一種變電站配出直埋電纜安全監(jiān)測告警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種變電站配出直埋電纜安全監(jiān)測告警系統(tǒng)，應(yīng)用于電力線路安全監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，包括：光纖，沿直埋電纜敷設(shè)，且敷設(shè)于直埋電纜周圍的設(shè)定區(qū)域內(nèi)；光時域反射計，連接光纖；微控處理器，連接光時域反射計；報警器，連接微控處理器；顯示器，連接微控處理器。本實用新型能夠靈敏地預(yù)測直埋電纜周圍是否存在破壞性外力，從而發(fā)出警報及時阻止這種破壞性外力，有效降低了外力損傷直埋電纜的幾率，保障了直埋電纜的安全。
【專利說明】—種變電站配出直埋電纜安全監(jiān)測告警系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電力線路安全監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種變電站配出直埋電纜安全監(jiān)測告警系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來,全國范圍內(nèi)正在進行變電站改造及各種市政建設(shè)，由于城市化的推進和1kV線路電纜、通訊光纜及水、電、暖、油、氣改造逐年增多，其路徑長度逐年增力卩。但因標示樁貼缺、偷竊、野蠻施工等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，增加了直埋電纜機械損傷的幾率。
[0003]以電纜為例，通過現(xiàn)狀調(diào)查及案例查閱國網(wǎng)山東東明縣供電公司有關(guān)的臺賬資料，對東明縣35?1kV高壓電力電纜2010年6月一 2014年6月間發(fā)生的電力電纜各種故障進行了統(tǒng)計調(diào)查，其中電纜質(zhì)量缺陷1.4%、電纜終端故障19.5%、外力破壞占事故總數(shù)的79.1%，電纜機械損傷是造成電纜事故的主要原因。
[0004]現(xiàn)有的管理僅僅是通過規(guī)范直埋施工標準、標示樁維護、線路巡視等規(guī)程加強管理，但很難保證直埋電纜、光纜、水電暖氣管道施工百分百合格、標示樁萬無一失、巡線人員24小時盯防、周圍無野無蠻施工及交叉作業(yè)、作業(yè)人員零失誤、無盜竊等事故發(fā)生。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型實施例的主要目的在于提供一種變電站配出直埋電纜安全監(jiān)測告警系統(tǒng)，該系統(tǒng)種能及時發(fā)現(xiàn)直埋電纜損壞風(fēng)險并及時阻值外力繼續(xù)破壞，有利于保障直埋電纜的安全，減少不必要的損失。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型實施例提供一種變電站配出直埋電纜安全監(jiān)測告警系統(tǒng)，包括:
[0007]光纖，沿直埋電纜敷設(shè)，且敷設(shè)于所述直埋電纜周圍的設(shè)定區(qū)域內(nèi)；
[0008]光時域反射計,連接所述光纖；
[0009]報警器，連接微控處理器；
[0010]微控處理器，連接所述光時域反射計。
[0011]借助于上述技術(shù)方案，本實用新型將受外力容易折斷的光纖敷設(shè)于直埋電纜周圍，通過光時域反射計確定光纖的斷裂情況，能夠靈敏地預(yù)測在直埋電纜周圍是否存在有可能損壞直埋電纜的破壞性外力，從而發(fā)出警報及時阻止這種破壞性外力繼續(xù)發(fā)生，有效降低外力機械性損傷直埋電纜的幾率，保障了直埋電纜的安全。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1是本實用新型提供的變電站配出直埋電纜安全監(jiān)測告警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實用新型實施例一提供的變電站配出直埋電纜安全監(jiān)測告警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3(a)、3(b)分別是本實用新型實施例一提供的光纖敷設(shè)方式俯視示意圖和剖面示意圖；
