一种配电网运维监测系统的制作方法

本实用新型属于配电网监测技术，尤其涉及一种配电网运维监测系统。

背景技术：

现阶段，我国的配电网建设相对于国外发达国家和地区还处于自动化程度较低的层次，仍处在不断摸索的阶段，配电网属于电力传输的末端环节，与用户直接相连，重要性不言而喻。配网设备的良好运行维护是保证配网资产健康，实现配电网可靠运行的一项基础工作，关乎广大电力用户的连续可靠供电和电网的安全可靠运行。配电设备一旦发生故障往往造成用户停电，导致直接和间接的经济损失，关键设备的强迫停运甚至还将严重影响整个区域电网的稳定运行。

由于配电网设备种类多、地域分布广，运维工作常常受到地形、天气等影响，“以修代维”现象突出，配电网设备日常运维缺乏有效的技术支撑，管理方式粗犷，运维手段单一。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种配电网运维监测系统，以解决现有技术中由于配电网设备种类多、地域分布广，运维工作常常受到地形、天气等影响，“以修代维”现象突出，配电网设备日常运维缺乏有效的技术支撑，管理方式粗犷，运维手段单一等技术问题。

本实用新型的技术方案是：

一种配电网运维监测系统，它包括后台主站，图像监测终端、架空线路监测终端和线缆监测终端分别通过无线通讯终端与通讯基站连接；通讯基站与后台主站连接。

所述图像监测终端通过4G无线通讯终端与通讯基站连接；所述架空线路监测终端通过4G无线通讯终端与通讯基站连接；所述线缆监测终端通过NB-IOT通讯终端与通讯基站连接。

架空线路监测终端包括采集单元和汇集单元，采集单元与汇集单元无线连接。

图像监测终端包括室外无源图像监测装置和室内有源图像监测装置，室外无源图像监测装置和室内有源图像监测装置分别与网络视频服务器连接；网络视频服务器通过4G无线网络与后台主站连接；网络视频服务器与摄像装置控制单元连接；摄像装置控制单元分别与室外无源图像监测装置和室内有源图像监测装置连接。

线缆监测终端包括温度传感器、水浸传感器和烟雾传感器，所述温度传感器、水浸传感器和烟雾传感器分别与NB-IOT通讯模块连接；NB-IOT通讯模块与NB-IOT通讯终端无线连接；还包括红外摄像头，红外摄像头与4G通讯终端连接；所述NB-IOT通讯终端和4G通讯终端分别与通讯基站连接；通讯基站与后台主站连接。

所述温度传感器、水浸传感器、烟雾传感器和NB-IOT通讯模块均放置在电缆中间接头防爆盒内；温度传感器、水浸传感器、烟雾传感器和NB-IOT通讯模块通过电池供电。

红外摄像头为360D706型红外摄像头，固定在电缆接头所在工井壁上。

本实用新型有益效果：

本实用新型通过图像监测终端，可以随时得到运维现场的影像信息，事故发生前或事故发生后，运维人员可以快速得到现场环境情况，针对制定预防措施或抢修方案，不用跑到现场勘探后才做出运维方案。

本实用新型通过架空线路监测终端，可以实时知道架空线路的故障类型，如短路、断线、过流等故障情况，运维人员可以针对制定抢修方案，不用跑到现场勘探后才做出方案，大大缩短复电时间。

本实用新型通过线缆监测终端，可以实时查看电缆接头的温度、烟雾、水浸情况，在事故发生前给予运维人员警报，快速做出抢修措施，同时，防爆盒本身的防爆破功能更可以防止爆炸造成其他电缆的二次伤害。

解决了现有技术中由于配电网设备种类多、地域分布广，运维工作常常受到地形、天气等影响，“以修代维”现象突出，配电网设备日常运维缺乏有效的技术支撑，管理方式粗犷，运维手段单一等技术问题。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型架空线路监测终端结构示意图；

图3为本实用新型图像监测终端结构示意图；

图4为本实用新型线缆监测终端结构示意图。

具体实施方式

一种配电网运维监测系统，它包括后台主站，图像监测终端、架空线路监测终端和线缆监测终端分别通过无线通讯终端与通讯基站连接；通讯基站与后台主站连接；通讯基站采用多模通讯基站。

所述图像监测终端通过4G无线通讯终端与通讯基站连接；所述架空线路监测终端通过4G无线通讯终端与通讯基站连接；所述线缆监测终端通过NB-IOT通讯终端与通讯基站连接。

架空线路监测终端包括采集单元，采集单元采用暂态录波型故障指示器；汇集单元采用暂态录波型故障指示器汇集单元，采集单元与汇集单元通过无线4G网络连接；通过采集单元对ABC三相线路的电流进行精确测量和高速录波，经由汇集单元进行数据同步及汇总。有效的缩短线路故障的响应和处理时间，提高供电可靠性，提高配电管理水平。系统结构：与三相四线制相匹配，3个采集端分别挂在火线上进行取电，通过判断火线的运行情况，汇集单元通过内置卫星对时模块，高频采集同步对时，同时对零线电气量数据进行模拟，实现高精度录波。

图像监测终端包括室外无源图像监测装置和室内有源图像监测装置，室外无源图像监测装置和室内有源图像监测装置分别与网络视频服务器连接；网络视频服务器通过4G无线网络与后台主站连接；网络视频服务器与摄像装置控制单元连接；摄像装置控制单元分别与室外无源图像监测装置和室内有源图像监测装置连接。

室外无源图像监测装置和室内有源图像监测装置分别与摄像装置控制单元连接；摄像装置控制单元（SONY CCU-D50P）通过4G无线网络与网络视频服务器连接。

室外无源图像监测装置的具体型号可参阅：(配电网设备环境监测摄像头-广州思泰信息技术有限公司，参考文献：1、华北科技学院学报第14卷第3期 基于 GPＲS 网络的配电网视频监测系统设计与实现 )来实现。

