本發(fā)明涉及變電站智能化的技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種變電站電纜溝智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

變電站電纜溝是變電站設(shè)備連接各種電纜進出的通道。一般修建在變電站地下，主要與高壓室、控制室及通信、遠動等輔助設(shè)施相連，連接處設(shè)置有出口，內(nèi)部設(shè)有搭建、支撐電纜的臺架，用于整齊的排放施工電纜。變電站室外電纜溝的優(yōu)點有：電纜敷設(shè)方便；防護電纜，延長電纜的使用壽命；電纜溝保持一定的干燥度，提高接地電阻，減少接地可能，保證電力安全運行。

市場要求電力企業(yè)向廣大客戶提供優(yōu)質(zhì)、連續(xù)、可靠的電能產(chǎn)品。國家電網(wǎng)公司供電服務(wù)“十項承諾”，公司視信譽為生命，弘揚宗旨，信守承諾，不斷提升客戶滿意度，持續(xù)為客戶創(chuàng)造價值。要求供電可靠性不低于99.90%。據(jù)統(tǒng)計2014年昆吾變電站先后發(fā)生多起由于電纜溝空氣潮濕導(dǎo)致停電事故，造成嚴重的經(jīng)濟損失，變電運檢室要求發(fā)現(xiàn)問題癥結(jié)所在，杜絕此類事情發(fā)生。電纜溝內(nèi)環(huán)境潮濕是導(dǎo)致昆吾變電站這幾起事故的直接原因，因此，需要探究電纜溝如何處于潮濕狀態(tài)。

濮陽地處北方，雨水集中在夏秋兩季，空氣濕度相對干燥，但多數(shù)變電站內(nèi)電纜溝兼具積蓄站內(nèi)雨水、自然消化雨水的功能，導(dǎo)致沒有排水功能的變電站電纜溝內(nèi)長時間存在積水，積水存在是潮濕的根源；加之電纜溝從整體上來看處于相對密封的狀態(tài)，電纜溝內(nèi)空氣流通不暢，導(dǎo)致電纜溝長期處于潮濕狀態(tài)。變電站電纜溝內(nèi)部裝有保護、控制、測量等各種用途電纜。電纜溝長時間處于潮濕狀態(tài)還會造成電纜老化以及電纜溝內(nèi)電纜接頭、接地扁鐵、電纜支架等金屬部件嚴重腐蝕，嚴重威脅電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。電纜溝長時間處于潮濕狀態(tài)會嚴重威脅變電站內(nèi)設(shè)備安全穩(wěn)定運行，電纜溝潮濕現(xiàn)狀亟待改善。

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)：絕大多數(shù)變電站設(shè)計時未考慮電纜溝排水與除潮問題；少數(shù)變電站內(nèi)建大型蓄水池也不適于推廣；變電站電纜溝維護管理現(xiàn)狀比較粗放，也是導(dǎo)致電纜溝潮濕問題嚴重的重要原因；積水一般天數(shù)為120天，潮濕一般天數(shù)為210天，并且積水時間與潮濕時間正相關(guān)，排除積水是除潮的前提，除潮必須先排除積水，改善變電站電纜溝潮濕環(huán)境必須除潮與排水同時進行。一般電纜溝兼具蓄雨水功能，積水存在是必然現(xiàn)象，潮濕現(xiàn)象也就不可避免。根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查可知，要改善變電站電纜溝潮濕環(huán)境，必須及時排除積水，并進行除潮工作，盡可能縮短電纜溝潮濕時間。