[0016]圖4(a)、4(b)分別是本實用新型實施例二提供的光纖敷設(shè)方式俯視示意圖和剖面示意圖；
[0017]圖5(a)、5(b)分別是本實用新型實施例三提供的光纖敷設(shè)方式俯視示意圖和剖面示意圖；
[0018]圖6(a)、6(b)分別是本實用新型實施例四提供的光纖敷設(shè)方式俯視示意圖和剖面示意圖；
[0019]圖7(a)、7(b)分別是本實用新型實施例五提供的光纖敷設(shè)方式俯視示意圖和剖面示意圖；
[0020]圖8(a) ,8(b)分別是本實用新型實施例六提供的光纖敷設(shè)方式俯視示意圖和剖面示意圖；
[0021]圖9(a)、9(b)分別是本實用新型實施例七提供的光纖敷設(shè)方式俯視示意圖和剖面示意圖。

【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0023]本實用新型提供一種變電站配出直埋電纜安全監(jiān)測告警系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)包括:光纖1、光時域反射計2、微控處理器3、報警器4和顯示器5。以下對各個器件及其連接關(guān)系進行具體介紹:
[0024]光纖1，沿直埋電纜敷設(shè)，且敷設(shè)于所述直埋電纜周圍的設(shè)定區(qū)域內(nèi)。
[0025]由于直埋電纜一般都很長，如長達千米量級，所以本實用新型應(yīng)采用傳輸距離達到相當(dāng)量級水平的光纖，例如，本實用新型可以但不限于采用50/125 μ m> 100/140 μ m、62.5/125 μ m、200 μ m等型號的光纖。
[0026]雖然現(xiàn)有技術(shù)中已有很多沿電纜敷設(shè)光纖I的技術(shù)，但這些技術(shù)中的光纖多是用于檢測電纜自身的特性，如溫度、應(yīng)變等，因此需要緊緊貼合地敷設(shè)于電纜周圍。本實用新型中的光纖并非用于檢測直埋電纜的特性，而是用于檢測在直埋電纜附近是否存在可能損壞直埋電纜的破壞性外力，例如施工造成的機械性外力，由于光纖具有在外力作用下極容易斷裂的特點，因此當(dāng)在直埋電纜的附近敷設(shè)光纖時，可依靠光纖靈敏地檢測出這種破壞性外力的存在，即確定直埋電纜存在損壞風(fēng)險，從而及時預(yù)警。
[0027]為了達到當(dāng)檢測到這種破壞性外力存在時能及時制止外力繼續(xù)以避免損壞到直埋電纜的目的，就需要合理地設(shè)計光纖I在直埋電纜周圍的布設(shè)方式，例如，光纖I不能距離直埋電纜太近，否則可能當(dāng)檢測到這種破壞性外力存在時還來不及報警，直埋電纜就已經(jīng)被損壞，另外，光纖I也不能距離直埋電纜太遠，否則很容易造成對較遠距離處、不會給直埋電纜造成危險的外力也進行報警，致使預(yù)警系統(tǒng)可信度下降。
[0028]較佳的，本實用新型可以根據(jù)以往的施工經(jīng)驗，在直埋電纜附近設(shè)定一個合理的區(qū)域范圍，將光纖I設(shè)置于該設(shè)定的區(qū)域范圍內(nèi)，以達到當(dāng)檢測到這種破壞性外力存在時能及時制止外力繼續(xù)以避免損壞到直埋電纜的目的。
[0029]具體實施本實用新型時，沿同一直埋電纜敷設(shè)的光纖I可以為一條，也可以為多條，不管光纖I數(shù)量多少，只要有光纖I出現(xiàn)斷裂，即判定直埋電纜存在損壞風(fēng)險。但從降低成本、易于施工、易于檢測的角度考慮，較佳的，對于同一直埋電纜，采用一條光纖I敷設(shè)即可。
[0030]光時域反射計2，連接光纖1，用于向光纖I發(fā)送測試光信號，檢測光纖I是否發(fā)生斷裂，并對光纖I斷裂點進行定位。
