电缆隧道电缆发热监测及火情抑制系统的制作方法

1.本发明涉及电力领域，尤其涉及一种电缆隧道电缆发热监测及火情抑制系统。


背景技术：

2.电缆作为电网中电能传输部件，其可靠性是保证整个电网稳定运行的关键之一，电缆包括架空电缆和地下电缆，地下电缆通过将电缆敷设与电缆隧道中，由于电缆隧道处于较为封闭的状态，因此，其维护、检查则十分困难，尤其是电缆接头发热以及电缆隧道内发生火灾隐患时难以及时发现处理。
3.电缆接头处发生的各类故障并不是一个突发的过程，而是因为接头处温度不断升高，使绝缘逐步老化、泄漏电流逐渐增加，到达一定程度后再发生击穿，是一个由量变到质变的过程，因此，如何准确监测则是一个难题之一，另一方面，当电缆接头发热后引起火灾隐患时，如何及时处理防止事故进一步扩大，又是一个难题。
4.因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的是提供一种电缆隧道电缆发热监测及火情抑制系统，能够对电缆隧道内的电缆接头温度进行实时监测并及时进行电缆接头过热故障告警，并且能够对隧道内的火情进行准确监测并进行及时预警以及处理，从而防止火情恶化，充分保障电缆能够持续稳定可靠运行。
6.本发明提供的一种电缆隧道电缆发热监测及火情抑制系统，包括温度检测模块、火情检测模块、控制传输模块以及火情抑制模块；
7.所述温度模块，设置于电缆接头处，用于检测电缆接头处温度信号并传输至控制传输模块；
8.所述火情检测模块，用于检测电缆隧道中火情参数并传输至抑制传输模块；
9.所述抑制传输模块，用于接收温度模块和火情检测模块输出的参数信息，并判断是否发生火情，将参数信息上传至监控中心以及在火情发生时向火情抑制模块输出触发控制信号；
10.所述火情抑制模块，其接收抑制传输模块输出的触发控制信号并执行火情抑制动作。
11.进一步，所述火情检测模块包括温度传感器、氧气浓度传感器以及二氧化碳浓度传感器；所述温度传感器、氧气浓度传感器以及二氧化碳浓度传感器的输出端与控制传输模块的输入端连接。
12.进一步，所述控制传输模块包括控制器mcu、供电模块以及无线传输模块；
13.所述控制器mcu接收温度模块和火情检测模块输出的参数信息，所述控制器mcu通过无线传输模块与监控中心通信连接，所述供电模块向控制器mcu、无线传输模块、温度模块、火情检测模块以及火情抑制模块供电。
14.进一步，所述无线传输模块为lora无线模块。
15.进一步，所述供电模块包括蓄电池、电池管理电路、电源逆变模块、切换控制模块、在线供电模块以及稳压模块；
16.所述蓄电池的正极连接于电源逆变模块的输入端，电源逆变模块的输出端连接于切换控制模块的输入端，所述切换控制模块的输出端与稳压模块的输入端连接，稳压模块的输出端向各用电器件供电，所述在线供电模块设置于电缆进行感应取电，所述在线供电模块的输出端连接于切换控制模块的输入端，所述电池管理电路的输入端连接于在线供电模块的输出端，电池管理电路的输出端连接于蓄电池的正极，电池管理电路与控制器mcu通信连接。
17.进一步，所述在线取电模块包括电流互感器、整流电路、滤波电路以及前置稳压电路；
18.所述电流互感器设置于电缆进行感应取电，电流互感器的输出端连接于整流电路的输入端，整流电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与前置稳压电路的输入端连接，前置稳压电路的输出端连接于切换控制模块的输入端。
19.进一步，所述切换控制模块包括压敏电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、pmos管q1、pmos管q4、三极管q2、三极管q3、三极管q5、三极管q6、稳压管dw1、稳压管dw2、稳压管dw3以及二极管d1；
