地下電纜故障監測系統及監測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種地下電纜故障監測系統及監測方法。
【背景技術】
[0002]為了鋪設方便和不影響地面上方空間，地下線纜已經逐步代替架空線成為電力傳輸線的主要鋪設方式。地線線纜一般鋪設在電纜隧道或電纜管道中，個別地段有積水，還有像老鼠一類的小動物，這樣就很容易造成電纜受腐蝕、啃噬、通風不良而降低電纜的絕緣性能，另外電纜線路長期過負荷也會造成電纜絕緣性能的降低，當電纜的絕緣性能降低到一定程度時就很容易出現故障。
[0003]目前，多數地下線纜故障采用人工手持檢測設備進行檢測，很少利用機器人進行檢測。其主要原因是機器人供電不方便，不能將機器人置于電纜隧道或電纜管道中進行長期監測。如授權公告號為CN 101576600B的中國發明專利公開了一種自行走地下電纜故障檢測智能儀，它采用機器人承載電纜故障檢測設備進行檢測，但是，該裝置仍然沒有解決機器人供電問題，因此不能使機器人一直在電纜隧道或電纜管道中工作。而且，該智能檢測儀采用無線模塊可以直接與地面上的上位機進行數據傳輸，但由于機器人在地下工作，數據并不能被傳送到遠方的監控中心的上位機，因此監控中心管理人員不能隨時掌握故障動
??τ O
[0004]而且，現在地下電纜故障后，搶修人員往往是在故障地區進行拉網式檢測，不僅需要大量勞動力，而且浪費大量時間，給用電用戶造成較大經濟損失。
[0005]考慮到現在對地下電纜進行標示的電纜標示粧設置比較密集，而且均采用一根石柱而無其他作用，因此，可以充分開發電纜標示粧，使其具有供電、數據傳輸、地理定位等功能，與機器人形成一個電纜故障監測系統。
【發明內容】
[0006]針對目前地下電纜故障檢測比較繁瑣，不能實現自動實施監控，機器人供電困難的問題，本發明提供一種可實時監測電纜故障，能為機器人不間斷提供電能，且能準確定位電纜故障位置的地下電纜故障監測系統。
[0007]本發明解決上述技術問題所采取的技術方案是:一種地下電纜故障監測系統，包括機器人，所述機器人包括電纜故障檢測裝置，其特征在于，它還包括電纜標示粧和上位機，在每兩個電纜標示粧之間設置一個機器人，
[0008]所述電纜標示粧包括立柱、太陽能電池板、鋰電池、單片機、GPS定位模塊、無線供電裝置、數據中轉裝置和射頻感應裝置，所述單片機分別與GPS定位模塊、無線供電裝置和數據中轉裝置連接；所述太陽能電池板固定在所述立柱上，所述鋰電池、單片機、GPS定位模塊、無線供電裝置和數據中轉裝置位于所述立柱內；所述太陽能電池板與所述鋰電池連接，所述鋰電池為所述GPS定位模塊、無線供電裝置和數據中轉裝置提供電能；所述數據中轉裝置包括第一無線數據收發模塊和GPRS無線收發模塊，所述GPRS無線收發模塊與所述上位機通信連接；所述無線供電裝置包括感應線圈，所述第一無線數據收發模塊包括收發天線，所述感應線圈和收發天線通過軟導線分別與位于所述立柱內的無線供電裝置和第一無線數據收發模塊連接；所述射頻感應裝置通過軟導線與所述單片機連接；
[0009]所述機器人還包括用于接收所述無線供電裝置的電能無線接收裝置，與所述數據中轉裝置的第一無線數據收發模塊匹配的第二無線數據收發模塊，以及與所述射頻感應裝置配合的射頻卡，其中一個機器人上的射頻卡僅與一個電纜標示粧的射頻感應裝置配合；
[0010]所述上位機包括用于展示電纜位置的地圖，所述地圖上顯示所述電纜標示粧的位置，當兩個所述電纜標示粧之間的電纜故障后，通過GPS定位模塊將故障電纜進行定位并突出顯示。
