一种用于变电站电缆层的综合防护装置的制作方法

本实用新型涉及电力设备保护技术领域，具体的，涉及一种用于变电站电缆层的综合防护装置。

背景技术：

电缆沟是用来放置和保护电缆设施的地下管道，是发电厂、变电站、市政工程和大型厂矿中不可或缺的基础设施。但由于地势或设计因素影响，大雨天气或者雨季时节电缆沟内容易积水，如果水位过高，就会造成电缆沟内的电缆在水中长期浸泡，发生腐蚀，不仅会破坏电缆绝缘性，影响其寿命，严重时还会导致因电缆进水造成爆裂。

现有的电缆沟排水系统的排水速度慢，雨后需要工作人员到现场巡检并实现人工排水，耗费人力物力，成本高，效率低，在大雨量天气，需要增加主动排水装置以及水位监测装置。

目前，电缆沟的排水系统主要存在以下弊端：

（1）电缆沟内的环境潮湿，水位传感器安装在电缆沟的固定位置，当水位传感器长期浸泡在水下，不仅会对水位传感器造成腐蚀，极大影响其使用寿命；

（2）若电缆沟内的积水长期没有褪去，或者电缆沟长时间被灌水，导致污染物杂质堆积，水位传感器探头埋覆在杂质堆中，严重影响对水位传感器对水情的检测准确度；

（3）淤泥在集水井内沉降，会严重影响抽水泵的抽水效率。

中国专利，公开号：cn206538860u，公开日：2017年10月3日，公开了一种全自动电缆沟排水系统，提高供电可靠性，杜绝了雷雨天气电缆沟出现积水情况；为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种全自动电缆沟排水系统，包括电缆沟和排水池，所述排水池设置在电缆沟下坡方向的端部，所述排水池内设置有潜水泵，所述潜水泵的顶部设置有电源线，所述潜水泵的底部设置有排水管，所述排水池内连接有全自动水位控制器，根据全自动水位控制器监测的水位高度控制潜水泵能否工作，避免潜水泵发生干烧；该技术方案能够实现抽水排水功能，但没有考虑电缆沟内的水情环境，因此，排水效果不佳，对测量设备和抽水设备的保护不力。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决现有电缆沟排水装置排水效果不好，检测效果不佳的问题，设计了一种用于变电站电缆层的综合防护装置，该装置考虑电缆沟内的淤泥淤积情况，设置针对水位计的振动装置以及传动装置，设置清除污泥的搅拌装置，保证水位计测量的准确度和抽水装置的抽水效率，同时可以避免水位计插入淤泥中导致的测量故障；设置有淤泥检测装置，可以检测抽水完成后，电缆沟底的淤泥淤积厚度，不用人工定时查看，降低了维护成本。

为实现上述技术目的，本实用新型提供的一种技术方案是，一种用于变电站电缆层的综合防护装置，包括有，安装在电缆沟内的抽水装置、水位监测装置、淤泥检测装置以及控制器；

所述抽水装置，用于抽出电缆沟内的积水，与控制器电连接；

所述水位监测装置，用于监测电缆沟内的积水情况，与控制器电连接；

所述控制器，用于处理水位监测装置的反馈信息，控制抽水装置的启停，与远程终端通讯连接；

所述淤泥检测装置，用于监测电缆沟底的淤泥淤积情况，与控制器电连接；

所述水位监测装置包括有测量装置以及传动装置，所述传动装置固定设置在盖板上，所述测量装置与传动装置滑动连接，所述传动装置与测量装置分别与控制器电连接。

本方案中，淤泥检测装置和水位监测装置均固定安装在盖板上，抽水装置安装在集水井内，当电缆沟内的积水被抽干后，测量装置设置在电缆沟的固定高度，测量装置的测量探头高度低于最低电缆层的高度，当电缆沟里有积水时，如果发现测量装置的测量数值一直不变，表明有测量装置的测量探头埋在淤泥杂质中，控制器传动装置动作，传动装置带动测量装置上移，保证测量的准确度。控制器控制抽水装置工作，抽水完成后，淤泥检测装置工作，检测电缆沟底的淤泥沉积厚度，当淤泥厚度大于控制器的预设值，报警装置告警，控制器发送报警信号给远程终端，远程终端管理人员派遣维护人员前往对应路段清理，大大较少了人力维护成本。