20.pmos管q1的源极连接于在线供电模块的输出端，pmos管q1的源极通过压敏电阻r1接地，pmos管q1的源极通过电阻r2连接于稳压管dw1的负极，稳压管dw1的正极通过电阻r3接地，稳压管dw1的正极连接于稳压管dw2的负极，稳压管dw2的正极接地，稳压管dw1的正极通过电阻r4连基于三极管q2的基极，三极管q2的发射极接地，三极管q2的集电极连接于三极管q3的基极，三极管q3的基极通过电阻r5连接于pmos管q1的源极，三极管q3的发射极通过电阻r9接地，三极管q3的集电极通过电阻r6连接于pmos管q1的源极，pmos管q1的栅极连接于三极管q3的集电极，pmos管q1的漏极连接于二极管d1的正极，二极管d1的负极作为切换控制模块的输出端，二极管d1的正极通过电阻r7和电阻r8串联后接地，电阻r7和电阻r8的公共连接点通过电阻r12连接于三极管q6的基极，三极管q6的发射极接地，三极管q6的集电极连接于三极管q5的基极，三极管q5的发射极通过电阻r13接地，三极管q5的集电极通过电阻r10连接于pmos管q4的源极，pmos管q4的栅极连接于三极管q5的集电极，三极管q5的基极通过电阻r11连接于pmos管q4的源极，pmos管q4的源极连接于电源逆变模块的输出端，pmos管q4的漏极连接于二极管d1的负极，pmos管q4的漏极与稳压管dw3的负极连接，稳压管dw3的正极接地。
21.进一步，所述火情抑制模块包括干粉灭火器以及干粉灭火器触发机构；
22.所述干粉灭火器触发机构包括开关模块、加热丝以及防水引线；所述开关模块的控制端连接于控制器mcu，开关模块的输入端连接于供电模块的输出端，开关模块的输出端通过加热丝与防水引线电连接。
23.本发明的有益效果：通过本发明，能够对电缆隧道内的电缆接头温度进行实时监测并及时进行电缆接头过热故障告警，并且能够对隧道内的火情进行准确监测并进行及时预警以及处理，从而防止火情恶化，充分保障电缆能够持续稳定可靠运行。
附图说明
24.下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
25.图1为本发明的结构示意图。
26.图2为本发明切换控制模块原理图。
27.图3为本发明的具体实施结构示意图。
具体实施方式
28.以下结合说明书附图对本发明做出进一步详细说明：
29.本发明提供的一种电缆隧道电缆发热监测及火情抑制系统，包括温度检测模块、火情检测模块、控制传输模块以及火情抑制模块；
30.所述温度模块，设置于电缆接头处，用于检测电缆接头处温度信号并传输至控制传输模块；
31.所述火情检测模块，用于检测电缆隧道中火情参数并传输至抑制传输模块；
32.所述抑制传输模块，用于接收温度模块和火情检测模块输出的参数信息，并判断是否发生火情，将参数信息上传至监控中心以及在火情发生时向火情抑制模块输出触发控制信号；
33.所述火情抑制模块，其接收抑制传输模块输出的触发控制信号并执行火情抑制动作；通过上述结构，能够对电缆隧道内的电缆接头温度进行实时监测并及时进行电缆接头过热故障告警，并且能够对隧道内的火情进行准确监测并进行及时预警以及处理，从而防止火情恶化，充分保障电缆能够持续稳定可靠运行。
34.本实施例中，所述火情检测模块包括温度传感器、氧气浓度传感器以及二氧化碳浓度传感器；所述温度传感器、氧气浓度传感器以及二氧化碳浓度传感器的输出端与控制传输模块的输入端连接。其中，温度传感器用于检测电缆隧道中的环境温度，通过环境温度升高，环境氧气浓度下降以及环境二氧化碳的浓度升高综合判断是否发生火灾引起，从而保证监测结果的准确性。
35.本实施例中，所述控制传输模块包括控制器mcu、供电模块以及无线传输模块；
36.所述控制器mcu接收温度模块和火情检测模块输出的参数信息，所述控制器mcu通过无线传输模块与监控中心通信连接，所述供电模块向控制器mcu、无线传输模块、温度模块、火情检测模块以及火情抑制模块供电，其中，控制器mcu采用现有的单片机，所述无线传输模块为lora无线模块，具有功耗低和传输距离远的特性，也就是说：在同等功率条件下，lora无线模块传输距离更远，在同等传输距离下，lora无线模块所耗功率更低。
37.本实施例中，所述供电模块包括蓄电池、电池管理电路、电源逆变模块、切换控制模块、在线供电模块以及稳压模块；
38.所述蓄电池的正极连接于电源逆变模块的输入端，电源逆变模块的输出端连接于切换控制模块的输入端，所述切换控制模块的输出端与稳压模块的输入端连接，稳压模块的输出端向各用电器件供电，所述在线供电模块设置于电缆进行感应取电，所述在线供电模块的输出端连接于切换控制模块的输入端，所述电池管理电路的输入端连接于在线供电模块的输出端，电池管理电路的输出端连接于蓄电池的正极，电池管理电路与控制器mcu通信连接，通过上述结构，能够为整个系统提供稳定可靠的工作电源，从而确保整个系统的稳