隨著國家電網(wǎng)公司三集五大深入推進，變電站智能化趨勢越加明顯，尤其在人站比接近1、運維半徑大于30km的電力公司，運維工作負擔(dān)大大加重，變電站智能化要求非常強烈。電纜溝作為變電站的一個重要組成部分，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定有著極其重要的作用。電纜溝排水除潮多人工完成，排水需要到站安裝排水裝置，除潮多采用電纜溝晾曬，耗費過多時間、人力、物力，且效果不佳。電纜溝兼具積蓄站內(nèi)雨水功能，電纜溝從整體上來看處于相對密封的狀態(tài)，電纜溝內(nèi)空氣流通不暢。2014年，某變電站電纜溝潮濕，導(dǎo)致開關(guān)柜電纜頭發(fā)生多次閃絡(luò)故障；另外電纜溝內(nèi)二次電纜發(fā)熱、接地現(xiàn)象均與電纜溝內(nèi)有積水潮濕有關(guān)。因此，需要開發(fā)一套變電站電纜溝智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)，全面監(jiān)測電纜溝內(nèi)積水、潮濕、高溫、光煙、含氧量等不利因素，并自動采取相應(yīng)措施，啟動相關(guān)設(shè)備，消除不利因素，營造安全環(huán)境。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對電纜溝環(huán)境潮濕時間長，自動化程度低，影響電纜質(zhì)量和電力系統(tǒng)安全的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種變電站電纜溝智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)，兼顧電纜溝積水、潮濕、高溫、火災(zāi)等可能發(fā)生的不利因素，實現(xiàn)了電纜溝綜合監(jiān)控常態(tài)化，減輕了變電運維人員工作量，并保證了電纜溝內(nèi)電力設(shè)備安全穩(wěn)定運行，且自動化程度高，實現(xiàn)對電纜溝遠程信息的采集和監(jiān)控。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種變電站電纜溝智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)，包括溝體和蓋板，溝體內(nèi)設(shè)有支架，支架上設(shè)有電纜，所述溝體一側(cè)的下部設(shè)有蓄水池，蓄水池的底部設(shè)有水泵和第一水浸傳感器，蓄水池的上部設(shè)有第二水浸傳感器，水泵與水管相連接，水管穿過蓋板伸到溝體外部；所述電纜的上部設(shè)有抽風(fēng)管，抽風(fēng)管上設(shè)有進風(fēng)口，抽風(fēng)管伸出蓋板的部位上設(shè)有抽風(fēng)機；所述溝體內(nèi)設(shè)有溫度傳感器、第一濕度傳感器、煙霧傳感器和氧氣傳感器，溫度傳感器、第一濕度傳感器、煙霧傳感器和氧氣傳感器、水泵、抽風(fēng)機、第一水浸傳感器、第二水浸傳感器均與控制盒相連接。

所述控制盒內(nèi)設(shè)有控制器、電源、存儲器、定時模塊、驅(qū)動電路、報警裝置和無線通信模塊，電源、存儲器、定時模塊、驅(qū)動電路、報警裝置和無線通信模塊均與控制器相連接，驅(qū)動電路分別與抽風(fēng)機和水泵相連接，無線通信模塊與上位機相連接。

所述溝體的外部設(shè)有第二濕度傳感器，當?shù)谝粷穸葌鞲衅鳈z測的濕度值小于第二濕度傳感器檢測的濕度值時，控制器通過驅(qū)動電路不啟動或停止抽風(fēng)機。

當?shù)谝粷穸葌鞲衅鳈z測的溝體內(nèi)的濕度大于88%時，控制器通過驅(qū)動電路啟動抽風(fēng)機，當?shù)谝粷穸葌鞲衅鳈z測的溝體內(nèi)的濕度小于70%時，控制器通過驅(qū)動電路關(guān)閉抽風(fēng)機。

所述定時模塊內(nèi)設(shè)有兩個定時時間，定時時間包括10分鐘和4小時，當?shù)谝粷穸葌鞲衅鳈z測到溝體內(nèi)的濕度小于70%且抽風(fēng)機工作時，定時模塊將10分鐘定時時間發(fā)送至控制器，控制器通過驅(qū)動電路控制抽風(fēng)機繼續(xù)工作10分鐘后關(guān)閉抽風(fēng)機；當定時模塊檢測到抽風(fēng)機工作了4小時的定時時間，控制器通過驅(qū)動電路關(guān)閉抽風(fēng)機使其停止工作4小時。