作为优选，所述传动装置包括有步进电机、滑动架，齿轮以及链条，所示滑动架的一端固定于盖板固定连接，所述滑动架的另一端固定设置有一限位件，所述步进电机固定设置在盖板上，所述滑动架的上部设置由于齿轮，所述齿轮的中轴与步进电机的输出轴固定连接，所述滑动架的侧壁设置有滑槽，所述链条设置在滑槽内并与齿轮啮合。

本方案中，控制器控制步进步进电机正反转，步进步进电机正转时，通过带动齿轮转动，与齿轮啮合的链条带动测量装置沿着滑动架上移，保证测量装置的测量的准确性。

作为优选，所述的测量装置包括有滑动杆、保护套、振动装置、第一水位计以及第二水位计，电缆沟内设置有集水井，所述第二水位计设置在集水井的井口侧壁，所述滑动杆的一端固定安装在链条上并与滑动架滑动连接，所述滑动杆的另一端与保护套固定连接，所述保护套内设置有振动装置，所述振动装置的下端设置有第一水位计，所述第一水位计、第二水位计以及振动装置分别与控制器电连接。

本方案中，当第一水位计插入淤泥中，再次进行测量必然会对测量效果造成影响，因此，在提升高可以测量高度后，控制器控制振动装置抖动，可以将测量探头端部的污泥配合积水清洗掉，保证再次测量的准确度。

作为优选，所述振动装置包括有振动马达、振动块以及若干弹性件，所述振动马达设置在振动块内，所述弹性件对称设置在振动块的两侧面，弹性件的一端与振动块的侧面固定连接，振动快的另一端与保护套的内壁固定连接，所述振动马达与控制器电连接。

本方案中，振动块横向抖动，可以带动第一水位计的测量探头在积水中作清洗动作，便于探头处的污泥脱落，从而保障了测量队准确度。

作为优选，所述淤泥检测装置包括有红外发射器以及感光板，所述红外发射器和感光板分别固定安装在盖板的内侧，所述感光板上设置有若干光栅，所述光栅内侧分别设置有感光元件，所述感光元件以及红外发射器分别与控制器电连接。

本方案中，通过以一定俯视角度安装在盖板上的红外发射器发出红外线信号，由于淤泥层会有少许积水会提供一个反射面，通过淤泥层的反射，感光元件上接收发射光，进而通过计算得出淤泥的厚度值，通过与控制器预设的淤泥厚度值进行比较，决定是否报警，该装置考虑电缆沟内的淤泥淤积情况，设置水位计的保护装置以及清除污泥的搅拌装置，保证水位计测量的准确度和抽水装置的抽水效率，设置有淤泥检测装置，可以检测抽水完成后，测量电缆沟底的淤泥厚度，减少了人工定时查看的人力成本。

作为优选，电缆沟内设置有集水井，所述抽水装置包括有搅拌设备以及抽水设备，所述搅拌设备设置在集水井的底端，所述抽水设备安装在集水井的侧壁上。

本方案中，电缆沟设置有集水井，集水井的设置间距根据排水需求对应设置，每一个集水井内设置一套搅拌装置和抽水装置，集水井的上端开口处设置有隔板，隔板上设置有若干漏水孔，防止大型杂质进入集水井，对抽水装置造成干扰，当进行抽水动作时，搅拌设备和抽水设备同时动作，搅拌设备可以将集水井底的淤泥与水充分混合，当抽水设备抽水时，积水和淤泥更易抽出，并且不会对抽水设备造成损害。