功能概述：室外无源图像监测装置通过图像采集单元对架空线路、台区、配变等重要配电网关键部位进行图像采集，由通讯终端上传后台主站,由其判断异常情况进行报警。有效的避免配电网的各种隐患，提高供电可靠性，提高配电管理水平。室外无源图像监测装置与架空线路、台区等监测装置相互配合，大幅提升配电网的感知能力，提高配电网运维水平。

室外无源图像监测装置包括感应取电模块、储电模块、高清晰度摄像头模块，红外夜视模块，高强度外壳模块组成，以每小时1次的频率进行拍照，满足长时间运行的要求，拍摄完成后，将数据上送实现预警功能。

室内有源图像监测装置采用常规网路摄像机（360 D706型红外摄像头），一般由镜头、图像传感器、声音传感器、A/D转换器、控制器网络服务器、外部报警、控制接口等部分组成。

镜头作为网络摄像机的前端部件，有固定光圈、自动光圈、自动变焦、自动变倍等种类，与模拟摄像机相同。

图像传感器有CMOS和CCD两种模式。CMOS既互补性金属氧化物半导体，CMOS主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，通过CMOS上带负电和带正电的晶体管来实现基本的功能的。这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。CMOS针对CCD最主要的优势就是非常省电。不像由二级管组成的CCD和CMOS电路几乎没有静态电量消耗。这就使得CMOS的耗电量只有普通CCD的1/3左右，CMOS重要问题是在处理快速变换的影像时，由于电流变换过于频繁而过热。暗电流抑制的好就问题不大，如果抑制的不好就十分容易出现杂点。

CCD图像传感器由在单晶硅基片上呈二维排列的光电二级管及其传输电路构成。光电二极管把光转化成电荷，再经转化电路传送和输出。

A/D转换器的功能是将图像和声音等模拟信号转换成数字信号。

摄像装置控制单元是摄像装置的心脏，它肩负着对摄像装置的管理和控制工作。如果是硬件压缩编码，摄像装置控制单元是一个独立部件；如果是软件编码压缩，摄像装置控制单元是运行编码压缩软件的DSP，即二者合而为一。

网络视频服务器提供网络摄像机的网络功能，它采用了RTP/RTCP、UDP、HTTP、TCP/IP等相关网络协议，允许用户从自己的PC机使用标准的浏览器根据网络摄像机的IP地址对网络摄像机进行访问，观看实时图像，及控制摄像机的镜头和云台。

线缆监测终端包括温度传感器、水浸传感器和烟雾传感器，所述温度传感器、水浸传感器和烟雾传感器分别与NB-IOT通讯模块连接；NB-IOT通讯模块与NB-IOT通讯终端无线连接；还包括红外摄像头，红外摄像头与4G通讯终端连接；所述NB-IOT通讯终端和4G通讯终端分别与通讯基站连接；通讯基站与后台主站连接。

所述温度传感器、水浸传感器、烟雾传感器和NB-IOT通讯模块均放置在电缆中间接头防爆盒内；温度传感器、水浸传感器、烟雾传感器和NB-IOT通讯模块通过电池供电。

红外摄像头为360D706型红外摄像头，固定在电缆接头所在工井壁上。

所述温度传感器（DS18B20温度传感器）、水浸传感器（ZYT-WT-1 接触式水浸传感器）、烟雾传感器（MQ-2-135-3-7-9烟雾传感器）和NB-IOT通讯模块均放置在电缆中间接头防爆盒内；温度传感器、水浸传感器、烟雾传感器和NB-IOT通讯模块通过电池供电。

电缆中间接头防爆盒采用高分子复合材料经锻压一次成型；

中间电缆头通常建设在一层或地下，非常容易受溢水威胁，且电缆一般铺设在中间电缆头内，一旦有水就在第一时间报警，本实用新型通过在中间接头处设置水浸传感器可以及时发现故障；以免电缆浸泡在水中加快电缆老化速度甚至避免其导致的其它异常情况发生。

中间电缆头通道里积水超过设定的水位门槛值时，中间电缆头处的传感器将向监控后台发送报警信息。积水水位门槛值可根据具体运行环境设定调整 ，传感器采用可靠性、灵敏性极高的水浸探头。

信号响应时间不大于 10 分钟。

当环境有明火、烟雾现象时烟雾传感器将信息实时检测上传。

安装挂放红外摄像头于接头所在工井壁上，对接头声光状态进行实时监控。

360D706型红外摄像头带有全向型60db麦克风，对工井内进行全天24小时声音监控，如过电流声、爆炸声、放电声等进行采集。

360D706型红外摄像头影像采集是采用4片全高清光学玻璃镜头组加10颗940nm红外灯，14μm 大尺寸发光晶元组成，日夜场景切换自如，精准呈现，夜视范围可达10米，可对工井内进行全天24小时光学影像监控，如过爆炸强光、放电光、明火等进行影像采集。

电缆中间接头防爆盒采用电池供电，低功耗运行，电缆接头温度传感器、水浸传感器、烟雾传感器通过NB-IOT的通讯方式与后台服务器通信，NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。电缆接头内置的温度传感器、水浸传感器、烟雾传感器将采集的信息发送到NB-IOT通讯模块，NB-IOT通讯模块通过NB-IOT通讯终端将数据传送给后台服务器。

红外摄像头通过4G通信的方式与后台主站建立通信，红外摄像头内置4G全网通通信模块，红外摄像头主控制器将图像等数据发送给4G通信模块，4G通信模块通过4G基站将数据传送到后台服务器。