电缆沟监控系统的制作方法

本实用新型实施例涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种电缆沟监控系统。

背景技术：

目前，电网配电环节在变电站、配电房等较好的环境形成了比较成熟的自动化和智能化解决方案，但针对地下电缆沟等恶劣环境下的设备管理仍没有较好的解决方案，存在不可预估的风险事故。

地下电缆沟中，电缆分布数量广，安装杂乱，管理难度极大，出现问题不易排查。地下电缆极易发生温升烧毁，变电站出线500米内的环网柜和电缆中间接头处等都是急需监控的重要资产。地下电缆沟的环境恶劣，没有合适的监控设备，出现问题多半事后处理，无法做到事前预防，导致停电故障和报警投诉过多，降低了电网服务质量。

现有的电缆沟监控方式一般是由工作人员对电缆沟进行周期性巡检，或在电缆沟布设网络线，设置检测点形成监控网络，对电缆进行检测。人工巡检的监控方式由于电缆的数量巨大，检测成本较高，当检测环境恶劣时很难发现故障点。并且，人工巡检需要进行多层级管理，容易造成各级之间的信息不对称。另外，人工沟通成本高，轮值式的巡检无重点目标，效率也比较低下。设置网络线的监控方式的布线成本较大，监控器取电困难，读取标签需要进行设置，组网不便，建网时间长。

技术实现要素：

本实用新型提供一种电缆沟监控系统，以实现电缆沟监控的自组网无线通信，使工作人员能够对电缆沟进行远程实时监控，提高工作效率，降低监控成本。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电缆沟监控系统，包括：无线检测模块、声光报警模块和无线监控信息集送模块，所述无线监控信息集送模块分别与所述无线检测模块和所述声光报警模块通信连接；

所述无线检测模块设置于电缆沟内，包括温度检测单元、水位检测单元、井盖状态检测单元、气体检测单元和声光检测单元，所述温度检测单元用于检测电缆温度，所述水位检测单元用于检测电缆沟的水位状态，所述井盖状态检测单元用于检测电缆井盖状态，所述气体检测单元用于检测电缆沟内的有害气体，所述声光检测单元用于采集电缆沟内的声音信号和图像信号；

所述无线监控信息集送模块用于接收所述无线检测模块检测的电缆沟内的各类信息，并将电缆沟内的各类信息通过通讯运营商网络发送至移动终端设备和固定终端设备，以及控制所述声光报警模块对电缆沟内的故障进行报警。

可选地，所述温度检测单元设置于电缆沟内的电缆上，包括第一内置电源、温度传感器和第一无线通信器，所述第一内置电源、所述温度传感器和所述第一无线通信器依次电连接；

所述第一内置电源用于为所述温度检测单元供电，所述温度检测单元通过所述温度传感器检测所述电缆的温度，并通过所述第一无线通信器将所述电缆的温度信息发送至所述无线监控信息集送模块。

可选地，所述水位检测单元设置于电缆沟的底部，包括第二内置电源、水浸传感器和第二无线通信器，所述第二内置电源、所述水浸传感器和所述第二无线通信器依次电连接；

所述第二内置电源用于为所述水位检测单元供电，所述水位检测单元通过所述水浸传感器检测电缆沟的水位状态，并通过所述第二无线通信器将电缆沟的水位状态信息发送至所述无线监控信息集送模块。

可选地，所述井盖状态检测单元设置于电缆沟的电缆井盖的下表面，包括第三内置电源、位移传感器和第三无线通信器，所述第三内置电源、所述位移传感器和所述第三无线通信器依次电连接；

所述第三内置电源用于为所述井盖状态检测单元供电，所述井盖状态检测单元通过所述位移传感器确定所述电缆井盖的状态，并通过所述第三无线通信器将所述电缆井盖的状态信息发送至所述无线监控信息集送模块；或者，

所述井盖状态检测单元设置于电缆沟的电缆井盖的下表面，包括第三内置电源、压力传感器和第三无线通信器，所述第三内置电源、所述压力传感器和所述第三无线通信器依次电连接；

所述第三内置电源用于为所述井盖状态检测单元供电，所述井盖状态检测单元通过所述压力传感器确定所述电缆井盖的状态，并通过所述第三无线通信器将所述电缆井盖的状态信息发送至所述无线监控信息集送模块。

可选地，所述气体检测单元包括第四内置电源、气体传感器和第四无线通信器，所述第四内置电源、所述气体传感器和所述第四无线通信器依次电连接；

所述第四内置电源用于为所述气体检测单元供电，所述气体检测单元通过所述气体传感器检测电缆沟内的有害气体，并通过所述第四无线通信器将所述电缆沟内的有害气体信息发送至所述无线监控信息集送模块。