作为优选，所述搅拌设备包括有保护壳，电机、横臂、扇叶、鼓风机，所述保护壳固定安装在集水井的底端，所述电机安装在保护壳内，所述电机的输出轴与横臂的中部套接，所述横臂的两端分别安装有扇叶，所述鼓风机的两个气嘴分别对称安装在保护套的两边，所述鼓风机的两个气嘴风别与鼓风机气管连接，所述电机和鼓风机风别与控制器电连接。

本方案中，鼓风机动作，两通气阀第一阀门和第二阀门打开，第一气嘴通过气管与第一阀门出口连接，第二气嘴通过气管与第二阀门出口连接，高压气体通过第一气嘴和第二气嘴喷出，通过与高速转动的扇叶配合，可以将集水井底部的淤泥和积水充分混合，避免堵塞水泵，提高抽水效率，减少设备的维护成本。

作为优选，所述的抽水设备包括有水泵、排水管以及进水管，所述集水井的侧面设置有进水口，所述进水管的一端固定安装在进水口处，所述进水管的另一端与水泵连接，所述出水管的一端与水泵连接，所述水泵与控制器电连接。

本方案中，进水口的位置高扇叶的高度，可以使得搅拌设备和抽水设备相互独立工作，不被干扰。

作为优选，所述控制器包括有主控芯片、电源、通讯模块、报警器、开关装置，所述电源与控制器电连接，所述主控芯片分别与报警器和通讯模块电连接，所述开关装置的一端与主控芯片电连接，所述开关装置的另一端分别与红外发射装置、鼓风机、电机、第一水位计、第二水位计、振动马达以及水泵电连接。

本方案中，采用太阳能供电，可以节省能源，便于维护，开关装置分别控制振动，鼓风机、电机以及水泵电源回路的连通和开断，当有任何一用电设备故障，报警装置响起，主控芯片通过通讯模块将故障信息发送远程控制终端，远程控制终端的管理人员派遣电力巡检人员前去查看和维修，便于维护和减少人力成本。

