电缆沟道消防状态监测预警系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种电力预警系统，尤其涉及一种电缆沟道消防状态监测预警系统。


背景技术：

2.在电力输电系统中，电缆是电能输送极为重要的一环，电缆的敷设方式一般为两种，即架空电缆和地下电缆，对于地下电缆来说，首先是设置电缆沟道(或称为电缆隧道)，然后在电缆沟道内敷设电缆，对于地下电缆来说，其安全运行就至关重要，对于地下电缆其运行的包括消防方面和电缆自身，消防方面交易理解，即是否存在火灾隐患，而电缆自身一般来说是被外力破，该外力破坏也有多方面，比如偷盗行为，地下动物的啃噬行为等，因此，对于电缆沟道的消防状态的监测就至关重要。
3.现有技术中，对于电缆沟道的监测通常采用人力巡检，这种方式具有时间间隔，即定期或者不定期，从而不能对电缆沟道的消防状态实时监测，存在严重的安全隐患。随着技术的发展，虽然提出了一些在线监测的方式，但是，现有技术中对于电缆沟道消防状态的监测存在稳定性较差，其主要体现在供电方面，其供电的持续性和稳定性不足，从而不能对电缆沟道进行持续稳定监测。
4.因此，为了解决上述技术问题，继续亟需提出一种新的技术手段。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供的一种电缆沟道消防状态监测预警系统，能够对电缆沟道内的消防状态以及电缆自身是否受到外力进行实时监测并能够进行实时预警，从而能够有效确保电缆沟道的安全性，并且在整个监测过程中能够为用电元器件提供持续可靠的直流电，进而能够确保整个系统的稳定性。
6.本实用新型提供的一种电缆沟道消防状态监测预警系统，包括监测模块、控制模块、供电模块以及远程模块；
7.所述监测模块，其输出端连接于控制模块的输入端，用于监测电缆沟道内消防状态并传输至控制模块；
8.所述控制模块，其输入端连接于检测模块的输出端，用于接收监测模块输出的监测信息并传输至远程模块；
9.所述远程模块，与所述控制模块通信连接，用于接收控制模块上传的监测信息并进行告警；
10.所述供电模块包括感应取电单元、蓄电池供电单元、稳压模块以及供电控制电路；
11.所述感应取电单元设置于高压电缆并从高压电缆上进行感应取电且其输出端连接于供电控制电路的第一输入端，所述蓄电池供电单元的输出端连接于供电控制电路的第二输入端，所述供电控制电路的输出端连接于稳压模块，所述稳压模块向控制模块和监测模块输出直流电，所述供电控制电路用于进行感应取电单元和蓄电池供电单元进行供电切
换。
12.进一步，所述供电控制电路包括电阻r1、压敏电阻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、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、三极管q1、三极管q2、三极管q4、三极管q5、三极管q6、三极管q7、可控硅q8、二极管d1、pmos管q3以及自复位开关sw1；
13.电阻r1的一端通过压敏电阻r2和电阻r3串联后接地，电阻r1和压敏电阻r2之间的公共连接点作为供电控制电路的第一输入端，电阻r1的另一单连接于pmos管q3的源极连接，pmos管q3的漏极连接于二极管d1的正极，二极管d1的负极作为供电控制电路的输出端；
14.pmos管q3的源极通过电阻r8连接于pmos管q3的栅极，pmos管q3的栅极通过自复位开关sw1接地，pmos管q3的栅极通过电阻r8连接于三极管q4的集电极，三极管q4的发射极接地，三极管q4的基极与电阻r10的一端连接，电阻r10的另一端通过电阻r18连接于pmos管q3的基极，电阻r10和电阻r18的公共连接点通过电阻r11接地，三极管q7的发射极接地，三极管q7的集电极连接于电阻r10和电阻r18之间的公共连接点，三极管q7的基极连接于电阻r17的的一端，电阻r17的另一端作为供电控制电路的控制端连接于控制模块；
15.压敏电阻r2和电阻r3的公共连接点通过电阻r4连接于三极管q2的基极，三极管q2的发射极通过电阻r7接地，三极管q2的基极通过电阻r6接地，三极管q2的集电极连接于三极管q1的基极，三极管q1的基极通过电阻r15连接于电阻r1和压敏电阻r2之间的公共连接点，三极管q1的发射极连接于pmos管q3的源极，三极管q1的集电极连接于pmos管q3的栅极；
16.二极管d1的正极通过电阻r12连接于三极管q5的基极，三极管q5的发射极连接于可控硅q8的负极，可控硅q8的正极通过电阻r14连接于三极管q6的集电极，可控硅q8的控制极通过电阻r16连接于电阻r18和电阻r10的公共连接点，三极管q5的集电极通过电阻r13连接于三极管q6的基极，三极管q6的发射极连接于二极管d1的负极，三极管q6的集电极作为供电控制电路的第二输入端连接于蓄电池模块，三极管q9的集电极连接于可控硅q8的正极，三极管q9的发射极接地，三极管q9的基极连接于三极管q7的基极。
