一种电缆沟防汛响应联控装置的制作方法

本发明涉及一种电缆沟防汛响应联控装置，属于电力设备。

背景技术：

1、在电缆沟防汛治理领域，传统运维方式单一，缺乏数字化监测手段。电缆沟进水后，产生潮气，如遇电缆因施工或产品质量问题发生裂缝，进入水汽时，不仅破坏了电缆绝缘，还会导致电缆进水而引起电缆爆裂。电缆沟汛情不稳定，变电站基本处于无人值守状态，当汛情突然发生时，无法及时安排人员到现场排查处理。

2、变电站/配电站房作为电力传输核心环节，其稳定可靠运行是用电的保障。丰水期和汛期容易因暴雨造成雨水灌入变电站/配电站房电缆沟，引起线路短路造成停电现象，带来较大经济损失，因此变电站的防汛工作非常重要。落实在运变电站防汛措施，加快城市变电站“四防”隐患治理，提升“四防”监控能力。电缆沟工况复杂、缺乏在线监测手段，单一无关联性，抗汛及时性差，不能主动预警。

3、电缆沟防汛主要在电缆沟安装排水泵，通过浮球开关或则水浸绳传感器进行判断是否浸水。浮球开关主要通过重力原理，只有电缆沟积水达到一定高度浮力大于重力发出告警，响应及时性差，排水后，电缆沟内还有剩余积水。水浸绳采用电流检测原理，在高湿环境下容易误报警，误报率高，引起排水泵烧毁。防汛监测参数单一，没有与环境温湿度一起联动，同时由于电缆沟相对密闭，缺乏在线监测手段，运维效率低，多为事后抢修。当遇到特大暴雨或者洪水时，沿用现有常规排水泵已无法满足电缆沟积水的排出，无法降低汛情带来的损失。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种电缆沟防汛响应联控装置。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明提供了一种电缆沟防汛响应联控装置，包括mcu及外围电路模块、指示灯模块、温湿度检测模块、水位检测模块、水浸检测模块、负载驱动模块；

4、所述mcu及外围电路模块与其它模块电连接，用于与其它模块进行交互收集各模块运行数据以及根据运行数据并根据策略控制电缆沟内的排水泵工作；

5、所述指示灯模块用于通过不同颜色或闪烁频率显示装置的运行状态；

6、所述温湿度检测模块用于检测环境温度以及环境湿度，并将环境温度以及环境湿度返回至mcu及外围电路模块；

7、所述水位检测模块用于测量电缆沟水位深度，并将电缆沟水位深度信息返回至mcu及外围电路模块；

8、所述水浸检测模块用于监测电缆沟的水浸状态，并将电缆沟的水浸状态返回至mcu及外围电路模块；

9、所述负载驱动模块与电缆沟内的排水泵控制电路电连接，根据mcu制定的策略控制排水泵的工作负载状态。

10、作为本发明的优选实施方式，所述mcu及外围电路模块电路由主控mcu、多个电源vcc对gnd的滤波退耦电容、mcu的一路晶振电路以及mcu固定复位电路构成；

11、所述主控mcu用于控制整个设备的运行；

12、所述多个电源vcc对gnd的滤波退耦电容用于保护主控mcu工作稳定。

13、作为本发明的优选实施方式，所述负载驱动模块电路与排水泵控制电路电连接，负载驱动模块电路与主控mcu的引脚连接，mcu通过引脚向连接的负载驱动模块电路发送信号用于控制主排水泵工作；

14、所述负载驱动模块电路由供电电源、继电器、三极管构成；

15、所述继电器的两个线圈引出端分别与供电电源以及三极管的极电集连接，所述继电器触点两端与排水泵控制电路连接，所述三极管基极经由一个电阻与mcu引脚连接，所述三极管发射极与三极管基极连接的电阻之间并联有一对地泄放电阻以及一对地滤波电容，所述对地泄放电阻以及对地滤波电容一端接地，用于防止留存电压干扰回路，所述继电器两个线圈引出端还并联有一续流二极管用于防止继电器线圈烧毁，所述供电电压与负极之间设有一供电电压滤波电容，使得供电电压平稳输出；

16、默认状态下所述三极管为不导通状态，当负载驱动模块电路接收到mcu发送的高电平信号时，信号电压经过电阻向三极管基极提供电流使得三极管导通，此时继电器内部线圈导通使得继电器触点闭合，使继电器触点两端连接的排水泵控制电路闭合带动排水泵运行。

17、作为本发明的优选实施方式，所述负载驱动模块电路设有多个，每个负载驱动模块电路单独与一个排水泵控制电路连接，当电缆沟水位达到阈值时，通过控制多个排水泵运行增加排水强度。

18、作为本发明的优选实施方式，所述温湿度检测模块由湿度检测电路以及温度检测电路构成，所述湿度检测电路以及温度检测电路分别与mcu的引脚连接；

19、所述湿度检测电路由供电电源、湿敏电阻、钳压二极管以及滤波电容构成；

20、所述供电电源经过一电阻与湿敏电阻一端连接，所述湿敏电阻另一端与所述滤波电容一端连接，所述滤波电容另一端设有电压测量点，所述电压测量点与mcu引脚以及钳压二极管输入端连接，所述钳压二极管输出端与供电电源连接形成回路；