可选地，所述气体传感器包括一氧化碳传感器、甲烷传感器、硫化氢传感器、和石油传感器中的任一种。

可选地，所述声光检测单元包括第五内置电源、摄像头、麦克风和第五无线通信器，所述第五内置电源分别与所述摄像头、所述麦克风和所述第五无线通信器电连接，所述第五无线通信器分别与所述摄像头和所述麦克风电连接；

第五内置电源用于为所述声光检测单元供电，所述声光检测单元通过所述摄像头采集电缆沟内的声音信号，通过所述麦克风采集电缆沟内的图像信号，并通过所述第五无线通信器将电缆沟内的声音信号和图像信号发送至所述无线监控信息集送模块。

可选地，所述无线监控信息集送模块包括无线通信单元和控制单元；

所述无线通信单元与所述控制单元电连接，所述无线监控信息集送模块通过所述无线通信单元分别与所述第一无线通信器、所述第二无线通信器、所述第三无线通信器、所述第四无线通信器、所述第五无线通信器和所述通讯运营商网络通信连接；

所述无线监控信息集送模块通过所述无线通信单元接收所述无线检测模块检测的电缆沟内的各类信息，并将电缆沟内的各类信息通过通讯运营商网络发送至移动终端设备和固定终端设备，通过所述控制单元控制所述声光报警模块对电缆沟内的故障进行报警。

可选地，所述无线通信单元包括与所述第一无线通信器、所述第二无线通信器、所述第三无线通信器、所述第四无线通信器和所述第五无线通信器的通信类型均相同的通信器；

所述无线通信单元包括射频通信器、蓝牙通信器、无线网络通信器和基于zigbee通信协议的通信器中的任意一种。

可选地，所述声光报警模块包括指示灯和蜂鸣器。

本实施例提供了一种电缆沟监控系统，通过无线检测模块检测电缆沟内的各类信息，将电缆沟内的各类信息无线传输至无线监控信息集送模块，若电缆沟内出现异常情况，可以通过声光报警模块进行自动报警，以提示巡检人员及时前往本地电缆沟进行排查。利用无线检测模块中的各类检测检测单元和无线监控信息集送模块组成了无线电缆沟监控网络，并且，无线监控信息集送模块可以通过通讯运营商网络与移动终端设备和固定终端设备建立通讯，使工作人员能够通过监控平台对电缆沟进行实时监控。本实施例的技术方案，缓解了人工巡检的电缆沟监控方式人工成本高、工作效率低的问题，以及设置网络线的电缆沟监控方式取电困难、组网不便的问题。实现了电缆沟监控的自组网无线通信，使工作人员能够对电缆沟进行远程实时监控，提高了工作效率，降低了监控成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种电缆沟监控系统的模块结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种电缆沟监控系统的通信结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种电缆沟监控系统的模块结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的另一种电缆沟监控系统的模块结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的另一种电缆沟监控系统的模块结构示意图。

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说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本实用新型实施例提供的一种电缆沟监控系统的模块结构示意图；图2是本实用新型实施例提供的一种电缆沟监控系统的通信结构示意图。结合图1和图2，如图1所示，电缆沟监控系统，包括：无线检测模块100、声光报警模块200和无线监控信息集送模块300，无线监控信息集送模块300分别与无线检测模块100和声光报警模块200通信连接；无线检测模块100设置于电缆沟内，包括温度检测单元10、水位检测单元20、井盖状态检测单元30、气体检测单元40和声光检测单元50，温度检测单元10用于检测电缆温度，水位检测单元20用于检测电缆沟的水位状态，井盖状态检测单元30用于检测电缆井盖状态，气体检测单元40用于检测电缆沟内的有害气体，声光检测单元50用于采集电缆沟内的声音信号和图像信号；无线监控信息集送模块300用于接收无线检测模块100检测的电缆沟内的各类信息，并将电缆沟内的各类信息通过通讯运营商网络400发送至移动终端设备500和固定终端设备600，以及控制声光报警模块200对电缆沟内的故障进行报警。