[0031]光時域反射計(OTDR,OpticalTime Domain Reflectometer)是光纜線路施工、維護及監(jiān)測中常用的測試儀表，能夠檢測光纖線路的完好情況和故障狀態(tài)，精確定位光纖斷裂點的位置，對光纖線路的彎曲、熔接點位置也能很好地分辨。本實用新型正是利用了光時域反射計能夠檢測光纖線路的完好情況以及精確定位光纖斷裂點的功能。
[0032]當(dāng)光纖斷裂之后，若再要繼續(xù)使用光纖就需要對斷裂點進行熔接，由于本實用新型采用的光時域反射計可以分辨光纖熔接點，因此熔接后的光纖不會影響到系統(tǒng)的后續(xù)使用。
[0033]微控處理器3，連接光時域反射計2和報警器4，用于獲取光時域反射計2對光纖I是否發(fā)生斷裂的檢測結(jié)果以及對光纖I斷裂點的定位結(jié)果，當(dāng)獲取的檢測結(jié)果為光纖I發(fā)生斷裂時，微控處理器3觸發(fā)報警器4進行報警，并將光纖斷裂點的定位結(jié)果傳送給顯示器5進行顯示。
[0034]本實用新型中，微控處理器3主要是基于光時域反射計2的檢測結(jié)果來控制報警器4是否進行報警，具體的，若檢測結(jié)果為光纖I完好，則微控處理器3不觸發(fā)報警器4，報警器4處于待機狀態(tài)，若檢測結(jié)果為光纖I發(fā)生斷裂，則微控處理器3就會觸發(fā)報警器4進行報警，同時，微控處理器3會將光纖斷裂點的定位結(jié)果發(fā)送給顯示器5進行顯示，以使相關(guān)人員及時了解風(fēng)險現(xiàn)場的位置并制止這種破壞性外力，保障直埋電纜的安全。
[0035]具體實施時，本實用新型的微控處理器3可以但不限于采用AT89S52型單片機實現(xiàn)。
[0036]具體實施時，本實用新型的報警器4可以但不限于采用聲光報警器或蜂鳴器。
[0037]具體實施時，本實用新型的顯示器5可以但不限于采用液晶顯示器。
[0038]在一種較佳的實施例中，本實用新型中的微控處理器3還可以將光纖斷裂點的定位結(jié)果上傳給變電站通訊管理機，再通過變電站綜自系統(tǒng)通道上傳至調(diào)度總站，以使直埋電纜的調(diào)度管理部門及時了解風(fēng)險信息，通知相關(guān)工作人員到風(fēng)險現(xiàn)場制止這種破壞性外力，也使得及時止損工作獲得更高層次、更寬范圍的支持。
[0039]實施例一
[0040]本實施例提供一種直埋電纜安全預(yù)警系統(tǒng)，如圖2所示，該系統(tǒng)包括:微控處理器23、光時域反射計22、聲光報警器24、液晶顯不器25、光纖21 ;其中，光纖21敷設(shè)于直埋電纜附近區(qū)域內(nèi)，光時域反射計22連接至光纖21的端部，微控處理器23分別連接光時域反射計22、液晶顯示器25以及聲光報警器24。此外，本實施例中的微控處理器23還通過RS-485總線連接變電站通訊管理機。
[0041]本實施例提供的直埋電纜安全預(yù)警系統(tǒng)，其具體工作原理如下:光時域反射計22向光纖21發(fā)送測試光信號，以檢測光纖21是否發(fā)生斷裂，并對光纖斷裂點進行定位；微控處理器23實時獲取光時域反射計22對光纖21是否發(fā)生斷裂的檢測結(jié)果以及對光纖斷裂點的定位結(jié)果，當(dāng)檢測結(jié)果顯示光纖21發(fā)生斷裂時，微控處理器23觸發(fā)聲光報警器24，同時，將光纖斷裂點的定位結(jié)果發(fā)送給液晶顯示器25和變電站通訊管理機；聲光報警器24從待機狀態(tài)轉(zhuǎn)為工作狀態(tài)并進行報警；液晶顯示器25顯示該光纖斷裂點的定位結(jié)果；變電站通訊管理機再將該損壞風(fēng)險的具體位置信息通過變電站綜自系統(tǒng)通道上傳至電纜調(diào)度忌、■^占。
[0042]如圖3(a)為本實施例中光纖具體敷設(shè)方式的俯視示意圖，圖3(b)為圖3(a)的M-M剖面示意圖，本實施例中光纖的具體敷設(shè)方式為:光纖1#從直埋電纜的一端開始沿其軸線平行敷設(shè)，到其另一端折返并繼續(xù)沿其軸線平行敷設(shè)直至回到出發(fā)點，整體上光纖1#被分為兩段，這兩段平行且對稱地敷設(shè)于直埋電纜的兩側(cè)，處于同一水平面上，水平相距
