[發(fā)明專利]基于LoRaWAN技術(shù)的變電站電纜溝火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010989016.5
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112118317A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李暉;梅成林;劉軍;安然然
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04W4/38;G08C17/02;G08B7/06;G08B17/10
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 郭帥

本發(fā)明提供的一種基于LoRaWAN技術(shù)的變電站電纜溝火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，其采用LoRaWAN技術(shù)，具有覆蓋廣、穿透性強(qiáng)、功耗低等特點(diǎn)，可接收到電纜溝深處的信號；利用多傳感器復(fù)合型電纜溝火災(zāi)探測器獲取變電站電纜溝的實(shí)時環(huán)境信息，并對實(shí)時環(huán)境信息進(jìn)行多次處理后發(fā)送至電纜溝火災(zāi)監(jiān)測平臺，能精確采集到各種物理量；并且，還添加了聲光信號報警電路，當(dāng)處理結(jié)果中發(fā)現(xiàn)電纜溝存在火災(zāi)隱患時，立即發(fā)出聲光報警信號；另外，將數(shù)據(jù)發(fā)送至電纜溝火災(zāi)監(jiān)控平臺后，其大數(shù)據(jù)處理、人工智能分析等模塊，實(shí)現(xiàn)變電站電纜溝火災(zāi)數(shù)據(jù)全面分析、火情預(yù)警及預(yù)測，以先進(jìn)的手段最大化地消除變電站電纜溝火災(zāi)隱患。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自動化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于LoRaWAN技術(shù)的變電站電纜溝火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

變電站交直流電源系統(tǒng)為控制、信號、通訊、繼電保護(hù)、自動裝置及事故照明等提供可靠的電源保障。近年來，變電站電纜溝火災(zāi)事故時有發(fā)生，極大影響了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，如何降低變電站電纜溝火災(zāi)隱患風(fēng)險是運(yùn)維人員必須考慮的問題。

目前，運(yùn)維單位已采用將傳統(tǒng)絕緣電纜更換為阻燃電纜或耐火電纜，并將10kV及以上電力電纜與低壓動力、控制和通信電纜分溝敷設(shè)，以及安裝電纜溝防火在線監(jiān)測系統(tǒng)等多種方式來降低電纜溝火災(zāi)隱患風(fēng)險；但是，變電站電纜溝在線監(jiān)測系統(tǒng)一般安裝纜式或光纖線型感溫火災(zāi)探測器，且使用有線傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行在線監(jiān)測，存在部署難度大、網(wǎng)絡(luò)化水平低以及數(shù)據(jù)可視化不足等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在至少能解決上述的技術(shù)缺陷之一，特別是現(xiàn)有技術(shù)中變電站電纜溝在線監(jiān)測系統(tǒng)存在部署難度大、網(wǎng)絡(luò)化水平低以及數(shù)據(jù)可視化不足等的技術(shù)缺陷。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于LoRaWAN技術(shù)的變電站電纜溝火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，包括：多傳感器復(fù)合型電纜溝火災(zāi)探測器和電纜溝火災(zāi)監(jiān)測平臺；

所述多傳感器復(fù)合型電纜溝火災(zāi)探測器與所述電纜溝火災(zāi)監(jiān)測平臺之間通過LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)通信連接；

其中，所述多傳感器復(fù)合型電纜溝火災(zāi)探測器包括傳感器數(shù)據(jù)采集與信號處理模塊、控制模塊、LoRa通信模塊以及聲光報警模塊；

所述傳感器數(shù)據(jù)采集與信號處理模塊將采集到的信號進(jìn)行一次處理后發(fā)送至所述控制模塊，通過所述控制模塊進(jìn)行二次處理，并根據(jù)二次處理后的信號控制所述聲光報警模塊進(jìn)行聲光報警；

以及，利用所述LoRa通信模塊與所述LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)通信連接，將所述二次處理后的信號發(fā)送至所述電纜溝火災(zāi)監(jiān)測平臺，通過所述電纜溝火災(zāi)監(jiān)測平臺進(jìn)行分析及預(yù)測。

可選地，所述多傳感器復(fù)合型電纜溝火災(zāi)探測器還包括超聲波驅(qū)鼠模塊；

所述傳感器數(shù)據(jù)采集與信號處理模塊將采集到的信號進(jìn)行一次處理后發(fā)送至所述控制模塊，通過所述控制模塊進(jìn)行二次處理，并根據(jù)二次處理后的信號控制所述超聲波驅(qū)鼠模塊進(jìn)行驅(qū)鼠。

可選地，所述多傳感器復(fù)合型電纜溝火災(zāi)探測器還包括電源模塊，所述電源模塊為所述控制器提供電源。

可選地，所述傳感器數(shù)據(jù)采集與信號處理模塊包括傳感器數(shù)據(jù)采集模塊和信號處理模塊；

所述傳感器數(shù)據(jù)采集模塊包括剩余電流傳感器、煙霧傳感器和紅外熱釋放傳感器，所述信號處理模塊包括放大濾波模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊。

可選地，所述剩余電流傳感器、煙霧傳感器和紅外熱釋放傳感器將采集到的信號發(fā)送至所述放大濾波模塊中放大、濾波后，經(jīng)所述A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。

可選地，所述控制模塊采用STM32F103ZE控制板。

可選地，所述STM32F103ZE控制板利用PWM模塊驅(qū)動所述聲光報警模塊中的MOSFET開關(guān)管動作，以產(chǎn)生聲光報警信號。