具体地，结合图1和图2，无线检测模块100设置于地下电缆沟内，可以具有内置电源，用于检测地下电缆沟内的各类信息。无线检测模块100可以通过温度检测单元10检测电缆沟内的电缆的温度，以确定电缆温度是否出现异常；通过水位检测单元2检测电缆沟内的水位状态，以防电缆等设施遭到水浸出现安全事故；通过井盖状态检测单元30检测电缆井盖状态，以防电缆井盖由于意外开启或被盗而使电缆沟暴露于外界环境；通过气体检测单元40检测电缆沟内的有害气体，例如有毒气体或易燃气体，以防电缆沟出现危险事故；通过声光检测单元50采集电缆沟内的声音信号和图像信号，以供工作人员实时观察电缆沟内的情况。无线检测模块100可以将上述检测到的电缆沟内的各类信息以无线通讯的形式传输至无线监控信息集送模块300，无线监控信息集送模块300能够无线接收无线检测模块100传输的信息，并对电缆沟内的各类信息进行判断，当电缆沟内的温度、水位、井盖状态、气体浓度、声音或图像中的任一种出现异常情况时，可以控制声光报警模块200进行报警，提示巡检人员该地区的地下电缆沟出现异常，以便巡检人员及时前往该地进行排查。

结合图1和图2，可选地，以地区为单位布设无线监控网络，在每个地区的地下电缆沟内均设置电缆沟监控系统1，各地区电缆沟监控系统1的无线监控信息集送模块300可以与通讯运营商网络400建立无线通讯连接，通过通讯运营商网络400实现无线监控信息集送模块300、移动终端设备500、固定终端设备600和电缆沟监控后台服务器700之间的数据交互。具体地，通讯运营商网络400可以接收无线监控信息集送模块30传输的电缆沟内的各类信息，并将该信息传输至服务器700进行收集、储存及分析，工作人员可以利用移动终端设备500或固定终端设备600内的电缆沟监控程序，通过通讯运营商网络400向服务器700请求各地电缆沟内的数据，从而通过移动终端设备500或固定终端设备600查看各地电缆沟的监控信息，实现对各地电缆沟的实时监控。

本实施例的技术方案，通过无线检测模块检测电缆沟内的各类信息，将电缆沟内的各类信息无线传输至无线监控信息集送模块，若电缆沟内出现异常情况，可以通过声光报警模块进行自动报警，以提示巡检人员及时前往本地电缆沟进行排查。利用无线检测模块中的各类检测检测单元和无线监控信息集送模块组成了无线电缆沟监控网络，并且，无线监控信息集送模块可以通过通讯运营商网络与移动终端设备和固定终端设备建立通讯，使工作人员能够通过监控平台对电缆沟进行实时监控。本实施例的技术方案，与人工巡检的电缆沟监控方式相比，人力成本更低，能够对电缆沟内设备的运行状态进行实时监测，智能报警，可以设置故障预警重点关注点，在电缆沟检修过程中进行实时监控指导，工作效率更高。与设置网络线的电缆沟监控方式相比，能够实现无线通讯，拓展了通信和监控距离，无需进行布线调试，所有设备具有内置电源，即装即用，轻松组网，超低功耗设计，微安级工作电流，体积小寿命长。

实施例二

图3是本实用新型实施例提供的另一种电缆沟监控系统的模块结构示意图。如图3所示，可选地，温度检测单元10设置于电缆沟内的电缆上，包括第一内置电源11、温度传感器12和第一无线通信器13，第一内置电源11、温度传感器12和第一无线通信器13依次电连接；第一内置电源11用于为温度检测单元10供电，温度检测单元10通过温度传感器12检测电缆的温度，并通过第一无线通信器13将电缆的温度信息发送至无线监控信息集送模块300。具体地，温度检测单元10可以设置于电缆沟内的不同电缆上，通过第一内置电源11自供电，利用温度传感器12实时监测电缆温度，通过第一无线通信器13将电缆的温度信息发送至无线监控信息集送模块300，无线监控信息集送模块300可以根据不同电缆的温度数据生成周期温度曲线，以有效检测电缆爆炸、线路短路、过流等事故引发的电缆温度异常，从而使得电缆沟内运行环境更为安全。

如图3所示，可选地，水位检测单元20设置于电缆沟的底部，包括第二内置电源21、水浸传感器22和第二无线通信器23，第二内置电源21、水浸传感器22和第二无线通信器23依次电连接；第二内置电源21用于为水位检测单元20供电，水位检测单元20通过水浸传感器22检测电缆沟的水位状态，并通过第二无线通信器23将电缆沟的水位状态信息发送至无线监控信息集送模块300。具体地，水位检测单元20可以设置在电缆沟的底部，或者设置在电缆沟的侧壁，水位检测单元20通过第二内置电源21实现自供电，水浸传感器22可以基于液体导电原理，利用电极探测电缆沟内是否有水存在，若水浸传感器22被水浸，则将水位预警信息通过第二无线通信器23发送至无线监控信息集送模块300，实现了电缆沟水位的实时监测，能够有效预防由于电缆遭到水浸而引发的安全事故。

