电力通信光缆防外破告警装置及方法与流程

本发明提供一种电力通信光缆防外破告警装置及方法，属于国家电网安全设施领域。

背景技术：

目前电力系统中承载通信业务的光缆多为opgw和adss光缆两种，opgw光缆作为复合架空地线位于电力线路上方，由于其挂点高，且有金属铠装保护，发生外破的危险较小。而另一种由于adss光缆为全介质自承式光缆，具有高绝缘、无感应、径细等特点，且位于电力线路的下方，因此adss光缆受到大型车辆、收割机等人为外力破坏而中断的情况时有发生。尤其是当光缆上承载保护、安控等重要业务时，若光缆经常或长时间中断，严重者会导致线路长时间无保护运行，后果不堪设想。

因此迫切需要解决当前adss光缆受外力破坏频繁、断缆位置难以确定、抢修时间长等弊端，实现光缆低挂点、易中断等关键位置的主动监控和告警上报，降低光缆故障率，缩短光缆故障时间，提升光缆网络的运行稳定性。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷的电力通信光缆防外破告警装置及方法，大幅缩短光缆故障的排查、抢修时间，保证电力线路的保护、安稳等重要业务的稳定运行，降低电网安全风险。

为实现上述目的，本发明所述的一种电力通信光缆防外破告警装置包括：天线、电路板、信号传输模块、信号处理模块、锂电池、装置外壳、传感器、固定挂钩、太阳能电池板、发光单元、定位模块、发声单元；

所述太阳能电池板用于给锂离子电池充电，锂离子电池通过电源线给电路板提供电源供应；

天线用于当无线传输信号弱的时候传输加强信号；

传感器输出端与信号处理模块相连，所述传感器监测到的数据会输出到信号处理模块进行数据处理；

信号传输模块能够将信号处理模块处理后的信号通过vpn通道进行传输，最后将传输信息汇总到监控平台。

优选的，所述传感器包括金属探测器和水平位置传感器。

优选的，所述金属探测器用于探测车辆或收割机距离。

优选的，所述水平位置传感器测量光缆中断状态。

优选的，还包括stm32信息处理模块、sim7600ce信息传输模块、采集信息单元，所述采集信息单元包括neo-7m定位模块、光敏电阻模块和电容模块，所述水平位置传感器用于监测所述光缆的倾斜度，所述neo-7m定位模块用于准确定位光缆的地理位置，所述光敏电阻模块用于监测光缆的光照强度，所述电容模块可以提供电路板的电量，同时用于检测电路板的电量数值；

其中，所述stm32信息处理模块分别与所述sim7600ce信息传输模块、水平位置传感器、neo-7m定位模块、光敏电阻模块、电容模块和金属探测器均电性连接。

优选的，还包括：所述电路板的一侧固定焊接有天线，并且所述天线的一端贯穿电路板外壳的侧壁并延伸至电路板外壳的外部。

优选的，还包括：

手持智能终端，所述手持智能终端还包括显示屏，所述显示屏与所述sim7600ce信息传输模块无线连接，所述显示屏用于显示所述水平位置传感器检测的光缆接头盒的倾斜数值、所述neo-7m定位模块用来定位光缆接头盒的经纬度的数值、光敏电阻模块用来检测光照强度的数值和电容模块用来检测电路板电量的大小数值。

优选的，还包括：

报警模块，所述报警模块还包括警示灯和扬声器，所述stm32信息处理模块分别与所述警示灯和所述扬声器电性连接。

提供一种电力通信光缆防外破告警方法，包括以下步骤：

(1)本装置采用光伏电源模块供电，通过挂钩悬挂于adss光缆之上；

(2)运用金属探测器测量车辆安全距离；

(3)运用水平位置传感器测量adss光缆是否存在中断情况；

(4)通过通信传输模块将水平位置传感器和金属探测器测量信号实时状态传递到监控平台；

(5)当大型车辆等距离监控装置超过告警距离时，监控装置会通过扩音设备发出告警声音提醒大型车辆注意避让；

(6)当光缆中断时，通过水平位置的变化判断光缆中断，并将告警信息和故障定位传递到监控平台，监控平台自动发送激活消息到光缆维护人员手机并启动手持终端程序。

优选的，步骤(6)所述的自动发送激活消息到光缆维护人员手机并启动手持终端程序，维护人员在手持终端上查看测试分析曲线，分析故障位置信息，包括如下过程：

1)服务器发送激活消息到手持智能终端的特定端口；

2)手持智能终端接收到该特定端口的激活消息；

3)手持智能终端自动启动手持终端程序；

4)手持终端程序使用gprs同服务器进行数据交互；

5)手持终端程序以声、光、震动多种方式呈现告警。

6)维护人员在手持终端程序上查看测试曲线，分析故障的具体位置，并使用自定义的测试参数进行点名测试操作。

此装置主要作用于跨道路、跨田地等易受到车辆、收割机、人为等破坏的低挂点光缆的位置，当大型车辆、收割机等距离光缆过近超过预警值时，告警装置便会发出告警声音，提示车辆注意，当光缆受外力中断时，装置会将光缆中断信息传递到监控平台，平台再以短信等形式通知运维人员断点位置，从而缩短光缆抢修恢复时间，降低光缆线路故障率。在夜间装置还自备发光模块，可通过闪烁警示的方法提醒夜间大型车辆或收割机等设备注意空中光缆位置。

