作站。
所述分布式模塊包括信號(hào)采集裝置、數(shù)字控制器、網(wǎng)絡(luò)接口和驅(qū)動(dòng)接口 ；所述信號(hào)采集裝置，用于采集地溝電纜所處環(huán)境的信號(hào)；所述數(shù)字控制器，用于處理分析地溝電纜5所處環(huán)境的信號(hào)；所述網(wǎng)絡(luò)接口，用于與信號(hào)傳輸線連接并向信號(hào)傳輸線傳送；所述驅(qū)動(dòng)接口，用于連接并驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備進(jìn)行工作。驅(qū)動(dòng)接口的功能是當(dāng)設(shè)置好傳 感器的正常工作范圍后，如果超出此范圍，則可配置為驅(qū)動(dòng)接口動(dòng)作，從而驅(qū)動(dòng)特定的外部 設(shè)備。例如，當(dāng)檢測(cè)到煙霧時(shí)，可以通過觸發(fā)驅(qū)動(dòng)接口啟動(dòng)外部抽風(fēng)、滅火或音響報(bào)警裝置。 實(shí)現(xiàn)電纜溝的主動(dòng)檢測(cè)與防護(hù)。為便于與不通類型的設(shè)備接口，本實(shí)施例選用電磁繼電器 實(shí)現(xiàn)。將常閉觸點(diǎn)NC和常開觸點(diǎn)NO端分別引出，便于擴(kuò)展使用。
所述信號(hào)采集裝置包括分別與所述數(shù)字控制器連接的溫度傳感器、煙霧傳感器和 水位傳感器；所述溫度傳感器，用于采集地溝電纜所處環(huán)境的溫度值；所述煙霧傳感器，用于采集地溝電纜所處環(huán)境的煙霧信號(hào)；所述水位傳感器，用于采集地溝電纜所處環(huán)境的水位信號(hào)。
所述電纜溝工作站設(shè)置有電源裝置和存儲(chǔ)裝置，所述電纜溝工作站的電源裝置為 每個(gè)分布式模塊提供電源，所述電纜溝工作站接收所述分布式模塊獲取的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在存 儲(chǔ)裝置中。
所述分布式模塊通過網(wǎng)絡(luò)總線與電纜溝工作站通信；所述分布式模塊與電纜溝工 作站之間的網(wǎng)絡(luò)總線采用485總線連接，通訊協(xié)議為MODBUS協(xié)議。所述監(jiān)控工作站、電纜 溝工作站上設(shè)置有可以相互通信的數(shù)傳模塊，所述數(shù)傳模塊設(shè)置有USB模塊。
所述數(shù)字控制器采用C8051F系列單片機(jī)。
所述數(shù)字控制器上還設(shè)置有外部設(shè)備接口，所述外部設(shè)備接口包括SMBus接口、 SPI 接口、USB 接口、CAN 接口和 LIN 接口。
所述溫度傳感器選用美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器。 該傳感器對(duì)于電纜溝環(huán)境的適應(yīng)能力，能夠滿足電纜溝惡劣環(huán)境使用要求的傳感器；因此 傳感器可靠、有效安裝、信號(hào)抗干擾傳輸能力強(qiáng)。對(duì)傳感器和節(jié)點(diǎn)模塊進(jìn)行防護(hù)加固處理， 對(duì)電纜進(jìn)出口采用鎖緊密封結(jié)構(gòu)。內(nèi)部核心部位進(jìn)行灌封固化處理，提高整體可靠性和抗 環(huán)境能力。采用單線接口方式連接，在與單片機(jī)連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與 DS18B20的雙向通訊；傳感器與單片機(jī)接口連接如圖2。
在所述監(jiān)控工作站、電纜溝工作站、若干個(gè)分布式模塊之間連接的通信線和電源 線均設(shè)置有電磁隔離層，防止高電場(chǎng)環(huán)境對(duì)模塊和傳感器造成損傷。并且通信采用誤碼糾 錯(cuò)設(shè)計(jì)，提高電磁環(huán)境下數(shù)據(jù)通信的可靠性。所述監(jiān)控工作站、電纜溝工作站之間的通信采 用無線數(shù)據(jù)傳輸。所述驅(qū)動(dòng)接口設(shè)置有報(bào)警裝置。水位傳感器采用超聲波液位儀。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的 這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些 改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.變電站電纜溝智能化綜合監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于包括監(jiān)控工作站、電纜溝工作站和若干個(gè)分布式模塊；所述每一個(gè)分布式模塊，用于獲取地溝電纜的狀態(tài)信號(hào)；所述狀態(tài)信號(hào)輸入到電纜溝工作站進(jìn)行處理，所述電纜溝工作站對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理后將處理后信號(hào)發(fā)送到監(jiān)控工作站。