[0011]進一步的，所述電纜標示粧還包括顯示屏、指示燈和光照傳感器，所述顯示屏、指示燈和光照傳感器分別與所述單片機連接。
[0012]進一步的，所述電纜標示粧還包括透明外殼，所述透明外殼套置在所述立柱上，所述太陽能電池板位于所述透明外殼內。
[0013]更進一步的，所述太陽能電池板有四塊，分別上下傾斜固定在立柱上部的四個面上；在所述電纜標示粧的頂部設置有所述GPRS無線收發模塊的天線，所述天線的下端設置有螺紋連接柱，所述螺紋連接柱穿過所述透明外殼通過螺紋連接固定在電纜標示粧頂部，在所述天線的底部設置有密封環。
[0014]進一步的，在所述立柱的底部設置有鋰電池槽，所述鋰電池槽的上端設置有兩個正負極滑道，所述鋰電池上設置有與所述正負極滑道配合的正負極；在所述鋰電池的前端設置有把手。
[0015]更進一步的，所述電纜標示粧還包括固定透明外殼的固定螺栓，所述固定螺栓包括設置在固定螺栓頭內側和螺母內側的密封圈，在所述立柱和透明外殼上設置有與所述固定螺栓配合的通孔。
[0016]進一步的，當固定螺栓固定透明外殼后，在靠近所述螺母外邊緣的固定螺栓上徑向設置有一個通孔。
[0017]優選的，在所述立柱的頂部設置有蓋體，所述蓋體通過螺栓與立柱固定連接，所述單片機、GPS定位模塊、無線供電裝置和數據中轉裝置設置在所述蓋體下方；所述顯示屏設置在所述蓋體上。
[0018]本發明還提供了一種基于上述地下電纜故障監測系統的電纜故障監測方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0019]a、機器人時刻在兩個電纜標示粧之間來回巡航；
[0020]b、當機器人移動到與其對應的電纜標示粧下方后，射頻感應裝置檢測到射頻卡信號后啟動數據傳輸，將機器人巡檢信息數據上傳至數據中轉裝置，數據中轉裝置將數據傳輸給上位機，并通過GPRS無線收發模塊短信發送給維修人員故障地點及精確位置；若機器人電量不足，則在數據傳輸完成后進行充電；
[0021]C、上位機對機器人發送的數據進行分析，若發現電纜故障，則利用GPS定位模塊對故障位置的電纜標示粧進行定位，然后向機器人下發精確位置定位指令，機器人接到指令后，從電纜標示粧開始計量行程，到達故障點后記下從電纜標示粧到故障點的距離，待機器人返回電纜標示粧后將信息發送給上位機。
[0022]在步驟c中，發現電纜故障后，在上位機的地圖上將兩個電纜標示粧之間的故障電纜標紅，并將精確故障點進行閃爍提示，并標注距離。
[0023]本發明的有益效果是:
[0024]1、電纜標示粧上設置有太陽能電池板，可為整個系統提供不間斷電源，保證了機器人可以才電纜管道不間斷工作，而且，對機器人的供電采用無線供電方式，解決了在管道內無法鋪設機器人電源線的問題，以及機器人若采用電池，則工作時間短，無法實時監測的問題。太陽能電池板在立柱上方傾斜設置，能最大程度的吸收太陽能。
[0025]2、機器人和上位機通過設置在電纜標示粧上的數據中轉裝置進行數據傳輸，實現了遠距離傳輸，解決了因機器人在地下信號不能發射到地面上而無法進行數據傳輸的問題。
[0026]3、電纜標示粧上的射頻感應裝置與機器人上的射頻卡配合，只有當機器人移動到電纜標示粧位置后，才啟動無線數據收發模塊進行數據交互，使機器人的每一個巡程的監測信息都上傳至上位機。
[0027]4、上位機上的地圖可以顯示電纜標示粧和電纜線路，當位于兩個電纜標示粧區段電纜故障后