[發明專利]水下電纜超聲波通信精準定位適時監測系統

在審

• 申請號: 201410625279.2
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN104391213A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 賀林;李紅雷;曹志強;熊鳴翔;胡正勇
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;H04B11/00
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 許東輝

技術領域

本發明涉及電力技術領域，具體涉及電纜。

背景技術

傳統水下電纜鋪設好后，難免會因為地形變化，或者其他外力，產生拉扯，因而斷裂。傳統電纜一經斷裂就無法維持電力供應，或者信號通信。

現有技術條件下，當電力線路發生相間短路或小電流單相接地故障時，由于配水下電纜路支線眾多，變電站內裝的繼電保護裝置只能告知某開關所轄線路發生了故障，無法得知具體故障點，需要工作人員去現場勘查才能得知故障點，具體故障點不能及時發現，是電力系統早就存在的一個難題。

此外，傳統的水下電纜在進行通訊時，水下無線信號不能長距離傳輸，容易導致信號傳輸的距離的局限，信號傳輸時，易導致不可靠。

發明內容

本發明的目的在于提供水下電纜超聲波通信精準定位適時監測系統，以解決傳統電纜在水下通訊時，由于無線信號無法進行長距離傳輸，導致信號傳輸可靠性差的問題。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

水下電纜超聲波通信精準定位適時監測系統，包括監控水下電纜線路通斷的監測系統，所述監測系統包括至少三個監測水下電纜不同部位線路導通狀態的無線傳感器，所述無線傳感器內設有身份識別的特征數據；

所述無線傳感器包括電壓傳感元件，微型處理器系統、通訊模塊，所述電壓傳感元件連接所述微型處理器系統，所述微型處理器系統連接所述通訊模塊；

所述通訊模塊的傳輸介質為超聲波信號。

本發明通過將通訊信號設置為超聲波信號，超聲波信號傳輸距離更遠，更可靠，改良了傳統傳輸距離短的局限性。當無線傳感器感知到的信號超出閾值的信號時，微型處理器系統給予信號給通訊模塊，向外發射信號，無線傳感器內設有身份識別的特征數據，通訊模塊除了向外傳輸無線傳感器的檢測信號外，還將身份識別的特征數據向外傳輸，便于定位。

所述通信模塊包括超聲波發射機構、超聲波接收機構。以便于完成超聲波信號發射和超聲波信號接收。

所述至少三個無線傳感器的任意一個所述無線傳感器在受到觸發時，發出特征數據，與受觸發無線傳感器鄰近的另一無線傳感器收到特征數據，對特征數據進行加一形成新的數據，然后再次發出，下一個接收到數據的無線傳感器加一后再次發出，直至被服務器接收。

本發明通過這種接力式傳遞的方式，從而進一步提高了超聲波信號的傳輸距離。因為受觸發無線傳感器向外發送特征數據時，可能被相鄰的多個無線傳感器接收，因此一次觸發可能造成服務器收到幾個不同的數據。服務器將最小的數據視為有效，其他視為無效。

所述至少三個無線傳感器相鄰的任意兩個的無線傳感器的間距相等。

根據被執行加法的次數，確定首次受觸發的無線傳感器與服務器間的距離。進而實現精確位置判斷。各個無線傳感器不必各自編寫特征數據，安裝時各個無線傳感器完全等價，無需分別。大大降低了施工難度。所述無線傳感器內存有的特征數據也一致。

所述至少三個無線傳感器相鄰的任意兩個的無線傳感器的間距差值大于或等于1m。便于對首次觸發的無線傳感器的定位。

所述無線傳感器設有自供電系統，所述自供電系統包括磁感應線圈、磁芯，所述磁感應線圈纏繞在所述磁芯上，所述磁芯中部設有穿線孔，所述磁芯套設在水下電纜徑向外圍；

所述磁感應線圈的信號輸出端通過電源電路連接蓄電模塊，所述蓄電模塊連接所述無線傳感器的電源輸入端，所述無線傳感器的電源輸入端位于所述微型處理器系統上；

所述磁感應線圈的信號輸出端連接所述電壓傳感元件的信號輸入端。

本發明通過設有自供電系統的無線傳感器，從而實現在監測線路通斷的前提下，還可以自供電的效果。使用中，可以將通有交變電流的水下電纜，如市電水下電纜、高壓水下電纜，穿過所述無線傳感器的磁芯，感應線圈感生出感生電流，通過信號輸出端感知水下電纜的通斷，并將感生電流傳輸給電源電路，電源電路對感生電流進行調整后傳輸給所述蓄電模塊，進行電能存儲，并且給電壓提供電能。本發明無需外接電源，也無需連接高壓線路。

所述磁芯優選環形軟磁磁芯。

所述水下電纜設有與所述無線傳感器個數相匹配的易斷點，所述無線傳感器用于監測所述易斷點的線路通斷狀態；

所述水下電纜設有易斷點處的外徑小于所述水下電纜未設易斷點處的外徑。

傳統的水下電纜由于安裝位置的不定性，無法預知評判斷裂處，本發明通過調整水下電纜的外徑大小，水下電纜的外徑粗細分布，以細處為易斷點處，當易斷點處周邊經受到外力作用，易斷點處斷裂，從而實現了水下電纜斷點可控性。