17.进一步，所述监测模块包括温度传感器、电容式压力传感器以及烟雾传感器；
18.所述温度传感器包括第一温度传感器、第二温度传感器，所述第一温度传感器用于探测电缆以及电缆接头温度，第二温度传感器用于探测电缆沟道环境温度，所述电容式压力传感器敷设于电缆，所述烟雾传感器用于探测电缆沟道内的烟雾状态。
19.进一步，所述控制模块包括控制芯片、无线传输模块、定位模块以及存储器；
20.所述控制芯片通过无线传输模块与远程模块通信连接，所述控制芯片与定位模块和存储器通信连接；所述控制芯片的控制端向供电控制电路的控制端输出高电平，所述控制芯片的监测输入端连接于监测模块的输出端。
21.进一步，所述蓄电池模块包括电池管理电路和锂电池；所述电池管理电路的电源输入端连接于感应取电单元的输出端，电池管理电路的电源输出端连接于锂电池，锂电池的正极连接于供电控制电路的第二输入端，电池管理电路还与控制芯片通信连接。
22.进一步，所述感应取电单元包括穿心式电流互感器、整流电路以及滤波电路，所述电流互感器的输出端连接于整流电路的输入端，整流电路的输出端连接于滤波电路的输入端，滤波电路的输出端连接于供电控制电路的第一输入端。
23.本实用新型的有益效果：通过本实用新型，能够对电缆沟道内的消防状态以及电
缆自身是否受到外力进行实时监测并能够进行实时预警，从而能够有效确保电缆沟道的安全性，并且在整个监测过程中能够为用电元器件提供持续可靠的直流电，进而能够确保整个系统的稳定性。
附图说明
24.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
25.图1为本实用新型的结构示意图。
26.图2为本实用新型的供电控制电路原理图。
具体实施方式
27.以下结合说明书附图对本实用新型做出进一步详细说明：
28.本实用新型提供的一种电缆沟道消防状态监测预警系统，包括监测模块、控制模块、供电模块以及远程模块；其中，远程模块采用现有的监控主机并配备相应的输入输出提示设备，比如触控显示器、声光报警器等，此属于现有技术；
29.所述监测模块，其输出端连接于控制模块的输入端，用于监测电缆沟道内消防状态并传输至控制模块；
30.所述控制模块，其输入端连接于检测模块的输出端，用于接收监测模块输出的监测信息并传输至远程模块；
31.所述远程模块，与所述控制模块通信连接，用于接收控制模块上传的监测信息并进行告警；
32.所述供电模块包括感应取电单元、蓄电池供电单元、稳压模块以及供电控制电路；其中，稳压模块采用现有的电路，可以采用多个不同电压等级的稳压电路组合形成，根据实际的用电器件的电压进行选择，比如：控制芯片工作电压为5v芯片，则可以采用lm2596，传感器的工作电压为9v，则可以采用lm7809芯片，并且各个稳压芯片的输入输出连接关系从输出电压高低顺次连接即可。
33.所述感应取电单元设置于高压电缆并从高压电缆上进行感应取电且其输出端连接于供电控制电路的第一输入端，所述蓄电池供电单元的输出端连接于供电控制电路的第二输入端，所述供电控制电路的输出端连接于稳压模块，所述稳压模块向控制模块和监测模块输出直流电，所述供电控制电路用于进行感应取电单元和蓄电池供电单元进行供电切换；能够对电缆沟道内的消防状态以及电缆自身是否受到外力进行实时监测并能够进行实时预警，从而能够有效确保电缆沟道的安全性，并且在整个监测过程中通过在线感应取电以及锂电池所形成的相互冗余的供电结构，并由供电控制电路进行自动切换，能够为用电元器件提供持续可靠的直流电，进而能够确保整个系统的稳定性。
34.本实施例中，所述供电控制电路包括电阻r1、压敏电阻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、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r17、电阻r18、三极管q1、三极管q2、三极管q4、三极管q5、三极管q6、三极管q7、可控硅q8、二极管d1、pmos管q3以及自复位开关sw1；
35.电阻r1的一端通过压敏电阻r2和电阻r3串联后接地，电阻r1和压敏电阻r2之间的公共连接点作为供电控制电路的第一输入端，电阻r1的另一单连接于pmos管q3的源极连
接，pmos管q3的漏极连接于二极管d1的正极，二极管d1的负极作为供电控制电路的输出端；
36.pmos管q3的源极通过电阻r8连接于pmos管q3的栅极，pmos管q3的栅极通过自复位开关sw1接地，pmos管q3的栅极通过电阻r8连接于三极管q4的集电极，三极管q4的发射极接地，三极管q4的基极与电阻r10的一端连接，电阻r10的另一端通过电阻r18连接于pmos管q3的基极，电阻r10和电阻r18的公共连接点通过电阻r11接地，三极管q7的发射极接地，三极管q7的集电极连接于电阻r10和电阻r18之间的公共连接点，三极管q7的基极连接于电阻r17的的一端，电阻r17的另一端作为供电控制电路的控制端连接于控制模块；
