地下电缆的监测装置、系统的制作方法

本实用新型涉及电力技术领域，特别是涉及一种地下电缆的监测装置、系统。

背景技术：

地下电缆虽然可以不受雨雪侵扰、不占地面、抗干扰，但是地下电缆长期处于潮湿环境下，甚至浸泡在水里，运行环境恶劣，容易引起电缆故障。

传统的地下电缆没有专门的地下巡视通道，且配网设备繁多，容易出现巡视不到位的情况，不能实现对地下电缆周围运行环境的有效监测，不能有效避免因地下电缆周围运行环境引起的电缆故障，地下电缆的可靠性和安全性一般。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种地下电缆的监测装置、系统，能够实现对地下电缆周围运行环境的有效监测，能够有效避免因地下电缆周围运行环境引起的电缆故障，提高地下电缆的可靠性和安全性。

根据本实用新型的一个方面，提供一种地下电缆的监测装置，包括：

环境监测模块、处理器、报警器；

所述处理器与所述环境监测模块、所述报警器分别相连接；

所述环境监测模块监测地下电缆周围是否出现异常运行环境情况，在监测到地下电缆周围出现异常的运行环境情况时，输出报警信号，所述处理器根据所述输出的报警信号，控制所述报警器触发报警，所述报警器根据所述处理器的控制，触发报警。

其中，所述环境监测模块，包括：

温度监测模块；所述温度监测模块监测地下电缆周围环境温度的温度值是否出现超过第一预设温度阈值或低于第二预设温度阈值的异常运行环境情况，在监测到出现所述异常运行环境情况时，输出报警信号。

其中，所述环境监测模块，包括：

湿度监测模块；所述湿度监测模块监测地下电缆周围环境湿度的湿度值是否出现超过第一预设湿度阈值或低于第二预设湿度阈值的异常运行环境情况，在监测到出现所述异常运行环境情况时，输出报警信号。

其中，所述环境监测模块，包括：

水位监测模块；所述水位监测模块监测地下电缆周围的电缆沟水位与地下电缆的距离的最小距离值是否出现超过第一预设水位距离阈值的异常运行环境情况，在监测到出现所述异常运行环境情况时，输出报警信号。

其中，所述地下电缆的监测装置，还包括：

与所述处理器相连接的电流监测模块；所述电流监测模块监测地下电缆上流过的电流的电流值是否出现超过第一预设电流阈值或骤降为零的电流异常运行情况，在监测到出现所述异常运行情况时，输出报警信号。

其中，所述地下电缆的监测装置，还包括：

与所述处理器相连接的移动监测模块；所述移动监测模块监测地下电缆是否出现被移动的异常运行情况，在检测到出现所述被移动的异常运行情况时，输出报警信号。

其中，所述环境监测模块呈穿孔钳式或脱扣式外形状。

其中，所述地下电缆的监测装置，还包括与所述处理器相连接的通讯模块；

所述处理器控制所述通讯模块发送地下电缆出现的异常运行环境情况、电流异常情况、被移动的异常运行情况的信息到移动终端；

所述通讯模块根据所述处理器的控制，发送地下电缆出现的异常运行环境情况、电流异常情况、被移动的异常运行情况的信息到移动终端。

根据本实用新型的另一个方面，提供一种地下电缆的监测系统，包括上述任意一项所述的地下电缆的监测装置。

其中，所述地下电缆的监测系统还包括与所述地下电缆的监测装置无线连接的监控后台；

所述地下电缆的监测装置通过所述处理器控制所述通讯模块发送所述监测到的地下电缆出现的所述异常运行环境情况、电流异常情况、被移动的异常运行情况的信息到所述监控后台，和通过所述处理器控制所述通讯模块发送所述报警器触发的报警信息到所述监控后台；

所述监控后台接收所述地下电缆的监测装置发送的信息，并显示所述接收的信息，以对所述地下电缆的监测装置进行远程监控管理。

可以发现，以上方案，环境监测模块可以在监测到地下电缆周围出现异常的运行环境情况包括监测到地下电缆周围环境温度的温度值出现超过第一预设温度阈值或低于第二预设温度阈值的异常运行环境情况或监测到地下电缆周围环境湿度的湿度值出现超过第一预设湿度阈值或低于第二预设湿度阈值的异常运行环境情况或监测到地下电缆周围的电缆沟水位与地下电缆的距离的最小距离值出现超过第一预设水位距离阈值的异常运行环境情况等时，输出报警信号，处理器可以根据该输出的报警信号，控制报警器触发报警，该报警器可以根据该处理器的控制，触发报警，能够实现对地下电缆周围运行环境的有效监测，能够有效避免因地下电缆周围运行环境引起的电缆故障，提高地下电缆的可靠性和安全性。