作为优选，所述的第一水位计和第二水位计均为hm21型号水位传感器。

本方案中，第一水位计和第二水位计采用电流型水位传感器hm21，基于其对极端环境的适应性强、精度高和可控的优点。

作为优选，所述的通讯模块采用gtm900-cgprs通讯模块。

本方案中，gtm900-cgprs通讯模块的数据传输的稳定性高，价格低廉。

作为优选，所述的主控芯片采用avr系列的atmegal128l单片机。

atmegal128l单片机具有丰富的i/o接口，驱动能力强，ad处理方便，uart编程简单，具有平台基础。

本实用新型的有益效果：

（1）本实用设计的一种用于变电站电缆层的综合防护装置，能够排除电缆沟内的积水，减少积水对电缆的腐蚀或者连电；

（2）通过传动装置设置测量装置的高度，可以避免淤泥堵塞测量探头造成的测量故障问题；

（3）设置有振动装置，可以抖动第一水位计在积水中做清洗动作，防止污物堵住测量探头；

（4）设置鼓风机和搅拌设备，可以保证水位计的测量准确度，便于抽水设别将淤泥和集水一并抽出，提高抽水效率；

（5）设置淤泥检测装置，可以测量无积水时电缆沟底的淤泥堆积厚度，如果与你厚度超过预设阈值，控制器进而提醒维护人员前去清理，降低了维护成本。

附图说明

图1为本实用新型的一种用于变电站电缆层的综合防护装置的结构示意图。

图2为本实用新型的一种用于变电站电缆层的综合防护装置的水位监测装置的安装结构图。

图3为本实用新型的一种用于变电站电缆层的综合防护装置的测量装置结构图。

图4为本实用新型的一种用于变电站电缆层的综合防护装置的电缆沟无淤泥沉积结构图。

图5为本实用新型的一种用于变电站电缆层的综合防护装置的电缆沟有淤泥沉积结构图。

图中标记说明：1-控制器，2-水位监测装置，3-抽水装置，4-电缆沟，5-淤泥检测装置，11-主控芯片，12-电源，13-通讯模块，14-远程终端，15-报警装置，16-开关装置，21-测量装置，22-传动装置，31-搅拌设备，32-抽水设备，211-第一水位计，212-振动块，213-滑动杆，214-保护套，215-弹簧，216-防水褶皱膜，217-第二水位计，221-步进电机，222-齿轮，223-滑动架，311-扇叶，312-第一气嘴，313-保护壳，314-第二气嘴，315-横臂，321-水泵，322-进水管，323-出水管，41-盖板，42-集水井，51-红外发射器，52-感光板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本实用新型的一种最佳实施例，仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，是一种用于变电站电缆层的综合防护装置的结构示意图，由抽水装置3、水位监测装置2、淤泥检测装置5以及控制器1组成；抽水装置3安装在集水井42的底端，水位监测装置2和淤泥检测装置5安装在盖板41的下底面上，抽水装置3、水位监测装置2以及淤泥检测装置5均与控制器1电连接；控制器1由主控芯片11、电源12、通讯模块13、报警装置15以及开关装置16组成，电源12与控制器1电连接，主控芯片11分别与报警装置15和通讯模块13电连接，开关装置16的一端与主控芯片11电连接，主控芯片11通过通讯模块与远程终端14连接，开关装置16的另一端分别与抽水装置3、水位监测装置2以及淤泥检测装置5电连接。

本实施例中，通讯模块13采用gtm900-cgprs通讯模块13，基于gtm900-cgprs通讯模块13的数据传输的稳定性高，价格低廉的优点；主控芯片11采用avr系列的atmegal128l单片机，基于atmegal128l单片机具有丰富的i/o接口，驱动能力强，ad处理方便，uart编程简单，具有平台基础的优点；淤泥检测装置5和水位监测装置2安装在盖板41上，抽水装置3安装在集水井42内，当电缆沟4内的积水被抽干后，淤泥检测装置5工作，该装置考虑电缆沟4内的淤泥淤积情况，设置水位计的保护装置以及清除污泥的搅拌装置，保证水位计测量的准确度和抽水装置3的抽水效率，设置有淤泥检测装置5，可以检测抽水完成后，测量电缆沟4底的淤泥厚度，减少了人工定时查看的人力成本。

如图2所示，一种用于变电站电缆层的综合防护装置的水位监测装置2的安装结构图，水位监测装置2由传动装置22和测量装置21组成，传动装置22由步进电机221、滑动架223，齿轮222以及链条（未示出）组成，滑动架223的一端固定于盖板41的下底面上，滑动架223的另一端固定设置有一限位件（未示出），步进电机221固定设置在盖板41的下底面上，滑动架223的上部设置有齿轮222，齿轮222的中轴与步进电机221的输出轴固定连接，滑动架223的侧壁设置有滑槽，所述链条设置在滑槽内并与齿轮222啮合。

本实施例中，控制器1控制步进电机221正反转，步进电机221正转时，通过带动齿轮222转动，与齿轮222啮合的链条带动测量装置21沿着滑动架223上移，保证测量装置21的测量的准确性。

测量装置21由滑动杆213、保护套214、振动装置、第一水位计211以及第二水位计217组成，电缆沟4内设置有集水井42，第二水位计217设置在集水井42的井口侧壁，滑动杆213的一端固定安装在链条上并与滑动架223滑动连接，滑动杆213的另一端与保护套214固定连接，保护套214内设置有振动装置，振动装置的下端设置有第一水位计211，第一水位计211、第二水位计217以及振动装置分别与控制器1电连接。

本实时例中，第一水位计211和第二水位计217采用电流型水位传感器hm21，基于其对极端环境的适应性强、精度高和可控的优点；当第一水位计211插入淤泥中，再次进行测量必然会对测量效果造成影响，因此，在提升高可以测量高度后，控制器1控制振动装置抖动，可以将测量探头端部的污泥配合积水清洗掉，保证再次测量的准确度。

