[发明专利]一种基于物联网的配电电缆智慧监测预警及抢修引导系统

说明书

本发明提出了一种一种基于物联网的配电电缆智慧监测、预警及抢修引导系统，属于电网安全稳定运行领域。本发明在通过监测点的各种传感器感知实时信息，将模拟信号转变为数字信号，通过边缘计算处理信息，由智慧运检管控平台来分析、对比、预测数据，实现对城市电缆运行情况的全天候实时监测，通过数据的对比分析完成城市电缆的异常报警、应急指挥、故障诊断、抢修引导。结合GIS中电缆的地理信息和电缆的运行参数，完成故障快速定位，减少停电时间。本发明解决了地下电缆监测困难的难题，还通过对电缆运行情况的实时监测帮助管理人员及时预警、解除故障，为电网的安全运行提供保障。

技术领域

本发明属于电力系统稳定安全运行领域，涉及配电电缆的运行状态监测、故障预警和抢修引导。

背景技术

随着电网规模越来越大，信息化科技水平日益提高，配电电缆成为城市电缆的主力，其运行的可靠性直接影响电力系统的安全稳定。电缆电流过大会引起线路发热，电缆长期发热会引起电缆绝缘老化，甚至击穿引发火灾，地下电缆的湿度过大也会影响电缆安全运行，需要对电缆进行温度湿度的实时监测。局部放电量和温度变化可以反应电缆的绝缘情况，实时监测电缆的绝缘情况可以实现对故障的及时预警。此外，通过检测和采集故障的行波信号和工频信号可以实现故障信息快速定位。

城市电缆位于地下，对电缆进行检修排查任务繁重，要消耗大量的资源。文献《电缆温度在线监测系统》通过无线温度传感器、温度采集器、通讯模块、监控平台和上位控制机提供了一种温度在线监测系统。文献《一种配电线路电缆在线监测系统》通过温度传感器和线缆故障传感器实时采集信息，通过通讯模块连接到PC机，提高工作人员工作效率，提高供电可靠性。文献《电缆故障诊断理论与关键技术研究》分析了电缆故障产生机理，研究了小波分析、DNA遗传算法、粗糙集等技术在电缆故障诊断中的应用，深入分析多智体技术在电缆线路故障的应用。

泛在电力物联网给建设智慧电缆提供了平台，通过移动互联、人工智能等技术实现电缆状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活。本发明的创新点就是以智慧运检管控平台为依托,结合地理信息系统(GIS)，完成电缆运行状态监测，故障预警，抢修引导。此外，智慧运检平台连接手机APP，帮助工作人员监测电缆运行状态，迅速故障定位，提高工作效率。

发明内容

针对现有的城市电缆检修困难、工作量大等问题。本发明提出了一种可以实现本质坚强、实时感知、全息互联、自主预警、智能处置的智慧电缆。

本发明需要无线温度传感器、湿度传感器、超声波传感器、行波测距装置等感知设备，然后通过边缘计算将各种信息互联，聚集到智慧运检管控平台。智慧运检管控平台整合智慧监测汇集系统、智慧辅控联控系统、智慧数据决策系统、地理信息系统，实现电缆全线的监测、故障预警和诊断。

在智慧电缆的每个监测点都应该设置一个无线温度传感器，无线温度传感器采集每个监测点的实时温度模拟信号，并将模拟信号转变为数字信号，再将这些信号发送到智慧运检管控平台，当监测结果超过安全范围阈值时，平台发送预警信号，当监测结果超过故障范围阈值时，平台发送警报信号。

在智慧电缆的每个监测点要设置一个无线湿度传感器，将湿度信息发送到智慧运检管控平台，为防止电缆受潮进水导致绝缘老化甚至电击穿，当湿度过超过安全范围阈值时，平台发送预警信号，当监测结果超过故障范围阈值时，平台发送警报信号。

电缆故障除了外力破坏大多为绝缘故障，局部放电量可以反应电缆的绝缘情况，本发明中用超声波传感器来检测局部放电量，智慧运检管控平台汇集地下电缆所有监测点的局部放电情况，完成对电缆绝缘情况的监测，电缆故障及时预警。

智慧运检管控平台通过地理信息系统(GIS)汇集配电电缆的温度、湿度、绝缘等信息，帮助直观地监测电缆的运行状态。通过手机等移动终端联系智慧运检管控平台，帮助工作人员实时监测电缆运行状态。