进一步的，以上方案，处理器还可以根据电流监测模块输出的报警信号，控制报警器触发报警，该报警器可以根据该处理器的控制，触发报警，能够实现对地下电缆上流过的电流的电流值出现超过第一预设电流阈值或骤降为零的异常运行情况的有效监测，在监测到出现该异常运行情况时，输出报警信号触发报警，提高地下电缆的可靠性和安全性。

进一步的，以上方案，处理器还可以根据移动监测模块输出的报警信号，控制报警器触发报警，该报警器可以根据该处理器的控制，触发报警，能够实现对地下电缆出现被移动的异常运行情况的有效监测，在检测到出现该异常运行情况时，输出报警信号触发报警，提高地下电缆的可靠性和安全性。

进一步的，以上方案，环境监测模块、电流监测模块、移动监测模块都可以呈穿孔钳式或脱扣式等外形状，便于安装及拆除。

进一步的，以上方案，通讯模块可以根据处理器的控制，发送该监测到的地下电缆出现的该异常运行环境情况、电流异常情况、被移动的异常运行情况的信息到移动终端，能够实现及时通知上述异常情况的信息到该移动终端对应的运维人员采取措施。

进一步的，以上方案，监控后台可以接收电力电缆防盗报警装置发送的信息，并显示该接收的信息，能够实现对电力电缆防盗报警装置进行远程监控管理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型地下电缆的监测装置一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型地下电缆的监测装置另一实施例的结构示意图；

图3是本实用新型地下电缆的监测装置另一实施例的一举例示意图；

图4是本实用新型地下电缆的监测装置另一实施例的另一举例示意图；

图5是本实用新型地下电缆的监测系统一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本实用新型，但不对本实用新型的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本实用新型的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种地下电缆的监测装置，能够实现对地下电缆周围运行环境的有效监测，能够有效避免因地下电缆周围运行环境引起的电缆故障，提高地下电缆的可靠性和安全性。

请参见图1，图1是本实用新型地下电缆的监测装置一实施例的结构示意图。如图1所示，该地下电缆的监测装置10包括：环境监测模块11、处理器12、报警器13。

该处理器12与该环境监测模块11、报警器13分别相连接。

该环境监测模块11，用于监测地下电缆周围是否出现异常运行环境情况，在监测到地下电缆周围出现异常的运行环境情况时，输出报警信号。

该处理器12，用于根据该输出的报警信号，控制报警器13触发报警。

该报警器13，用于根据该处理器12的控制，触发报警。

可选地，该环境监测模块11，可以包括：

温度监测模块111，用于监测地下电缆周围环境温度的温度值是否出现超过第一预设温度阈值或低于第二预设温度阈值的异常运行环境情况，在监测到出现该异常运行环境情况时，输出报警信号。

可选地，该环境监测模块11，可以包括：

湿度监测模块112，用于监测地下电缆周围环境湿度的湿度值是否出现超过第一预设湿度阈值或低于第二预设湿度阈值的异常运行环境情况，在监测到出现该异常运行环境情况时，输出报警信号。

可选地，该环境监测模块11，可以包括：

水位监测模块113，用于监测地下电缆周围的电缆沟水位与地下电缆的距离的最小距离值是否出现超过第一预设水位距离阈值的异常运行环境情况，在监测到出现该异常运行环境情况时，输出报警信号。

可选地，该地下电缆的监测装置10，还可以包括：

电流监测模块14，与该处理器12相连接，用于监测地下电缆上流过的电流的电流值是否出现超过第一预设电流阈值或骤降为零的电流异常运行情况，在监测到出现该异常运行情况时，输出报警信号。