参考图3，可选地，井盖状态检测单元30设置于电缆沟的电缆井盖的下表面，包括第三内置电源31、位移传感器32和第三无线通信器33，第三内置电源31、位移传感器32和第三无线通信器33依次电连接；第三内置电源31用于为井盖状态检测单元30供电，井盖状态检测单元30通过位移传感器32确定电缆井盖的状态，并通过第三无线通信器33将电缆井盖的状态信息发送至无线监控信息集送模块300。具体地，井盖状态检测单元30可以通过第三内置电源31实现自供电，无需额外连接供电线缆，利用位移传感器32探测电缆井盖在不同方向产生的加速度绝对值，通过第三无线通信器33无线传输电缆井盖的振动或位移等状态信息到无线监控信息集送模块300，实现了实时监测电缆井盖状态，能够有效预防电缆被盗事件的发生。

图4是本实用新型实施例提供的另一种电缆沟监控系统的模块结构示意图。如图4所示，可选地，井盖状态检测单元30设置于电缆沟的电缆井盖的下表面，包括第三内置电源31、压力传感器34和第三无线通信器33，第三内置电源31、压力传感器34和第三无线通信器33依次电连接；第三内置电源31用于为井盖状态检测单元30供电，井盖状态检测单元30通过压力传感器34确定电缆井盖的状态，并通过第三无线通信器33将电缆井盖的状态信息发送至无线监控信息集送模块300。具体地，井盖状态检测单元30也可以通过设置在电缆井盖下表面的压力传感器34来检测电缆井盖的状态，若电缆井盖处于正常状态，压力传感器34检测的电缆井盖下表面的压力值变化应在较小范围内波动；若电缆井盖被抬起，压力传感器34能够检测到电缆井盖下表面的压力值发生突变，据此能够实现电缆井盖状态的检测，从而预防电缆被盗。

如图4所示，可选地，气体检测单元40包括第四内置电源41、气体传感器42和第四无线通信器43，第四内置电源41、气体传感器42和第四无线通信器43依次电连接；第四内置电源41用于为气体检测单元40供电，气体检测单元40通过气体传感器42检测电缆沟内的有害气体，并通过第四无线通信器43将电缆沟内的有害气体信息发送至无线监控信息集送模块300。具体地，电缆沟内可能会出现有毒气体或易燃气体，气体检测单元40可以通过第四内置电源41自供电，通过气体传感器42对电缆沟内的气体浓度进行检测，当空气中有被测气体或液体挥发时，气体传感器42即产生与空气中被测气体浓度成正比的电信号，并将该信号通过第四无线通信器43无线传输至无线监控信息集送模块300。可选地，气体传感器42包括一氧化碳传感器、甲烷传感器、硫化氢传感器、和石油传感器中的任一种。气体检测单元40能够通过上述传感器，检测电缆沟内的一氧化碳气体、甲烷气体、硫化氢气体、和石油挥发气体等有害或易燃气体。若无线监控信息集送模块300根据接收到的有害气体信息判定电缆沟内有害气体浓度超标，可以控制声光报警模块200进行报警，以提示巡检人员及时进行处理，能够有效预防有害气体引起电缆沟发生火灾等事故。

参考图4，可选地，声光检测单元50包括第五内置电源51、摄像头52、麦克风53和第五无线通信器54，第五内置电源51分别与摄像头52、麦克风53和第五无线通信器54电连接，第五无线通信器54分别与摄像头52和麦克风53电连接；第五内置电源51用于为声光检测单元50供电，声光检测单元50通过摄像头52采集电缆沟内的声音信号，通过麦克风53采集电缆沟内的图像信号，并通过第五无线通信器54将电缆沟内的声音信号和图像信号发送至无线监控信息集送模块300。示例性地，声光检测单元50可以设置在电缆沟内的多个位置，通过第五内置电源51实现自供电，利用摄像头52和麦克风53，对电缆沟内的声音和图像进行实时监控，并将该监控信息无线传输到无线监控信息集送模块300。例如，当电缆沟内发生坍塌等事故时，摄像头52能够拍摄到坍塌画面，麦克风53能够采集到坍塌声响，工作人员可以根据监控平台接收到的异常声响或坍塌画面，判定该电缆沟出现事故，从而前往该地进行检修。又如，电缆沟内的其他检测单元受限于传感器的灵敏度，检测到异常现象的时间可能会出现滞后，那么工作人员可以根据监控平台接收到的声音信息和图像信息实时对电缆沟进行监控，以便及时判断电缆沟内的情况，尽早做出处理决策。