如图3所示，一种用于变电站电缆层的综合防护装置的测量装置21结构图，振动装置由振动马达（未示出）、振动块212、若干弹性件以及防水褶皱膜216组成，振动马达设置在振动块212内，弹性件为弹簧215，弹簧215对称设置在振动块212的两侧面，弹簧215的一端与振动块212的侧面固定连接，振动块212的另一端与保护套214的内壁固定连接，振动马达与控制器1电连接，保护套214内振动装置的下方设置有防止污水浸透振动装置的防水褶皱膜216，第一水位计211穿过防水褶皱膜216，当需要清洗探头时，控制器1控制振动马达横向振动，探头抖动配合积水可以很好地清洗掉探头上的污物，从而保障了测量准确度。

如图4所示，是一种用于变电站电缆层的综合防护装置的电缆沟4无淤泥沉积结构图，淤泥检测装置5安装在盖板41的下底面上，淤泥检测装置5由红外发射器51以及感光板52，红外发射器51和感光板52分别固定安装在盖板41的内侧，所述感光板52上设置有若干光栅，光栅内侧分别设置有感光元件，所述感光元件以及红外发射器51分别与控制器1电连接，红外发射器51的安装角度范围为与盖板41顶端呈45度至75度，本实施例中，设置的安装角度为60度。

本实施例中，设置光栅，可以避免感光元件接收发射光时的相互干扰，提高测量精度，通过以一定俯视角度安装在盖板41上的红外发射器51发出红外线信号，由于淤泥层会有少许积水会提供一个反射面，通过淤泥层的反射，感光板52上的感光元件接收发射光，进而通过计算得出淤泥的厚度值，通过与控制器1预设的淤泥厚度值进行比较，决定是否报警，当没有淤泥时，发射光的的接收点位于图3中的最右端；如图5所示，是一种变电站电缆层积水监控报警装置15的电缆沟4内有淤泥堆积的状态结构图，此时，电缆沟4内的水抽完后，电缆沟4底部有淤泥沉积，此时，感光板52的感光区域左移，通过计算，可以测定淤泥的沉积厚度。

如图4或图5所示，抽水装置3安装在集水井42内，抽水装置3由搅拌设备31以及抽水设备32组成，搅拌设备31设置在集水井42的底端，抽水设备32安装在集水井42的侧壁上；搅拌设备31由保护壳313、电机、横臂315、扇叶311、第二气嘴314以及第二气嘴314，第二气嘴314与第二气嘴314分别与鼓风机通过气管连接，保护壳313固定安装在集水井42的底端，电机安装在保护壳313内，电机的输出轴与横臂315的中部套接，横臂315的两端分别安装有扇叶311，第一气嘴312和第二气嘴314对称安装在保护套214的两边，电机与控制器1电连接。

本实施例中，电缆沟4设置有集水井42，集水井42的设置间距根据排水需求对应设置，每一个集水井42内设置一套搅拌装置和抽水装置3，集水井42的上端开口处设置有隔板（未示出），隔板上设置有若干漏水孔，防止大型杂质进入集水井42，对抽水装置3造成干扰，当进行抽水动作时，搅拌设备31和抽水设备32同时动作，鼓风机动作，三通气阀第二阀门和第三阀门打开，第一气嘴312通过气管与第二阀门出口连接，第二气嘴314通过气管与第三阀门出口连接，高压气体通过第一气嘴312和第二气嘴314喷出，通过与高速转动的扇叶311配合，可以将集水井42底部的淤泥和集水充分混合，积水和淤泥更易抽出，避免堵塞水泵321，提高抽水效率，减少设备的维护成本。

抽水设备32由水泵321、排水管以及进水管322，集水井42的侧面设置有进水口，进水管322的一端固定安装在进水口处，所述进水管322的另一端与水泵321连接，所述出水管323与水泵321连接，所述水泵321与控制器1电连接。

本实施例中，进水口的位置高扇叶311的高度，可以使得搅拌设备31和抽水设备32相互独立工作，不被干扰。

以上所述之具体实施方式为本实用新型一种用于变电站电缆层的综合防护装置的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。