所述水泵為強力排污泵，抽風(fēng)機為軸流抽風(fēng)機。

所述抽風(fēng)管上均勻分布有進風(fēng)口，相鄰進風(fēng)口的距離為3-5米。

本發(fā)明在電纜溝的一側(cè)設(shè)置蓄水池進行蓄水，實時監(jiān)測蓄水池內(nèi)水位，并在水位超限時，控制器通過驅(qū)動電路自動打開水泵進行排水，且采用強力排污水泵解決污物堵塞；利用濕度傳感器實時監(jiān)測電纜溝內(nèi)空氣濕度，并在濕度達設(shè)定值，自動啟動風(fēng)機通風(fēng)除潮；利用溫度傳感器實時監(jiān)測電纜溝內(nèi)空氣溫度，并在濕度達設(shè)定值，自動啟動風(fēng)機通風(fēng)降溫；利用煙霧傳感器實時監(jiān)測電纜溝內(nèi)煙霧程度，監(jiān)測電纜溝內(nèi)是否有火災(zāi)發(fā)生，當超過一定值時啟動報警裝置；利用氧氣傳感器實時監(jiān)測電纜溝內(nèi)空氣含氧量，并在含氧量低時，發(fā)出告警。本發(fā)明響應(yīng)速度高、控制精度高，實現(xiàn)了電纜溝綜合監(jiān)控常態(tài)化，減輕了變電運維人員工作量，減少了成本，并保證了電纜溝內(nèi)電力設(shè)備安全穩(wěn)定運行，且自動化程度高，實現(xiàn)對電纜溝遠程信息的采集和監(jiān)控。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的原理框圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供了一種變電站電纜溝智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)，包括溝體1和蓋板7，蓋板7設(shè)置在溝體1的上部，用于蓋住溝體1，防止異物進入溝體1。溝體1內(nèi)設(shè)有支架2，支架2上設(shè)有電纜4，電纜4設(shè)置在支架2內(nèi)，防止溝體1內(nèi)的雨水浸泡，且通風(fēng)性能好。溝體1一側(cè)的下部設(shè)有蓄水池3，蓄水池3的形狀為長方體，溝體1底部設(shè)有坡度，有利用于溝體1內(nèi)的水流入蓄水池3。蓄水池3用于暫時存放雨水，防止雨水浸泡電纜4。蓄水池3的底部設(shè)有水泵10和第一水浸傳感器11，水泵10用于抽取蓄水池3內(nèi)的水，防止雨水過多，使溝體1內(nèi)較潮濕。蓄水池3的上部設(shè)有第二水浸傳感器12，水泵10與水管18相連接，水管18穿過蓋板7伸到溝體1的外部，從而將蓄水池3內(nèi)的水排出電纜溝，防止溝體1內(nèi)濕度較大，影響電纜的正常工作。蓄水池3的大小兼顧水泵10的功率以及變電站內(nèi)的面積。電纜4的上部設(shè)有抽風(fēng)管5，抽風(fēng)管5上設(shè)有進風(fēng)口8，抽風(fēng)管5伸出蓋板7的部位上設(shè)有抽風(fēng)機6。抽風(fēng)機6設(shè)置在溝體1的外部，通過進風(fēng)口8和抽風(fēng)管5將溝體1內(nèi)的空氣抽走，從而對溝體1內(nèi)進行除潮。溝體1內(nèi)設(shè)有溫度傳感器16、第一濕度傳感器14、煙霧傳感器15和氧氣傳感器17，溫度傳感器16、第一濕度傳感器14、煙霧傳感器15和氧氣傳感器17分布在電纜4的四周，用于分別實時檢測溝體1內(nèi)的溫度、濕度、煙霧和氧氣的濃度，監(jiān)測溝體1內(nèi)的環(huán)境。溫度傳感器16、第一濕度傳感器14、煙霧傳感器15和氧氣傳感器17、水泵10、抽風(fēng)機6、第一水浸傳感器11和第二水浸傳感器12均與控制盒9相連接。

控制盒9設(shè)置在溝體1的外部?？刂坪?內(nèi)設(shè)有控制器、電源、存儲器、定時模塊、驅(qū)動電路、報警裝置和無線通信模塊，電源、存儲器、定時模塊、驅(qū)動電路、報警裝置和無線通信模塊均與控制器相連接，驅(qū)動電路分別與抽風(fēng)機6和水泵10相連接，無線通信模塊與上位機相連接?？刂破髌鱌LC控制器，可以實現(xiàn)對抽風(fēng)機6和水泵10的高精度自動控制。無線通信模塊的設(shè)置，實現(xiàn)了運維人員通過上位機對溝體內(nèi)環(huán)境的遠程監(jiān)視與對抽風(fēng)機6和水泵10的控制。

第一濕度傳感器14實時監(jiān)測溝體1內(nèi)的空氣濕度，在濕度達到存儲器內(nèi)預(yù)設(shè)的上限值時，控制器通過驅(qū)動電路自動啟動抽風(fēng)機6，進行通風(fēng)除潮。第二水浸傳感器12和第一水浸傳感器11實時監(jiān)測蓄水池3內(nèi)的水位，并在水位超限時，控制器通過驅(qū)動電路自動啟動水泵10，進行排除蓄水池3內(nèi)的積水。溫度傳感器16實時監(jiān)測溝體1內(nèi)的空氣溫度，并在濕度達存儲器存儲的設(shè)定值時，控制器通過驅(qū)動電路自動啟動抽風(fēng)機6，進行通風(fēng)降溫。煙霧傳感器15實時監(jiān)測溝體1內(nèi)的煙霧濃度，控制器將其與存儲器內(nèi)存儲的正常煙霧濃度進行比較，確定是否有火災(zāi)、冒煙等危險發(fā)生，如果濃度超過設(shè)定值，控制器啟動報警裝置，提醒變電站內(nèi)的工作人員及時處理。氧氣傳感器17實時監(jiān)測溝體1內(nèi)的空氣含氧量，制器將其與存儲器內(nèi)存儲的正常氧氣濃度進行比較，當含氧量低時，控制器啟動報警裝置，提醒變電站內(nèi)的工作人員及時處理。同時，控制器將溫度傳感器16、第一濕度傳感器14、煙霧傳感器15和氧氣傳感器17、第一水浸傳感器11和第二水浸傳感器12檢測參數(shù)值通過無線通信模塊傳送至上位機，并且將其與存儲器內(nèi)存儲的預(yù)設(shè)值進行比較結(jié)果，并將比較結(jié)果顯示在上位機上，提醒工作人員及時處理。同時，工作人員根據(jù)檢測結(jié)果可以通過上位機向控制發(fā)送控制指令。