可选地，该处理器12，还可以用于：

根据该电流监测模块14输出的报警信号，控制报警器13触发报警。

可选地，该地下电缆的监测装置10，还可以包括：

移动监测模块15，与该处理器12相连接，用于监测地下电缆是否出现被移动的异常运行情况，在检测到出现该被移动的异常运行情况时，输出报警信号。

可选地，该处理器12，还可以用于：

根据该移动监测模块15输出的报警信号，控制报警器13触发报警。

可选地，该电力电缆防盗报警装置10，还可以包括：

供电模块16，与该处理器12相连接，用于给该处理器12供电。

可选地，该环境监测模块11、该电流监测模块14、该移动监测模块15可以设置在地下电缆中间头电源侧处。关于该位置设置，本实用新型不加以限定。

可选地，该环境监测模块11、该电流监测模块14、该移动监测模块15可以呈穿孔钳式或脱扣式等外形状，便于安装及拆除。关于该外形状，本实用新型不加以限定。

在本实施例中，该温度监测模块111可以是热电偶、热敏电阻、铂电阻、温度传感器等中的至少一种，本实用新型不加以限定。该热电偶、热敏电阻、铂电阻、温度传感器等中的至少一种，可以用于监测地下电缆周围环境温度的温度值是否出现超过第一预设温度阈值或低于第二预设温度阈值的异常运行环境情况，在监测到出现该异常运行环境情况时，输出报警信号。

在本实施例中，该湿度监测模块112可以是湿度传感器或干湿表等中的至少一种，本实用新型不加以限定。该湿度传感器或干湿表等中的至少一种，可以用于监测地下电缆周围环境湿度的湿度值是否出现超过第一预设湿度阈值或低于第二预设湿度阈值的异常运行环境情况，在监测到出现该异常运行环境情况时，输出报警信号。

在本实施例中，该水位监测模块113可以是超声波测距离传感器、水位传感器等中的至少一种，本实用新型不加以限定。该超声波测距离传感器、水位传感器等中的至少一种，可以用于监测地下电缆周围的电缆沟水位与地下电缆的距离的最小距离值是否出现超过第一预设水位距离阈值的异常运行环境情况，在监测到出现该异常运行环境情况时，输出报警信号。

在本实施例中，该报警器13，可以是声光报警器，用于根据该处理器12的控制，触发声光报警。

在本实施例中，该电流监测模块14可以是可以是电流开关量传感器或电流继电器或电流传感器等中的至少一种，本实用新型不加以限定。该电流开关量传感器或电流继电器或电流传感器等中的至少一种，可以用于监测地下电缆上流过的电流的电流值是否出现超过第一预设电流阈值或骤降为零的异常运行情况，在监测到出现该异常运行情况时，输出报警信号。

在本实施例中，该移动监测模块15可以是震动传感器或加速度传感器或角度传感器或位移传感器等中的至少一种，本实用新型不加以限定。该震动传感器或加速度传感器或角度传感器或位移传感器等中的至少一种，可以用于监测地下电缆是否出现被移动的异常运行情况，在检测到出现该异常运行情况时，输出报警信号。

在本实施例中，该供电模块16，可以采用省电技术、省电模式等，可以采用纽扣式电池，也可以采用锌锰电池，还可以采用碱性电池，又可以采用可充电电池，再可以采用太阳能电池，本实用新型不加以限定。典型地，该供电模块16可以采用碱性电池，理想情况下可工作10年，无需充电，当电池电量不足时可以报警输出。

可以发现，在本实施例中，环境监测模块可以在监测到地下电缆周围出现异常的运行环境情况包括监测到地下电缆周围环境温度的温度值出现超过第一预设温度阈值或低于第二预设温度阈值的异常运行环境情况或监测到地下电缆周围环境湿度的湿度值出现超过第一预设湿度阈值或低于第二预设湿度阈值的异常运行环境情况或监测到地下电缆周围的电缆沟水位与地下电缆的距离的最小距离值出现超过第一预设水位距离阈值的异常运行环境情况等时，输出报警信号，处理器可以根据该输出的报警信号，控制报警器触发报警，该报警器可以根据该处理器的控制，触发报警，能够实现对地下电缆周围运行环境的有效监测，能够有效避免因地下电缆周围运行环境引起的电缆故障，提高地下电缆的可靠性和安全性。

进一步的，在本实施例中，处理器还可以根据电流监测模块输出的报警信号，控制报警器触发报警，该报警器可以根据该处理器的控制，触发报警，能够实现对地下电缆上流过的电流的电流值出现超过第一预设电流阈值或骤降为零的异常运行情况的有效监测，在监测到出现该异常运行情况时，输出报警信号触发报警，提高地下电缆的可靠性和安全性。

进一步的，在本实施例中，处理器还可以根据移动监测模块输出的报警信号，控制报警器触发报警，该报警器可以根据该处理器的控制，触发报警，能够实现对地下电缆出现被移动的异常运行情况的有效监测，在检测到出现该异常运行情况时，输出报警信号触发报警，提高地下电缆的可靠性和安全性。