21、湿度检测电路工作时，湿敏电阻根据环境湿度改变电阻值，供电电源电压经过湿敏电阻以及滤波电容后，mcu通过引脚收集电压测量点处的电压并通过电压值计算当前环境湿度。

22、作为本发明的优选实施方式，所述温度检测电路由供电电源、热敏电阻、钳压二极管以及滤波电容构成；

23、所述供电电源经过一电阻与热敏电阻一端连接，所述热敏电阻另一端与所述滤波电容一端连接，所述滤波电容另一端设有电压测量点，所述电压测量点与mcu引脚以及钳压二极管输入端连接，所述钳压二极管输出端与供电电源连接形成回路；

24、温度检测电路工作时，热敏电阻根据环境温度改变电阻值，供电电源电压经过热敏电阻以及滤波电容后，mcu通过引脚收集电压测量点处的电压并通过电压值计算当前环境温度。

25、作为本发明的优选实施方式，所述水浸检测模块电路由水浸传感器、三极管以及供电电源构成；

26、所述供电电源与一电阻一端连接，电阻另一端分别与mcu引脚、三级管集电极连接，所述水浸传感器一端电极与供电电源连接，另一端电极经过一电阻与三极管基极连接，所述三级管发射极接地；

27、默认状态水浸传感器为不导通状态，此时供电电源连接的电阻与mcu引脚之间的电压为高电平，当水浸传感器接触到水时，水浸传感器导通，供电电源经过水浸传感器向三极管基极提供电流驱动三极管导通，此时供电电源连接的电阻与mcu引脚之间的电压为低电平，则mcu判断此时为水浸状态。

28、作为本发明的优选实施方式，所述水位检测模块电路由供电电源、水浸传感器、运算放大器构成；

29、所述供电电源与运算放大器供电端连接，所述运算放大器反向输入端经过一电阻与运算放大器输出端连接保护电路稳定运行，所述水浸传感器电极一端接地，另一端经过一电阻与运算放大器正向输入端连接，所述运算放大器输出端经过保护电阻与mcu引脚连接，所述保护电阻与mcu引脚之间还连接一滤波电容，所述滤波电容防止运算放大器输出的波型电压过大冲击后端；

30、水位检测模块电路工作时，水浸传感器根据当前水位向运算放大器正向输入端输入对应波形的电压，输入的波形的电压经过运算放大器放大后再经过保护电阻输出放大后的波形电压，此时保护电阻另一端连接的mcu通过引脚采集放大后的波形电压并通过放大后的波形电压计算当前水位。

31、作为本发明的优选实施方式，所述指示灯模块由排水泵工作指示灯电路以及水浸警报指示灯电路构成；

32、所述排水泵工作指示灯电路由供电电源、绿色发光二极管构成；

33、所述供电电源与绿色发光二极管输入端连接，所述绿色发光二极管输出端经过一电阻与mcu引脚连接，当排水泵处于工作状态时，mcu引脚输出低电平信号，此时供电电源电压经过绿色发光二极管以及绿色发光二极管输出端连接的电阻后，使绿色发光二极管亮起，当排水泵不处于工作状态时，mcu引脚输出高电平信号，此时供电电源电压经过绿色发光二极管以及绿色发光二极管输出端连接的电阻后，使绿色发光二极管熄灭；

34、所述水浸警报指示灯电路由供电电源、红色发光二极管构成；

35、所述供电电源与红色发光二极管输入端连接，所述红色发光二极管输出端经过一电阻与mcu引脚连接，当电缆沟处于水浸状态时，mcu引脚输出低电平信号，此时供电电源电压经过红色发光二极管以及红色发光二极管输出端连接的电阻后，使红色发光二极管亮起，当电缆沟不处于水浸状态时，mcu引脚输出高电平信号，此时供电电源电压经过红色发光二极管以及红色发光二极管输出端连接的电阻后，使红色发光二极管熄灭。

36、本发明具有如下有益效果：

37、1、本发明对多类型传感器进行了集成小型化设计，克服了功率器件电磁兼容及器件集中布局扇热难问题保障采样数据信号完整性；通过水浸监测传感器自检，及水位监测同步分析技术，结合电缆沟温度、湿度感知环境制定基于多参量维度制策略设计联动排水泵控制控制电路，避免排水泵等电机设备出现干烧等现象。

38、2、本发明通过糅合了电缆沟环境温度值、湿度值、水浸状态、水位深度测量等，并形成多重告警机制，当环境温度值、湿度值偏高时，进行一级告警；当环境温度值、湿度值偏高，同时出现水浸状态时，进行二级告警；当环境温度值、湿度值偏高，出现水浸状态，且水位深度过深时，进行三级告警，并根据水位深度决定启动一级排水系统还是全部启动排水系统，以达到现场排水及排水泵保护要求。