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站電纜溝智能化綜合監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述分布式模塊包括信號(hào)采集裝置、數(shù)字控制器、網(wǎng)絡(luò)接口和驅(qū)動(dòng)接口 ；所述信號(hào)采集裝置，用于采集地溝電纜所處環(huán)境的信號(hào)；所述數(shù)字控制器，用于處理分析地溝電纜所處環(huán)境的信號(hào)；所述網(wǎng)絡(luò)接口，用于與信號(hào)傳輸線連接并向信號(hào)傳輸線傳送；所述驅(qū)動(dòng)接口，用于連接并驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備進(jìn)行工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變電站電纜溝智能化綜合監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)采集裝置包括分別與所述數(shù)字控制器連接的溫度傳感器、煙霧傳感器和水位傳感器；所述溫度傳感器，用于采集地溝電纜所處環(huán)境的溫度指；所述煙霧傳感器，用于采集地溝電纜所處環(huán)境的煙霧信號(hào)；所述水位傳感器，用于采集地溝電纜所處環(huán)境的水位信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站電纜溝智能化綜合監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述電纜溝工作站設(shè)置有電源裝置和存儲(chǔ)裝置，所述電纜溝工作站的電源裝置為每個(gè)分布式模塊提供電源，所述電纜溝工作站接收所述分布式模塊獲取的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站電纜溝智能化綜合監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述分布式模塊通過網(wǎng)絡(luò)總線與電纜溝工作站通信；所述分布式模塊與電纜溝工作站之間的網(wǎng)絡(luò)總線采用485總線連接，通訊協(xié)議為MODBUS協(xié)議。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變電站電纜溝智能化綜合監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字控制器采用C8051F系列單片機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變電站電纜溝智能化綜合監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字控制器上還設(shè)置有外部設(shè)備接口，所述外部設(shè)備接口包括SMBus接口、SPI接口、USB接口、CAN接口和LIN接口。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變電站電纜溝智能化綜合監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述溫度傳感器選用美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站電纜溝智能化綜合監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于在所述監(jiān)控工作站、電纜溝工作站、若干個(gè)分布式模塊之間連接的通信線和電源線均設(shè)置有電磁隔離層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站電纜溝智能化綜合監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控工作站、電纜溝工作站之間的通信采用無線數(shù)據(jù)傳輸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變電站電纜溝智能化綜合監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)，包括監(jiān)控工作站、電纜溝工作站和若干個(gè)分布式模塊；每一個(gè)分布式模塊，用于獲取地溝電纜的狀態(tài)信號(hào)；狀態(tài)信號(hào)輸入到電纜溝工作站進(jìn)行處理，電纜溝工作站對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理后將處理后信號(hào)發(fā)送到監(jiān)控工作站，本發(fā)明采用將電纜溝工作站和分布式模塊接入電纜溝環(huán)境，監(jiān)控工作站進(jìn)入監(jiān)控工作室。無線數(shù)據(jù)通訊穩(wěn)定暢通，監(jiān)控工作站能遠(yuǎn)程及時(shí)掌握電纜溝各溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度變化情況，數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，減輕了監(jiān)護(hù)勞動(dòng)強(qiáng)度；采用了水位傳感器來采集地溝電纜所處環(huán)境的水位信號(hào)，及時(shí)準(zhǔn)確反應(yīng)水位變化。采用了煙霧傳感器來采集地溝電纜所處環(huán)境的煙霧信號(hào)，及時(shí)輸出報(bào)警信號(hào)，能夠?qū)崿F(xiàn)智能監(jiān)控和防護(hù)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK103019186SQ20121049050
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者羅明蘇, 余長(zhǎng)國(guó), 楊雪松, 周雙勇, 蔣榮, 唐娟 申請(qǐng)人:重慶市電力公司檢修分公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司