定性，其中，电源逆变模块包括逆变电路、升压变压器、整流电路以及滤波电路，用于将蓄电池输出的直流电转换成电压较高的直流电，然后提供给各个用电器件，逆变电路由控制器mcu进行控制，稳压模块用于输出不同电压的直流电以满足不同的用电器件需求，比如12v、9v、5v、3.3v等，通过不同的稳压芯片及其外围电路实现，比如lm7812、lm7809、lm7805以及asm1117-3.3v等；电池管理电路采用现有的锂电池管理芯片，比如cn3768、cn3765芯片等等，且电池管理电路将电池的荷电状态信息发送至控制器。
39.本实施例中，所述在线取电模块包括电流互感器、整流电路、滤波电路以及前置稳压电路；
40.所述电流互感器设置于电缆进行感应取电，电流互感器的输出端连接于整流电路的输入端，整流电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与前置稳压电路的输入端连接，前置稳压电路的输出端连接于切换控制模块的输入端，在线取电模块从电缆进行感应取电，从而确保供电的连续性，前置稳压电路采用三极管组成的稳压电路，具有一定的电压跟随作用，确保供电的稳定性。
41.本实施例中，所述切换控制模块包括压敏电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、pmos管q1、pmos管q4、三极管q2、三极管q3、三极管q5、三极管q6、稳压管dw1、稳压管dw2、稳压管dw3以及二极管d1；
42.pmos管q1的源极连接于在线供电模块的输出端，pmos管q1的源极通过压敏电阻r1接地，pmos管q1的源极通过电阻r2连接于稳压管dw1的负极，稳压管dw1的正极通过电阻r3接地，稳压管dw1的正极连接于稳压管dw2的负极，稳压管dw2的正极接地，稳压管dw1的正极通过电阻r4连基于三极管q2的基极，三极管q2的发射极接地，三极管q2的集电极连接于三极管q3的基极，三极管q3的基极通过电阻r5连接于pmos管q1的源极，三极管q3的发射极通过电阻r9接地，三极管q3的集电极通过电阻r6连接于pmos管q1的源极，pmos管q1的栅极连接于三极管q3的集电极，pmos管q1的漏极连接于二极管d1的正极，二极管d1的负极作为切换控制模块的输出端，二极管d1的正极通过电阻r7和电阻r8串联后接地，电阻r7和电阻r8的公共连接点通过电阻r12连接于三极管q6的基极，三极管q6的发射极接地，三极管q6的集电极连接于三极管q5的基极，三极管q5的发射极通过电阻r13接地，三极管q5的集电极通过电阻r10连接于pmos管q4的源极，pmos管q4的栅极连接于三极管q5的集电极，三极管q5的基极通过电阻r11连接于pmos管q4的源极，pmos管q4的源极连接于电源逆变模块的输出端，pmos管q4的漏极连接于二极管d1的负极，pmos管q4的漏极与稳压管dw3的负极连接，稳压管dw3的正极接地，当在线供电时，三极管q3导通，从而pmos管q1导通，向后续供电，此时，三极管q6导通，三极管q5截止，pmos管q4截止，蓄电池不动作，当电压过压时，稳压管dw1导通，从而三极管q2导通，进而关闭q1，或者在线供电无输出时，比如电缆断开，或者电流互感器故障等，pmos管q1无输出，此时三极管q6截止，pmos管q4导通，由蓄电池进行供电，并且整个切换过程无需其他控制输入，使用更加便捷可靠。
43.本实施例中，所述火情抑制模块包括干粉灭火器以及干粉灭火器触发机构；
44.所述干粉灭火器触发机构包括开关模块、加热丝以及防水引线；所述开关模块的控制端连接于控制器mcu，开关模块的输入端连接于供电模块的输出端，开关模块的输出端通过加热丝与防水引线电连接，当控制器mcu判断当前火情发生，则控制开关模块导通，加
热丝加热使防水引线自燃，从而触发干粉灭火器喷洒，此过程为现有技术，其原理不再具体赘述；由于火情发生一般处于电缆接头附近，因此，火情抑制模块一般设置于电缆隧道内并位于电缆接头处的上方。
45.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。