本实施例的技术方案，在无线检测模块中设置多种检测单元，实时监测电缆沟内的温度、水位、电缆井盖状态、气体、声音和图像信息，各检测单元具有内置电源，无需连接供电线缆，各检测单元设置便捷，无需布线调试，即装即用，轻松组网，可以通过不同的检测单元扩展线检测模块的检测功能，并且能够实现各种检测信息的无线传输，拓展了通信和监控距离，有利于电缆沟实时监控的实现。

实施例三

图5是本实用新型实施例提供的另一种电缆沟监控系统的模块结构示意图。如图5所示，可选地，无线监控信息集送模块300包括无线通信单元301和控制单元302；无线通信单元301与控制单元302电连接，无线监控信息集送模块300通过无线通信单元301分别与第一无线通信器13、第二无线通信器23、第三无线通信器33、第四无线通信器43、第五无线通信器54和通讯运营商网络400通信连接；无线监控信息集送模块300通过无线通信单元301接收无线检测模块100检测的电缆沟内的各类信息，并将电缆沟内的各类信息通过通讯运营商网络400发送至移动终端设备500和固定终端设备600，通过控制单元302控制声光报警模块200对电缆沟内的故障进行报警。

具体地，参考图5，无线监控信息集送模块300可以通过无线通信单元301与第一无线通信器13、第二无线通信器23、第三无线通信器33、第四无线通信器43和第五无线通信器54基于自组无线网络协议，进行远距离通讯，收集各检测单元采集的电缆沟状态监控数据。通过控制单元302对接收到的各类监控数据进行初步鉴定，在数据超过预设范围的时候，控制声光报警模块200进行报警，以提示巡检人员及时前往电缆沟进行处理。无线监控信息集送模块300还可以通过无线通信单元301与通讯运营商网络400建立通讯，将电缆沟内的各类监控信息和报警信息传送至服务器700，工作人员还可以利用移动终端设备500或固定终端设备600内的电缆沟监控程序，通过通讯运营商网络400向服务器700请求各地电缆沟内的数据，从而通过移动终端设备500或固定终端设备600查看各地电缆沟的监控信息，实现对各地电缆沟的实时监控。

如图5所示，可选地，无线通信单元301包括与第一无线通信器13、第二无线通信器23、第三无线通信器33、第四无线通信器43和第五无线通信器54的通信类型均相同的通信器；无线通信单元301包括射频通信器、蓝牙通信器、无线网络通信器和基于zigbee通信协议的通信器中的任意一种。示例性地，无线通信单元301、第一无线通信器13、第二无线通信器23、第三无线通信器33、第四无线通信器43和第五无线通信器54可以是通信类型相同的通信器，例如射频识别(radiofrequencyidentification，rfid)通信器、蓝牙通信器、无线网络通信器和基于紫蜂(zigbee)通信协议的通信器，使无线通信单元301、第一无线通信器13、第二无线通信器23、第三无线通信器33、第四无线通信器43和第五无线通信器54之间可以基于rfid自组网协议、蓝牙协议，无线上网(wifi)技术、zigbee技术等实现无线监控信息集送模块与无线检测模块之间的无线通讯。通过无线监控信息集送模块中的无线通信单元和各检测单元中的通信器形成一种可以扩展通讯距离的自组网监控系统，有利于对电缆沟状态进行实时监控。

继续参考图5，可选地，声光报警模块200包括指示灯201和蜂鸣器202。示例性地，声光报警模块200可以设置在电缆井盖的下表面，或者电缆沟所在区域的地表，当电缆沟中的某个监控数据超过预设范围，无线监控信息集送模块300可以通过控制单元302控制声光报警模块200进行报警。声光报警模块200能够通过指示灯201闪烁，蜂鸣器202长鸣来向巡检人员发出报警信息，表示在该电缆沟所在区域范围内存在异常事故。

本实施例的技术方案，实现了电缆沟监控系统的自组网无线通信，拓展了通信和监控距离，无需进行布线调试，能够对电缆沟内设备的运行状态进行实时监测，智能报警，可以设置故障预警重点关注点，使工作人员能够对电缆沟进行远程实时监控，提高了工作效率，降低了监控成本。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。