當?shù)诙鞲衅?2檢測到水時，說明蓄水池3內(nèi)的水位已經(jīng)到達其上部，水泵10開始工作；當?shù)谝凰鞲衅?1檢測不到水時，說明蓄水池3內(nèi)的水位已經(jīng)較少，水泵10停止工作。第一水浸傳感器11和第二水浸傳感器12的設(shè)置，可以同時檢測蓄水池3的水位上限與下限，下限不使水泵10空轉(zhuǎn)，上限不使電纜溝的溝體1內(nèi)的設(shè)備被浸泡，上下限間隙留有足夠的儲水量，避免水泵10頻繁啟動。

溝體1的外部設(shè)有第二濕度傳感器13，當?shù)谝粷穸葌鞲衅?4檢測的濕度值小于第二濕度傳感器13檢測的濕度值時，控制器通過驅(qū)動電路不啟動或停止抽風(fēng)機6。第二濕度傳感器13的設(shè)置避免了抽風(fēng)機6在潮濕天氣對溝體1進行通風(fēng)，加重溝體1內(nèi)的濕度。

當?shù)谝粷穸葌鞲衅?4檢測的溝體1內(nèi)的濕度大于88%時，控制器通過驅(qū)動電路啟動抽風(fēng)機6，當?shù)谝粷穸葌鞲衅?4檢測的溝體1內(nèi)的濕度小于70%時，控制器通過驅(qū)動電路關(guān)閉抽風(fēng)機6。

定時模塊內(nèi)設(shè)有兩個定時時間，定時時間包括10分鐘和4小時，當?shù)谝粷穸葌鞲衅?4檢測到溝體1內(nèi)的濕度小于70%且抽風(fēng)機6工作時，定時模塊將10分鐘定時時間發(fā)送至控制器，控制器通過驅(qū)動電路控制抽風(fēng)機6繼續(xù)工作10分鐘后關(guān)閉抽風(fēng)機6，避免了抽風(fēng)機6在濕度臨界點的頻繁啟動，保護抽風(fēng)機6的電機，延時10分鐘是抽風(fēng)機6的電機停止，進一步保持電纜溝溝體1的干燥度。當定時模塊檢測到抽風(fēng)機6工作了4小時的定時時間，控制器通過驅(qū)動電路關(guān)閉抽風(fēng)機6使其停止工作4小時。

水泵10為強力排污泵，不但實現(xiàn)排水，還避免了異物的堵塞。抽風(fēng)機6為軸流抽風(fēng)機，避免了異物進入溝體1內(nèi)。同時，避免了水泵10因定時清理或污物堵塞而給設(shè)備造成損壞。抽風(fēng)管5上均勻分布有進風(fēng)口8，相鄰進風(fēng)口8的距離為3-5米，抽風(fēng)口在電纜溝內(nèi)合理布局，避免了溝體1內(nèi)有抽風(fēng)除潮的死角。進風(fēng)口8上和抽風(fēng)管5出口設(shè)有網(wǎng)狀格柵，防止異物進入抽風(fēng)管5，影響抽風(fēng)機6的正常工作。

本發(fā)明可以通過控制盒9實現(xiàn)在就地手動、自動進行啟動、停止控制水泵10和抽風(fēng)機6，上位機可以通過無線通信模塊監(jiān)測和控制控制盒9。本發(fā)明通過控制盒9實現(xiàn)了變電站地下電纜溝的自動排水、自動抽風(fēng)除潮，保持電纜溝溝體的干燥，大大減少電纜溝內(nèi)的潮濕時間，增強地下電纜溝絕緣性能，保證電力設(shè)備運行的安全性。本發(fā)明填補了智能變電站建設(shè)的一項空白，實現(xiàn)了變電站電纜溝排水除潮日?；?、常態(tài)化，減輕了變電運維人員工作量，并保證了電纜溝內(nèi)電力設(shè)備安全穩(wěn)定運行。2016年初濮陽供電公司已經(jīng)對昆吾、清豐、板橋等五座變電站進行了階段性安裝，效果明顯，待進一步完善，產(chǎn)業(yè)標準化，將進行全公司推廣。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。