37.压敏电阻r2和电阻r3的公共连接点通过电阻r4连接于三极管q2的基极，三极管q2的发射极通过电阻r7接地，三极管q2的基极通过电阻r6接地，三极管q2的集电极连接于三极管q1的基极，三极管q1的基极通过电阻r15连接于电阻r1和压敏电阻r2之间的公共连接点，三极管q1的发射极连接于pmos管q3的源极，三极管q1的集电极连接于pmos管q3的栅极；
38.二极管d1的正极通过电阻r12连接于三极管q5的基极，三极管q5的发射极连接于可控硅q8的负极，可控硅q8的正极通过电阻r14连接于三极管q6的集电极，可控硅q8的控制极通过电阻r16连接于电阻r18和电阻r10的公共连接点，三极管q5的集电极通过电阻r13连接于三极管q6的基极，三极管q6的发射极连接于二极管d1的负极，三极管q6的集电极作为供电控制电路的第二输入端连接于蓄电池模块，三极管q9的集电极连接于可控硅q8的正极，三极管q9的发射极接地，三极管q9的基极连接于三极管q7的基极，其中，q1和q5均为p型三极管，在初始工作时，即初始安装后，通过自复位按钮开关sw1实现供电开启，当自复位开关sw1闭合后，pmos管q3会逐渐导通，利用pmos管的米勒平台效应使得流过pmos管q3源极、漏极之间的电流逐渐增大，从而能够为后续的用电器件实行良好的保护；当存在过流或者过压时，则在电阻r1的左侧电压升高，并高于压敏电阻r2的导通电压时，压敏电阻r2导通，从而使得三极管q2导通，进而拉低三极管q1的基极电压，从而三极管q1导通，使得pmos管q3截止，起到过压过流保护的作用，当压敏电阻r2不导通时，三极管q2是截止的，从而三极管q1截止，pmos管q3不受影响；当在线供电持续存在时，三极管q5截止，三极管q6截止，锂电池不供电，当pmos管q3的漏极无输出，包括感应取电断电以及过压过流保护关断等，此时，三极管q5的发射极和基极反向偏置导通，从而三极管q6导通，锂电池进入到工作状态中，当pmos官q3恢复正常供电后，锂电池则又进入停止供电状态；可控硅q8的作用用于防止蓄电池在初始阶段就开始向外供电，即是说：如果没有可控硅q8，当pmos管q3不上电，即sw1不动作，那么蓄电池也会进入到工作中，这是不被允许的，因此，当可控硅存在后，根据可控硅的触发特性，当pmos管q3工作后，表明此时整个系统运转，此时可控硅q8导通，然后完成上述中的供电切换；通过上述结构，从而实现监测模块和控制模块不间断供电，确保监测过程的稳定性和持续性，当需要关断整个系统供电，比如需要调试检修时，则向控制芯片输出控制命令，控制芯片则通过电阻r17输出短暂的高电平，从而使得三极管q9和三极管q7均导通，使得整个系统断电。
39.本实施例中，所述监测模块包括温度传感器、电容式压力传感器以及烟雾传感器；
40.所述温度传感器包括第一温度传感器、第二温度传感器，所述第一温度传感器用于探测电缆以及电缆接头温度，第二温度传感器用于探测电缆沟道环境温度，所述电容式压力传感器敷设于电缆，所述烟雾传感器用于探测电缆沟道内的烟雾状态，其中，电容式压力传感器采用现有的柔性结构的电容式压力传感器，并设置于电缆上，当出现外力时，其电
容值发生变化，控制芯片根据该电容值的变压状态进行预警。
41.本实施例中，所述控制模块包括控制芯片、无线传输模块、定位模块以及存储器；
42.所述控制芯片通过无线传输模块与远程模块通信连接，所述控制芯片与定位模块和存储器通信连接；所述控制芯片的控制端向供电控制电路的控制端输出高电平，所述控制芯片的监测输入端连接于监测模块的输出端，所述控制芯片采用现有的单片机，比如stm32系列单片，89c51系列单片机均可，无线传输模块采用现有，一般优先采用5g模块或者2.4g电力无线专网模块，当然，也可以采用zigbee、uwb等模块实现，定位模块采用现有的gps定位电路或者北斗定位电路，当然，对于信号受到严重干扰的位置，则可以采用编码电路来实现，即编码电路实时给控制芯片一个既定的序列码，每一个序列码对应一个设定位置，当远程模块获取序列码后，通过序列码-地理位置对照表即可查询。
43.本实施例中，所述蓄电池模块包括电池管理电路和锂电池；所述电池管理电路的电源输入端连接于感应取电单元的输出端，电池管理电路的电源输出端连接于锂电池，锂电池的正极连接于供电控制电路的第二输入端，电池管理电路还与控制芯片通信连接，其中，电池管理电路采用现有的锂电池充放电管理电路，根据实际的用电器件中最高额定电压选择锂电池及其充放电管理电路，此属于现有技术。
44.本实施例中，所述感应取电单元包括穿心式电流互感器、整流电路以及滤波电路，所述电流互感器的输出端连接于整流电路的输入端，整流电路的输出端连接于滤波电路的输入端，滤波电路的输出端连接于供电控制电路的第一输入端。
45.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。