0.3米，距離地面0.2米，與直埋電纜所在的水平面相距0.6米。
[0043]實施例二
[0044]本實施例與實施例一提供的直埋電纜安全預(yù)警系統(tǒng)基本一致，不同之處在于，本實施例中光纖的敷設(shè)方式如圖4(a)-4(b)所示，圖4(a)為俯視示意圖，圖4(b)為圖4(a)的M-M剖面示意圖，光纖1#與光纖2#均從直埋電纜的一端開始沿其軸線平行敷設(shè)，到其另一端折返并繼續(xù)沿其軸線平行敷設(shè)直至回到出發(fā)點，光纖1#與光纖2#均被分為兩段，平行且對稱地敷設(shè)于直埋電纜的兩側(cè)；其中，光纖1#的兩段處于同一水平面上，水平相距0.5米，距離地面0.2米，與直埋電纜所在的水平面相距0.6米；光纖2#的兩段處于另一水平面上，水平相距0.3米，距離地面0.6米，與直埋電纜所在的水平面相距0.2米。
[0045]實施例三
[0046]本實施例與實施例一提供的直埋電纜安全預(yù)警系統(tǒng)基本一致，不同之處在于，本實施例中光纖的敷設(shè)方式如圖5(a)_5(b)所不，圖5(a)為俯視不意圖，圖5(b)為圖5(a)的M-M剖面示意圖，光纖1#從直埋電纜的一端開始呈蜿蜒式敷設(shè)直至另一端，整條光纖處于距離地面0.2米的水平面上，與直埋電纜所在的水平面相距0.6米，且光纖1#呈蜿蜒式彎折部位的連線A與連線B (圖中虛線所示)與直埋電纜平行，且對稱分布于直埋電纜的兩偵牝連線A與連線B水平相距0.3米。
[0047]實施例四
[0048]本實施例與實施例一提供的直埋電纜安全預(yù)警系統(tǒng)基本一致，不同之處在于，本實施例中光纖的敷設(shè)方式如圖6(a)_6(b)所不，圖6(a)為俯視不意圖，圖6(b)為圖6(a)的M-M剖面示意圖，光纖1#從直埋電纜的一端開始呈蜿蜒式敷設(shè)直至另一端，整條光纖1#處于距離地面0.2米的水平面上，與直埋電纜所在的水平面相距0.6米，且光纖1#呈蜿蜒式彎折部位的連線A與連線B (圖中虛線所示)與直埋電纜平行，且對稱分布于直埋電纜的兩側(cè)，連線A與連線B水平相距0.5米；光纖2#從直埋電纜的一端開始呈蜿蜒式敷設(shè)直至另一端，整條光纖2#處于距離地面0.6米的水平面上，與直埋電纜所在的水平面相距0.2米，且光纖2#呈蜿蜒式彎折部位的連線C與連線D (圖中虛線所示)與直埋電纜平行，且對稱分布于直埋電纜的兩側(cè)，連線C與連線D水平相距0.3米。
[0049]實施例五
[0050]本實施例與實施例一提供的直埋電纜安全預(yù)警系統(tǒng)基本一致，不同之處在于，本實施例中光纖的敷設(shè)方式如圖7(a)_7(b)所示，圖7(a)為俯視示意圖，圖7(b)為圖7(a)的M-M剖面示意圖，光纖1#和光纖2#均從直埋電纜的一端開始呈蜿蜒式敷設(shè)直至另一端，從剖面圖7(b)可以看出，光纖1#和光纖2#均以直埋電纜的軸線為軸心，呈弧面圍繞直埋電纜，且光纖1#所呈的弧面與直埋電纜的軸線相距0.5米，光纖2#所呈的弧面與直埋電纜的軸線相距0.3米。
[0051]實施例六
[0052]本實施例與實施例一提供的直埋電纜安全預(yù)警系統(tǒng)基本一致，不同之處在于，本實施例中光纖的敷設(shè)方式如圖8 (a)-8(b)所示，圖8 (a)為俯視示意圖，圖8(b)為圖8 (a)的M-M剖面示意圖，光纖1#和光纖2#均從直埋電纜的一端開始呈蜿蜒式敷設(shè)直至另一端，從剖面圖8(b)可以看出，光纖1#以直埋電纜的軸線為軸心，呈弧面圍繞直埋電纜，且光纖1#所呈的弧面與直埋電纜的軸線相距0.3米；整條光纖2#處于距離地面1.0米的水平面上，與直埋電纜所在的水平面相距0.2米，且光纖2#呈蜿蜒式彎折部位的連線E與連線F (圖中虛線所示)與直埋電纜平行，且對稱分布于直埋電纜的兩側(cè)，連線E與連線F水平相距0.3米。
[0053]實施例七