本装置采用光伏电源模块供电，通过挂钩悬挂于adss光缆之上。运用金属探测器测量车辆安全距离，运用水平位置传感器测量adss光缆是否存在中断情况，并通过通信传输模块将接头盒实时状态传递到监控平台。当大型车辆等距离监控装置超过告警距离时，监控装置会通过扩音设备发出告警声音提醒大型车辆注意避让。当光缆中断时，监控装置通过水平位置的变化判断光缆中断，并将告警信息和故障定位传递到监控平台，运维人员可根据定位奔赴现场，大幅缩短光缆故障的排查、抢修时间，保证电力线路的保护、安稳等重要业务的稳定运行，降低电网安全风险。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、体型较小，便于安装，设计合理，适用于各类adss光缆。

2、装置的各类模块运行功耗低，依靠光伏模块可自主供电，在阴雨天气也可持续工作上百小时。

3、测量精度高，各类传感器可以完全满足监控装置的工作需要。

4、响应时间迅速，当外界环境发生变化时，各类传感器在5s内即可作出相应。

5、监控平台实时阅览，可实时掌控安装位置通信光缆的运行状况。

附图说明

图1是本发明的结构连接示意图；

图2是本发明安装位置示意图。

1、天线；2、电路板；3、信号传输模块；4、信号处理模块；5、锂离子电池；6、装置外壳；7、传感器；8、挂钩；9、太阳能电池板；10、发光单元；11、定位模块；12、发声单元；13、电力杆塔；14、adss光缆；15、电力通信光缆防外破告警装置；16、大型车辆。

具体实施方式

实施例1

如图1-2所示，下面结合附图对本发明作进一步说明：本发明所述的一种电力通信光缆防外破告警装置，包括：天线1、电路板2、信号传输模块3、信号处理模块4、锂离子电池5、装置外壳6、传感器7、固定挂钩8、太阳能电池板9、发光单元10、定位模块11、发声单元12；

所述太阳能电池板9用于给锂离子电池5充电，锂离子电池5通过电源线给电路板2提供电源供应；

天线1用于当无线传输信号弱的时候传输加强信号；

传感器7输出端与信号处理模块4相连，所述传感器7监测到的数据会输出到信号处理模块4进行数据处理；

信号传输模块3能够将信号处理模块处理后的信号通过vpn通道进行传输，最后将传输信息汇总到监控平台。

所述传感器7包括金属探测器和水平位置传感器。所述金属探测器用于探测车辆或收割机距离。所述水平位置传感器测量光缆中断状态。还包括stm32信息处理模块、sim7600ce信息传输模块、采集信息单元，所述采集信息单元包括neo-7m定位模块、光敏电阻模块和电容模块，所述水平位置传感器用于监测所述光缆的倾斜度，所述neo-7m定位模块用于准确定位光缆的地理位置，所述光敏电阻模块用于监测光缆的光照强度，所述电容模块可以提供电路板的电量，同时用于检测电路板的电量数值；

其中，所述stm32信息处理模块分别与所述sim7600ce信息传输模块、水平位置传感器、neo-7m定位模块、光敏电阻模块、电容模块和金属探测器均电性连接。

还包括：所述电路板2的一侧固定焊接有天线1，并且所述天线1的一端贯穿电路板2外壳的侧壁并延伸至电路板外壳的外部。还包括：手持智能终端，所述手持智能终端还包括显示屏，所述显示屏与所述sim7600ce信息传输模块无线连接，所述显示屏用于显示所述水平位置传感器检测的光缆接头盒的倾斜数值、所述neo-7m定位模块用来定位光缆接头盒的经纬度的数值、光敏电阻模块用来检测光照强度的数值和电容模块用来检测电路板电量的大小数值。还包括：报警模块，所述报警模块还包括警示灯和扬声器，所述stm32信息处理模块分别与所述警示灯和所述扬声器电性连接。

一种电力通信光缆防外破告警方法，包括以下步骤：

(1)本装置采用光伏电源模块供电，通过挂钩8悬挂于adss光缆之上；

(2)运用金属探测器测量车辆安全距离；

(3)运用水平位置传感器测量adss光缆是否存在中断情况；

(4)通过通信传输模块将水平位置传感器和金属探测器测量信号实时状态传递到监控平台；

(5)当大型车辆等距离监控装置超过告警距离时，监控装置会通过扩音设备发出告警声音提醒大型车辆注意避让；

(6)当光缆中断时，通过水平位置的变化判断光缆中断，并将告警信息和故障定位传递到监控平台，监控平台自动发送激活消息到光缆维护人员手机并启动手持终端程序。

步骤(6)所述的自动发送激活消息到光缆维护人员手机并启动手持终端程序，维护人员在手持终端上查看测试分析曲线，分析故障位置信息，包括如下过程：

1)服务器发送激活消息到手持智能终端的特定端口；

2)手持智能终端接收到该特定端口的激活消息；

3)手持智能终端自动启动手持终端程序；

4)手持终端程序使用gprs同服务器进行数据交互；

5)手持终端程序以声、光、震动多种方式呈现告警。

6)维护人员在手持终端程序上查看测试曲线，分析故障的具体位置，并使用自定义的测试参数进行点名测试操作。

图2展示了该装置的具体安装位置，该装置主要安装在adss光缆弧垂距离地面较低、容易被大型车辆或收割机等挂断光缆的位置。图中包括电力杆塔13、adss光缆14、电力通信光缆防外破告警装置15、大型车辆16。