一种基于物联网的电缆井环境监测方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术提供了一种基于物联网的电缆井环境监测方法，步骤如下：基于电缆井的位置信息，在电缆井内敷设感温光缆，并沿着感温光缆敷设测温光纤；实时监测感温光缆的温度数据信息；监测电缆井环境温湿度数据信息；获取电缆井异常温度点与异常温湿度点；获取电缆井异常点的地图位置信息，且将异常点的电缆井地图信息通过通信模块发送到监测联络人的移动通讯端；触发电缆井异常的物理警报。本发明专利技术还提供了一种基于物联网的电缆井环境监测系统与监测设备。本发明专利技术的上述基于物联网的电缆井环境监测方法、系统及设备，通过系统平台将报警信息通过物理警报方式告警，而且通过APP或短信的方式通知用户，有效做到双重保险，保障了电力公司的安全生产。

A cable well environmental monitoring method, system and equipment based on Internet of things

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的电缆井环境监测方法、系统及设备
本专利技术涉及网络通信领域，尤其涉及一种基于物联网的电缆井环境监测方法、系统及设备。
技术介绍
众所周知，电缆井是为了方便施工电缆敷设和运维人员线路维护而建设的，当电缆井内电源线发生短路时，极易发生火灾。一些线缆的包皮材料并不全是阻燃的材料，容易被引燃，电缆井内一旦发生火灾，将会造成整栋大楼内的供电失电和大面积的重要系统瘫痪以及大量的数据丢失，从而给电力公司造成不可估量的巨大损失。同时，这些材料燃烧后产生浓烟，浓烟中会含有大量有害气体。由于电缆井是上下贯通的，就像烟囱一样，发生火灾时，这些含有有害气体的浓烟会顺着电缆井加速向上蔓延，并扩散到楼道中。人如果吸入这些气体，就会出现窒息，进而危及生命。电力调度大楼在电力系统中起到“中枢神经”的作用，在电力系统运行中发挥着至关重要的作用。因电力调度大楼属于高层建筑，一旦发生火灾，其可能造成的人员伤亡和社会影响极大。关于电力调度大楼的火灾，其中，因强弱电井引起的便占到90％以上。强弱电井发生火灾，因“烟囱效应”的存在，一旦发生火灾，火势便会以极快的速度蔓延，因此需对其内部隐患提前报警预控。强弱电井电力电缆仅在投运前进行试验、投入运行后无定期试验检验，不能及时发现电缆绝缘老化等问题。强弱电井内测温需覆盖多个楼层，且无法测量电缆楼层穿墙位置，不利于经常开展，且测量数据存在失真。常规的强弱电井火灾报警采用感温电缆测控方式，其存在“不能提前发现电缆隐患”、“施工作业时极易将感温电缆损坏”、“不能对故障点进行准确定位”、“感温电缆老化较快”、“敏感度低且不能全面监控强弱电井”等缺陷。强弱电井防火封堵在发生火灾时起到隔离着火部位、限制过火区域的作用，因调度大楼内电力缆线施放进行破坏后未及时恢复情况时有发生。为此，目前急需开展基于物联网的调度大楼内强弱电井消防监控技术方法的研究工作，来建设一套用于实时监测电缆井内电缆温度的在线管控系统，以及时发现电缆井内电缆发热的异常现象，提前做好防范准备，及时消除故障隐患，保障电网大楼安全运行。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种基于物联网的电缆井环境监测方法、系统及设备，以方便工作人员对于电缆井的实时温度的掌控，保证电力公司的安全生产。本专利技术采用以下技术方案解决上述技术问题：一种基于物联网的电缆井环境监测方法，所述方法包括：(1)基于电缆井的位置信息，在电缆井内敷设感温光缆，并沿着感温光缆敷设测温光纤；(2)实时监测感温光缆的温度数据信息；所述感温光缆的温度数据信息为通过设置于感温光缆线路上的分布式测温主机来获取的光缆的任意点的温度数据信息；(3)监测电缆井环境温湿度数据信息；所述电缆井环境温湿度数据信息为光纤光栅解调仪获取的光纤温湿度传感器反射光纤光信号的电缆井的周边环境温湿度数据信息；(4)获取电缆井异常温度点与异常温湿度点；解析感温光缆的散射光波，经由光电信号转化和放大处理后，获取光缆的任意点的位置和温度，此时，超出分布式测温主机设置的温度阈值对应的位置即为异常温度点；同时，采用光纤光栅解调仪发射激光传输至光纤温湿度传感器，解调光纤反射光信号的波长信息，计算对应光纤温湿度传感器的周围温湿度，此时，超出光纤光栅解调仪设置的温湿度阈值对应的位置即为异常温湿度点；(5)获取电缆井异常温度点与异常温湿度点的地图位置信息，且将异常点的电缆井地图信息通过通信模块发送到环境监测系统初始化设置的监测联络人的移动通讯端；(6)通过分布式测温主机和光纤光栅解调仪获取的异常温度点、异常温湿度点触发电缆井异常的物理警报。