[0054]本實施例與實施例一提供的直埋電纜安全預(yù)警系統(tǒng)基本一致，不同之處在于，本實施例中光纖的敷設(shè)方式如圖9(a)_9(b)所不，圖9(a)為俯視不意圖，圖9(b)為圖9(a)的M-M剖面示意圖，光纖1#和光纖2#均從直埋電纜的一端開始呈蜿蜒式敷設(shè)直至另一端，從剖面圖9 (b)可以看出，光纖1#和光纖2#呈正交斜面設(shè)置，且光纖1#所呈斜面與光纖2#所呈斜面與直埋電纜的軸線相距0.3米。
[0055]本實用新型充分利用了光纖受外力易斷裂、傳輸距離遠、速率快、抗電磁干擾能力強、耐腐蝕、便于施工維護、敷設(shè)方式靈活、成本低等特點，將光纖敷設(shè)于直埋電纜周圍，通過光時域反射計確定光纖的斷裂情況，能夠靈敏地預(yù)測在直埋電纜周圍是否存在有可能損壞直埋電纜的破壞性外力，從而發(fā)出警報及時阻止這種破壞性外力繼續(xù)發(fā)生，有效降低外力機械性損傷直埋電纜的幾率，保障了直埋電纜的安全，避免電纜損壞造成的不必要損失。
[0056]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種變電站配出直埋電纜安全監(jiān)測告警系統(tǒng)，其特征在于，包括: 光纖，沿直埋電纜敷設(shè)，且敷設(shè)于所述直埋電纜周圍的設(shè)定區(qū)域內(nèi)； 光時域反射計，連接所述光纖； 微控處理器，連接所述光時域反射計； 報警器，連接所述微控處理器； 顯示器，連接所述微控處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站配出直埋電纜安全監(jiān)測告警系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示器為液晶顯示器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站配出直埋電纜安全監(jiān)測告警系統(tǒng)，其特征在于，所述報警器為蜂鳴器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站配出直埋電纜安全監(jiān)測告警系統(tǒng)，其特征在于，所述報警器為聲光報警器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站配出直埋電纜安全監(jiān)測告警系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖平行敷設(shè)于所述直埋電纜周圍的設(shè)定區(qū)域內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站配出直埋電纜安全監(jiān)測告警系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖蜿蜒敷設(shè)于所述直埋電纜周圍的設(shè)定區(qū)域內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站配出直埋電纜安全監(jiān)測告警系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖整體處于同一水平面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站配出直埋電纜安全監(jiān)測告警系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖分布于不同的水平面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的變電站配出直埋電纜安全監(jiān)測告警系統(tǒng)，其特征在于，所述微控處理器還連接變電站通訊管理機和調(diào)度總站。
【文檔編號】G08B21/18GK204010254SQ201420458797
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】劉興民 申請人:國網(wǎng)山東東明縣供電公司