电缆防破坏在线监控警示系统

技术领域

本发明涉及电力安全技术领域，特别是涉及一种电缆防破坏在线监控警示系统。

背景技术

目前，电力系统针对直埋铺设电缆采取的防护措施，基本是使用CPVC管或PE波纹管作为电缆防护套管。电缆铺设在开挖的土沟中，覆土后再在上面覆盖混凝土盖板。这种方式的防护能力有限，容易受到外力破坏。

同时，在地面上间隔50米设置的警示牌，是喷漆绘制的金属标牌，容易被人忽视，在夜间几乎无警示作用。

由于各施工单位间信息交接不畅，或存在违法偷挖等行为，使电缆遭到外力破坏时，相关部门无法及时获知信息。

目前普遍采取的预防措施，是派遣线路巡视人员定时巡查规定范围内的电缆线路。但这种方式费时费力，且响应比较慢。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种电缆防破坏在线监控警示系统。

本发明实现上述目的的一种技术方案是：

电缆防破坏在线监控警示系统，包括：

立柱，设于铺设电缆一侧的地面上；

网关，设于所述立柱上，并通过云服务器连接后台；

警示牌，设于所述立柱上，所述警示牌上设有背光源，所述背光源耦接所述网关；

控制模块，设于所述立柱上，并耦接所述网关；

影像监视模块，设于所述立柱上，并耦接所述网关；

GPS模块，设于所述立柱上，并耦接所述网关；

供电模块，设于所述立柱上，用于向在线监控警示系统提供电力；

多个盖板，沿铺设电缆方向依次设于其上方，各所述盖板之间通过设有的金属感应线与所述控制模块相连形成回路；

其中，当所述盖板因被破坏使所述回路断开时，通过所述控制模块和所述网关向所述后台发出警报及现场影像和位置信息。

进一步地，所述供电模块包括风力和太阳能发电蓄电机组，所述风力和太阳能发电蓄电机组包括风力发电机和太阳能电池板，所述风力发电机和所述太阳能电池板各自发出的电通过风光互补控制器向蓄电池组充电，所述蓄电池组通过DC-DC转换器向所述网关、所述控制模块、所述GPS模块和所述背光源提供工作电源，所述影像监视模块由所述蓄电池组直接供电。

进一步地，还包括：电池电压检测模块，设于所述立柱上，并耦接所述DC-DC转换器和所述网关，用于检测所述蓄电池组电压，且当电压值低于设定警戒值时，通过所述网关向所述后台发出警报。

进一步地，还包括：光敏检测电路模块，设于所述立柱上，并耦接所述DC-DC转换器和所述网关，用于检测环境亮度，且当检测到环境亮度低于设定值时，启动循环定时模块，定时间歇性点亮所述警示牌的所述背光源。

进一步地，所述网关包括智能4G网关。

进一步地，所述影像监视模块包括摄像头。

进一步地，所述摄像头设于云台上。

相比现有技术，本发明具有以下优点：

(1)通过在警示牌面板上设有文字及图案标志，可用于警示；通过光敏检测电路模块，在白天会关闭警示牌的背光源控制电路，夜间或光线阴暗时会自动开启背光照明电路，并可使用定时间隔闪烁点亮背光灯的显示方式照亮警示牌标识内容，在起到警示作用时可最大程度节约电能。

(2)通过在立柱上设置摄像头，可对两侧电缆铺设方向约25米范围(设置间隔50米)进行有效监控。

(3)电缆上覆盖的盖板内部藏有金属感应线(盖板长度例如为1米)，在铺设规定的50米距离范围内互相级联构成电信号回路，向控制系统提供1个电压信号。当其中1块或多块混凝土盖板遭到破坏时信号回路会被切断，控制系统判断电缆遭到外力破坏，通过4G网络向监控后台发出警报及位置坐标；同时通过微信小程序推送给巡线人员及时现场确认。

(4)不需要外部供电，自带的风力发电机和太阳能电池板会自动向蓄电池充电，独立为一个可以能源自持的个体，方便设置安装；电池性能衰退电量不足时，可向后台发出预警，提示进行维护。