进一步的，在本实施例中，环境监测模块、电流监测模块、移动监测模块都可以呈穿孔钳式或脱扣式等外形状，便于安装及拆除。

请参见图2，图2是本实用新型地下电缆的监测装置另一实施例的结构示意图。区别于上一实施例，本实施例所述地下电缆的监测装置20还包括：与该处理器12相连接的通讯模块21。

该处理器12，还用于控制该通讯模块21发送该监测到的地下电缆出现的该异常运行环境情况、电流异常情况、被移动的异常运行情况的信息到移动终端。

该通讯模块21，用于根据该处理器12的控制，发送该监测到的地下电缆出现的该异常运行环境情况、电流异常情况、被移动的异常运行情况的信息到移动终端。

在本实施例中，该通讯模块21可以采用短距离无线技术与移动终端进行连接，该短距离无线技术可以是蓝牙、WiFi(Wireless-Fidelity，无线宽带网络)、紫蜂(ZigBee)中的任何一种，本实用新型不加以限定。

在本实施例中，该通讯模块21还可以采用NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,基于蜂窝的窄带物联网)技术与移动终端进行连接，又可以采用基于无线网络的广域窄带物联网(LoRa)技术与移动终端进行连接，本实用新型不加以限定。

在本实施例中，该通讯模块21可以采用通知方式包括短信、电话、手机震动或手机响铃中的一种或多种方式，发送该监测到的地下电缆出现的该异常运行环境情况、电流异常情况、被移动的异常运行情况的信息到移动终端。

在本实施例中，该移动终端可以是手机、平板电脑、便携式可穿戴设备等，本实用新型不加以限定，可以在该移动终端中内置App(Application，应用程序)软件，可以显示该地下电缆的监测装置20的状态，如电池电量、报警情况等，运维人员可以通过该移动终端App软件连接到该地下电缆的监测装置20，进行设防、撤防等，还可现场进行签到，通过上述方式，来提高设备巡检质量及效率。

可以发现，在本实施例中，通讯模块可以根据处理器的控制，发送该监测到的地下电缆出现的该异常运行环境情况、电流异常情况、被移动的异常运行情况的信息到移动终端，能够实现及时通知上述异常情况的信息到该移动终端对应的运维人员采取措施。

下面进行举例说明本实施例：

请参见图3和图4，图3是本实用新型地下电缆的监测装置另一实施例的一举例示意图，图4是本实用新型地下电缆的监测装置另一实施例的另一举例示意图。如图3和图4所示，#1位置、#2位置、#3位置分别为10kV(千伏)的三相地下电缆的中间头，a位置、b位置、c位置为本实用新型地下电缆的监测装置20，分别设置在该地下电缆中间头电源侧，一个地下电缆的监测装置20对应一个地下电缆中间头，并且与地下电缆中间头外护套直接接触，这样可以较真实地测量地下电缆中间头周围环境状态。

如图3和图4所示，该地下电缆的监测装置20中的环境监测模块可以在监测到对应的地下电缆中间头周围出现异常的运行环境情况包括监测到地下电缆周围环境温度的温度值出现超过第一预设温度阈值或低于第二预设温度阈值的异常运行环境情况或监测到地下电缆周围环境湿度的湿度值出现超过第一预设湿度阈值或低于第二预设湿度阈值的异常运行环境情况或监测到地下电缆周围的电缆沟水位与地下电缆的距离的最小距离值出现超过第一预设水位距离阈值的异常运行环境情况等时，输出报警信号，处理器可以根据该输出的报警信号，控制报警器触发报警，该报警器可以根据该处理器的控制，触发报警，能够实现对地下电缆周围运行环境的有效监测，能够有效避免因地下电缆周围运行环境引起的电缆故障，提高地下电缆的可靠性和安全性。进一步的，该地下电缆的监测装置20中的处理器还可以根据电流监测模块输出的报警信号，控制报警器触发报警，该报警器可以根据该处理器的控制，触发报警，能够实现对地下电缆上流过的电流的电流值出现超过第一预设电流阈值或骤降为零的异常运行情况的有效监测，在监测到出现该异常运行情况时，输出报警信号触发报警，提高地下电缆的可靠性和安全性。进一步的，该地下电缆的监测装置20中的处理器还可以根据移动监测模块输出的报警信号，控制报警器触发报警，该报警器可以根据该处理器的控制，触发报警，能够实现对地下电缆出现被移动的异常运行情况的有效监测，在检测到出现该异常运行情况时，输出报警信号触发报警，提高地下电缆的可靠性和安全性。进一步的，该地下电缆的监测装置20可以呈穿孔钳式或脱扣式等外形状，便于安装及拆除。进一步的，该地下电缆的监测装置20中的通讯模块可以根据处理器的控制，发送该监测到的地下电缆出现的该异常运行环境情况、电流异常情况、被移动的异常运行情况的信息到移动终端，能够实现及时通知上述异常情况的信息到该移动终端对应的运维人员采取措施。

