地下电缆故障监测系统及监测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种地下电缆故障监测系统及监测方法。
【背景技术】
[0002]为了铺设方便和不影响地面上方空间，地下线缆已经逐步代替架空线成为电力传输线的主要铺设方式。地线线缆一般铺设在电缆隧道或电缆管道中，个别地段有积水，还有像老鼠一类的小动物，这样就很容易造成电缆受腐蚀、啃噬、通风不良而降低电缆的绝缘性能，另外电缆线路长期过负荷也会造成电缆绝缘性能的降低，当电缆的绝缘性能降低到一定程度时就很容易出现故障。
[0003]目前，多数地下线缆故障采用人工手持检测设备进行检测，很少利用机器人进行检测。其主要原因是机器人供电不方便，不能将机器人置于电缆隧道或电缆管道中进行长期监测。如授权公告号为CN 101576600B的中国发明专利公开了一种自行走地下电缆故障检测智能仪，它采用机器人承载电缆故障检测设备进行检测，但是，该装置仍然没有解决机器人供电问题，因此不能使机器人一直在电缆隧道或电缆管道中工作。而且，该智能检测仪采用无线模块可以直接与地面上的上位机进行数据传输，但由于机器人在地下工作，数据并不能被传送到远方的监控中心的上位机，因此监控中心管理人员不能随时掌握故障动
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[0004]而且，现在地下电缆故障后，抢修人员往往是在故障地区进行拉网式检测，不仅需要大量劳动力，而且浪费大量时间，给用电用户造成较大经济损失。
[0005]考虑到现在对地下电缆进行标示的电缆标示粧设置比较密集，而且均采用一根石柱而无其他作用，因此，可以充分开发电缆标示粧，使其具有供电、数据传输、地理定位等功能，与机器人形成一个电缆故障监测系统。
【发明内容】
[0006]针对目前地下电缆故障检测比较繁琐，不能实现自动实施监控，机器人供电困难的问题，本发明提供一种可实时监测电缆故障，能为机器人不间断提供电能，且能准确定位电缆故障位置的地下电缆故障监测系统。
[0007]本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是:一种地下电缆故障监测系统，包括机器人，所述机器人包括电缆故障检测装置，其特征在于，它还包括电缆标示粧和上位机，在每两个电缆标示粧之间设置一个机器人，
[0008]所述电缆标示粧包括立柱、太阳能电池板、锂电池、单片机、GPS定位模块、无线供电装置、数据中转装置和射频感应装置，所述单片机分别与GPS定位模块、无线供电装置和数据中转装置连接；所述太阳能电池板固定在所述立柱上，所述锂电池、单片机、GPS定位模块、无线供电装置和数据中转装置位于所述立柱内；所述太阳能电池板与所述锂电池连接，所述锂电池为所述GPS定位模块、无线供电装置和数据中转装置提供电能；所述数据中转装置包括第一无线数据收发模块和GPRS无线收发模块，所述GPRS无线收发模块与所述上位机通信连接；所述无线供电装置包括感应线圈，所述第一无线数据收发模块包括收发天线，所述感应线圈和收发天线通过软导线分别与位于所述立柱内的无线供电装置和第一无线数据收发模块连接；所述射频感应装置通过软导线与所述单片机连接；
[0009]所述机器人还包括用于接收所述无线供电装置的电能无线接收装置，与所述数据中转装置的第一无线数据收发模块匹配的第二无线数据收发模块，以及与所述射频感应装置配合的射频卡，其中一个机器人上的射频卡仅与一个电缆标示粧的射频感应装置配合；
[0010]所述上位机包括用于展示电缆位置的地图，所述地图上显示所述电缆标示粧的位置，当两个所述电缆标示粧之间的电缆故障后，通过GPS定位模块将故障电缆进行定位并突出显示。
[0011]进一步的，所述电缆标示粧还包括显示屏、指示灯和光照传感器，所述显示屏、指示灯和光照传感器分别与所述单片机连接。
[0012]进一步的，所述电缆标示粧还包括透明外壳，所述透明外壳套置在所述立柱上，所述太阳能电池板位于所述透明外壳内。
[0013]更进一步的，所述太阳能电池板有四块，分别上下倾斜固定在立柱上部的四个面上；在所述电缆标示粧的顶部设置有所述GPRS无线收发模块的天线，所述天线的下端设置有螺纹连接柱，所述螺纹连接柱穿过所述透明外壳通过螺纹连接固定在电缆标示粧顶部，在所述天线的底部设置有密封环。
[0014]进一步的，在所述立柱的底部设置有锂电池槽，所述锂电池槽的上端设置有两个正负极滑道，所述锂电池上设置有与所述正负极滑道配合的正负极；在所述锂电池的前端设置有把手。
[0015]更进一步的，所述电缆标示粧还包括固定透明外壳的固定螺栓，所述固定螺栓包括设置在固定螺栓头内侧和螺母内侧的密封圈，在所述立柱和透明外壳上设置有与所述固定螺栓配合的通孔。
[0016]进一步的，当固定螺栓固定透明外壳后，在靠近所述螺母外边缘的固定螺栓上径向设置有一个通孔。
[0017]优选的，在所述立柱的顶部设置有盖体，所述盖体通过螺栓与立柱固定连接，所述单片机、GPS定位模块、无线供电装置和数据中转装置设置在所述盖体下方；所述显示屏设置在所述盖体上。
[0018]本发明还提供了一种基于上述地下电缆故障监测系统的电缆故障监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:
[0019]a、机器人时刻在两个电缆标示粧之间来回巡航；
[0020]b、当机器人移动到与其对应的电缆标示粧下方后，射频感应装置检测到射频卡信号后启动数据传输，将机器人巡检信息数据上传至数据中转装置，数据中转装置将数据传输给上位机，并通过GPRS无线收发模块短信发送给维修人员故障地点及精确位置；若机器人电量不足，则在数据传输完成后进行充电；
[0021]C、上位机对机器人发送的数据进行分析，若发现电缆故障，则利用GPS定位模块对故障位置的电缆标示粧进行定位，然后向机器人下发精确位置定位指令，机器人接到指令后，从电缆标示粧开始计量行程，到达故障点后记下从电缆标示粧到故障点的距离，待机器人返回电缆标示粧后将信息发送给上位机。
[0022]在步骤c中，发现电缆故障后，在上位机的地图上将两个电缆标示粧之间的故障电缆标红，并将精确故障点进行闪烁提示，并标注距离。
[0023]本发明的有益效果是:
[0024]1、电缆标示粧上设置有太阳能电池板，可为整个系统提供不间断电源，保证了机器人可以才电缆管道不间断工作，而且，对机器人的供电采用无线供电方式，解决了在管道内无法铺设机器人电源线的问题，以及机器人若采用电池，则工作时间短，无法实时监测的问题。太阳能电池板在立柱上方倾斜设置，能最大程度的吸收太阳能。
[0025]2、机器人和上位机通过设置在电缆标示粧上的数据中转装置进行数据传输，实现了远距离传输，解决了因机器人在地下信号不能发射到地面上而无法进行数据传输的问题。
[0026]3、电缆标示粧上的射频感应装置与机器人上的射频卡配合，只有当机器人移动到电缆标示粧位置后，才启动无线数据收发模块进行数据交互，使机器人的每一个巡程的监测信息都上传至上位机。
[0027]4、上位机上的地图可以显示电缆标示粧和电缆线路，当位于两个电缆标示粧区段电缆故障后