附图说明

图1-图3为本发明一较佳实施例的一种电缆防破坏在线监控警示系统的结构示意图。

图4为本发明一较佳实施例的一种盖板的结构示意图。

图5为本发明一较佳实施例的一种电缆防破坏在线监控警示系统的功能原理示意图。

图6为本发明一较佳实施例的一种盖板检测信号电路的原理示意图。

具体实施方式

为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体的实施方式对本发明进行详细的说明。

参考图1-图3。本发明的一种电缆防破坏在线监控警示系统，包括地上部分和地面部分。其中，地上部分包括立柱10及其上安装的相应模块；地面部分包括多个盖板16。

立柱10竖直固定在铺设在地下的电缆一侧的地面上。立柱10可为中空结构，可用于通过连接用导线等线路。

立柱10上安装有警示牌11。警示牌11上可印刷有例如“下有电缆，严禁挖掘”及箭头标志等的文字及图案，用于警示。

并且，警示牌11上还可设有背光源，例如可以是LED背光源。背光源可在夜晚或光线阴暗时开启，能够起到明显警示效果。

立柱10上还安装有影像监视模块12，用于对周围情况进行视频监视。

立柱10上还设有供电模块，用于向在线监控警示系统提供电力。

立柱10上还设有主控箱15；主控箱15中可设有控制模块、网关和GPS模块，以及输入输出组件等。

其中，控制模块、影像监视模块12、背光源和GPS模块等分别耦接网关；网关通过云服务器(云服务平台)连接控制后台，实现电缆防破坏在线监控。

各盖板16沿电缆走向首尾相邻地依次铺设在电缆上方，可对电缆起到保护作用。

参考图4。盖板16可定制为例如长度为1米的混凝土水泥盖板16，并在盖板16内部埋设有双股金属感应线17。每相邻两个盖板16上的对应一股金属感应线17之间可通过防水电线卡块进行连接固定。从而各盖板16之间在铺设规定的50米距离范围内通过设有的金属感应线17互相级联，并与控制模块构成电信号回路，并向控制模块提供一个电压信号。

参考图6。在一较佳实施例中，盖板检测信号电路(电信号回路)上可设有保险丝F1和18V三端稳压管U1。保险丝F1和18V三端稳压管U1组成一个有短路保护功能的电源(金属感应线17对地短路时起到保护作用)。通过多个防水对接航空插JI,J2,J3等，向埋藏在各混凝土盖板16中的带绝缘外套层的金属感应线17供电。

经过盖板16中的金属感应线17将18V电压加载到5V三端稳压管U2，5V三端稳压管U2向隔离光耦U3提供一个稳定的5V信号电压(解决了限压降带来的电压波动影响)。隔离光耦U3接到信号后驱动继电器K1，继电器K1向智能网关的DI输入口提供一个接点信号，表示盖板16完好。当盖板16损坏，内部金属感应线17被切断时，即失去供给5V三端稳压管U2的电源。隔离光耦U3和继电器K1因掉电而停止工作，网关DI口失去接点信号，系统判断盖板16损害并发出报警。

保险丝F1、18V三端稳压管U1、5V三端稳压管U2、隔离光耦U3和继电器K1等均可设于控制模块上。

这样，当其中一块或多块盖板16遭到外力破坏时，电信号回路就会被切断，控制模块即可判断出电缆遭到外力破坏。此时，将通过网关向监控后台发出警报，并可通过GPS模块获取被破坏盖板16所在的位置信息(GPS模块通过网关向后台发送设备的位置坐标，帮助监控人员确定设备的位置)，同时还可通过微信小程序推送给巡线人员及时现场确认。还可通过影像监视模块12获取现场影像以及以往存储的录像资料。

参考图5并结合参考图1-图3。在一较佳实施例中，供电模块可包括风力和太阳能发电蓄电机组。其中，风力和太阳能发电蓄电机组可包括风力发电机(风机)13和太阳能电池板(太阳能板)14。风力发电机13和太阳能电池板14各自发出的电，可通过风光互补控制器向12V蓄电池组(蓄电池电源组件)自动充电。蓄电池组通过DC-DC转换器向网关、控制模块、GPS模块和警示牌11的背光源等系统各组件提供稳定的24V工作电源。影像监视模块12可由12V蓄电池组直接供电。

在一可选实施例中，风力和太阳能发电蓄电机组可采用市售商品。例如，可选用100W葫芦型风力发电机13，100W太阳能电池板14，HECN系列风光互补控制器等。

在一较佳实施例中，还可设置电池电压检测模块，并耦接DC-DC转换器和网关，用于检测蓄电池组电压。当蓄电池组电压值低于设定的警戒值时，即可通过网关向后台发出警报，提示进行维护。

在一较佳实施例中，还可设置光敏检测电路模块，并耦接DC-DC转换器和网关，用于检测环境亮度。白天时光敏检测电路模块会关闭背光照明电路，使警示牌11的背光源关闭；当检测到环境亮度低于设定值时，例如夜间或光线昏暗时，可开启背光照明电路，并可通过启动循环定时模块，定时间歇性点亮警示牌11的背光源，照亮警示牌11标识文字内容，起到突出的警示提醒作用，并可最大程度节约电能。

上述电池电压检测模块、光敏检测电路模块和循环定时模块等均可选用市售商品芯片。控制模块可选用市售商品控制板。

在一较佳实施例中，网关可包括智能4G网关，例如市售的工业视频采集网关(CS5204C-Lite)。

上述智能4G网关、控制模块、GPS模块、DC-DC转换器、电池电压检测模块、光敏检测电路模块、风光互补控制器和蓄电池组等，都可放置在主控箱15内加以保护。

在一较佳实施例中，影像监视模块12可包括摄像头。

进一步地，摄像头可采用设于转动云台上的球型摄像头。在立柱10上设置摄像头，能视频监控两侧电缆铺设方向约25米范围(立柱10及警示牌11设置间隔可为50米)。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。