[發明專利]一種基于物聯網的配電電纜智慧監測預警及搶修引導系統

在審

• 申請號: 202010091627.8
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111404989A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 馬瑞;任浩;顏宏文
• 申請（專利權）人: 馬瑞;顏宏文
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;G08B21/18;G08B25/08;G01D21/02;G06Q50/06;G06Q10/00;G16Y10/35;G16Y20/10;G16Y40/10;G16Y40/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出了一種一種基于物聯網的配電電纜智慧監測、預警及搶修引導系統，屬于電網安全穩定運行領域。本發明在通過監測點的各種傳感器感知實時信息，將模擬信號轉變為數字信號，通過邊緣計算處理信息，由智慧運檢管控平臺來分析、對比、預測數據，實現對城市電纜運行情況的全天候實時監測，通過數據的對比分析完成城市電纜的異常報警、應急指揮、故障診斷、搶修引導。結合GIS中電纜的地理信息和電纜的運行參數，完成故障快速定位，減少停電時間。本發明解決了地下電纜監測困難的難題，還通過對電纜運行情況的實時監測幫助管理人員及時預警、解除故障，為電網的安全運行提供保障。

技術領域

本發明屬于電力系統穩定安全運行領域，涉及配電電纜的運行狀態監測、故障預警和搶修引導。

背景技術

隨著電網規模越來越大，信息化科技水平日益提高，配電電纜成為城市電纜的主力，其運行的可靠性直接影響電力系統的安全穩定。電纜電流過大會引起線路發熱，電纜長期發熱會引起電纜絕緣老化，甚至擊穿引發火災，地下電纜的濕度過大也會影響電纜安全運行，需要對電纜進行溫度濕度的實時監測。局部放電量和溫度變化可以反應電纜的絕緣情況，實時監測電纜的絕緣情況可以實現對故障的及時預警。此外，通過檢測和采集故障的行波信號和工頻信號可以實現故障信息快速定位。

城市電纜位于地下，對電纜進行檢修排查任務繁重，要消耗大量的資源。文獻《電纜溫度在線監測系統》通過無線溫度傳感器、溫度采集器、通訊模塊、監控平臺和上位控制機提供了一種溫度在線監測系統。文獻《一種配電線路電纜在線監測系統》通過溫度傳感器和線纜故障傳感器實時采集信息，通過通訊模塊連接到PC機，提高工作人員工作效率，提高供電可靠性。文獻《電纜故障診斷理論與關鍵技術研究》分析了電纜故障產生機理，研究了小波分析、DNA遺傳算法、粗糙集等技術在電纜故障診斷中的應用，深入分析多智體技術在電纜線路故障的應用。

泛在電力物聯網給建設智慧電纜提供了平臺，通過移動互聯、人工智能等技術實現電纜狀態全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活。本發明的創新點就是以智慧運檢管控平臺為依托,結合地理信息系統(GIS)，完成電纜運行狀態監測，故障預警，搶修引導。此外，智慧運檢平臺連接手機APP，幫助工作人員監測電纜運行狀態，迅速故障定位，提高工作效率。

發明內容

針對現有的城市電纜檢修困難、工作量大等問題。本發明提出了一種可以實現本質堅強、實時感知、全息互聯、自主預警、智能處置的智慧電纜。

本發明需要無線溫度傳感器、濕度傳感器、超聲波傳感器、行波測距裝置等感知設備，然后通過邊緣計算將各種信息互聯，聚集到智慧運檢管控平臺。智慧運檢管控平臺整合智慧監測匯集系統、智慧輔控聯控系統、智慧數據決策系統、地理信息系統，實現電纜全線的監測、故障預警和診斷。

在智慧電纜的每個監測點都應該設置一個無線溫度傳感器，無線溫度傳感器采集每個監測點的實時溫度模擬信號，并將模擬信號轉變為數字信號，再將這些信號發送到智慧運檢管控平臺，當監測結果超過安全范圍閾值時，平臺發送預警信號，當監測結果超過故障范圍閾值時，平臺發送警報信號。

在智慧電纜的每個監測點要設置一個無線濕度傳感器，將濕度信息發送到智慧運檢管控平臺，為防止電纜受潮進水導致絕緣老化甚至電擊穿，當濕度過超過安全范圍閾值時，平臺發送預警信號，當監測結果超過故障范圍閾值時，平臺發送警報信號。

電纜故障除了外力破壞大多為絕緣故障，局部放電量可以反應電纜的絕緣情況，本發明中用超聲波傳感器來檢測局部放電量，智慧運檢管控平臺匯集地下電纜所有監測點的局部放電情況，完成對電纜絕緣情況的監測，電纜故障及時預警。

智慧運檢管控平臺通過地理信息系統(GIS)匯集配電電纜的溫度、濕度、絕緣等信息，幫助直觀地監測電纜的運行狀態。通過手機等移動終端聯系智慧運檢管控平臺，幫助工作人員實時監測電纜運行狀態。