如图3所示，理想情况下，三相地下电缆流过的电流保持平衡，该地下电缆的监测装置20监测测量到的电流大小为零；正常运行情况下，地下电缆的三相负荷存在着一定的不平衡，该地下电缆的监测装置20可以监测测量到较小的电流，典型地，其电流值小于10A(安)；假设，#1位置的地下电缆中间头故障，此时位于a位置上的地下电缆的监测装置20将监测测量到电流过流信号，而b位置上的地下电缆的监测装置20、c位置上的地下电缆的监测装置20不会监测测量到电流过流信号，据此可以判断故障发生在a位置与b位置之间。

如图4所示，同理于图3所示，假设#2位置的地下电缆中间头与#3位置的地下电缆中间头之间的电缆故障，则a位置上的地下电缆的监测装置20和b位置上的地下电缆的监测装置20将会监测测量到电流过流信号，而c位置上的地下电缆的监测装置20不会监测测量到电流过流信号，据此可以判断故障发生在b位置与c位置之间。

本实用新型还提供一种地下电缆的监测系统，能够实现对地下电缆周围运行环境的有效监测，能够有效避免因地下电缆周围运行环境引起的电缆故障，提高地下电缆的可靠性和安全性。

请参见图5，图5是本实用新型地下电缆的监测系统一实施例的结构示意图。本实施例中，该地下电缆的监测系统50包括地下电缆的监测装置51，该地下电缆的监测装置51为上述实施例中的地下电缆的监测装置。

可选地，该地下电缆的监测系统50，还可以包括：与该地下电缆的监测装置51无线连接的监控后台52。

该地下电缆的监测装置51可以采用基于蜂窝的窄带物联网NB-IoT方式与该监控后台52进行连接，又可以采用基于无线网络的广域窄带物联网LoRa方式与该监控后台52进行连接，本实用新型不加以限定。

该地下电缆的监测装置51，用于通过该处理器12控制该通讯模块21发送该监测到的地下电缆出现的该异常运行环境情况、电流异常情况、被移动的异常运行情况的信息到该监控后台52，和通过该处理器12控制该通讯模块21发送该报警器13触发的报警信息到该监控后台52。

该监控后台52，用于接收该地下电缆的监测装置51发送的信息，并显示该接收的信息，以对该地下电缆的监测装置51进行远程监控管理。

可以发现，在本实施例中，环境监测模块可以在监测到地下电缆周围出现异常的运行环境情况包括监测到地下电缆周围环境温度的温度值出现超过第一预设温度阈值或低于第二预设温度阈值的异常运行环境情况或监测到地下电缆周围环境湿度的湿度值出现超过第一预设湿度阈值或低于第二预设湿度阈值的异常运行环境情况或监测到地下电缆周围的电缆沟水位与地下电缆的距离的最小距离值出现超过第一预设水位距离阈值的异常运行环境情况等时，输出报警信号，处理器可以根据该输出的报警信号，控制报警器触发报警，该报警器可以根据该处理器的控制，触发报警，能够实现对地下电缆周围运行环境的有效监测，能够有效避免因地下电缆周围运行环境引起的电缆故障，提高地下电缆的可靠性和安全性。

进一步的，在本实施例中，监控后台可以接收电力电缆防盗报警装置发送的信息，并显示该接收的信息，能够实现对电力电缆防盗报警装置进行远程监控管理。

需要说明的是，该环境监测模块11上运行的是常用的监测算法，该处理器12上运行的是常用的控制处理算法，该报警器13上运行的是常用的报警算法，该电流监测模块14上运行的是常用的电流监测算法，该移动监测模块15上运行的是常用的移动监测算法，该供电模块16上运行的是常用的供电算法，该通讯模块21上运行的是常用的通讯算法，该监控后台52上运行的是常用的监控算法，本实用新型的技术方案实现，不需要对软件程序做任何的改进，特此声明。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本实用新型难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本实用新型难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本实用新型的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本实用新型的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本实用新型。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本实用新型的具体实施例对本实用新型进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本实用新型的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。