作为本专利技术的优选方式之一，所述步骤(2)中通过分布式测温主机获取光缆温度数据信息的具体过程为：分布式测温主机通过激光发射装置发射脉冲激光至感温光缆，脉冲激光在感温光缆中经由设置在脉冲激光发射源后的波分复用器在感温光缆产生拉曼散射光，最后，分布式测温主机通过解析散射光信息计算感温光缆的有效测距范围内任意处的温度数据信息。作为本专利技术的优选方式之一，当所述拉曼散射光反射回波分复用器，波分复用器的薄膜干涉滤光片滤出斯托克斯光和反斯托克斯光，并通过波分复用器的输出端口输出、发射至光电检测器和光放大器进行光电信号转换和放大处理，再利用光时域反射技术根据转换和放大光信号的传输速率以及回波时间分别对应光信号在感温光缆的定位。作为本专利技术的优选方式之一，所述步骤(3)中电缆井的环境温湿度信息采用光纤温湿度传感器进行数据测量分析。作为本专利技术的优选方式之一，所述步骤(3)中通过光纤光栅解调仪获取光纤温湿度传感器反射光纤光信号的电缆井周边环境温湿度信息的具体过程为：利用光纤光栅解调仪发射激光，并通过分光器将光源发射的激光分发传输至所在分光器上的所有光纤温湿度传感器；所述光纤温湿度传感器反射光信号至光纤光栅解调仪，解调反射光信号的波长信息，分别计算对应光纤温湿度传感器的周围温湿度数据信息。作为本专利技术的优选方式之一，所述感温光缆具体采用双环形缠绕方式固定安装在电缆中间的接头位置。作为本专利技术的优选方式之一，所述光纤温湿度传感器沿电缆走向安装，并与电缆表面紧密贴合安装。一种基于物联网的电缆井环境监测系统，所述系统包括：电缆井的位置信息管理模块，所述电缆井的位置信息管理模块根据电缆井的位置编辑电缆井的位置地图，即先对感温光缆分段标号，再记录标记标号后的感温光缆在电缆井中的位置数据，最后将光纤温度传感器在电缆井的位置地图中标记；感温光缆的温度数据实时监测模块，所述感温光缆的温度数据实时监测模块通过设置于感温光缆线路上的分布式测温主机获取的光缆的任意点的温度数据信息实时获取感温光缆的温度数据；监测电缆井环境检测模块，所述监测电缆井环境检测模块用于获取电缆井环境温湿度信息，即光纤光栅解调仪获取的光纤温度传感器反射光纤光信号的电缆井的周边环境温湿度信息；获取电缆井中异常点模块，所述获取电缆井中异常点模块通过解析感温光缆的散射光波信息，并经由光电信号转化和信号放大处理，获取光缆的任意点的位置和温度，并将超出分布式测温主机设置的温度阈值对应的位置定义为异常温度点；同时，采用光纤光栅解调仪发射激光传输至光纤温湿度传感器，解调光纤反射光信号的波长信息，计算对应光纤温湿度传感器的周围温湿度，将超出光纤光栅解调仪设置的温湿度阈值对应的位置定义为异常温湿度点；第一报警模块，所述第一报警模块通过分布式测温主机和光纤光栅解调仪获取的异常温度点、异常温湿度点触发电缆井异常的物理警报；第二报警模块，所述第二报警模块将所述获取电缆井中异常点模块获取的异常温度点与异常温湿度点的电缆井地图信息通过通信模块发送到环境监测系统初始化设置的监测联络人的移动通讯端。一种基于物联网的电缆井环境监测设备，所述设备包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行上述的一种基于物联网的电缆井环境监测方法。本专利技术相比现有技术的优点在于：(1)本专利技术的一种基于物联网的电缆井环境监测方法、系统及设备，通过系统平台的分析将监测结果或报警信息不仅在值班室通过声光报警方式告警，而且通过APP或短信的方式及时通知相关运维人员及时处理；(2)本专利技术的一种基于物联网的电缆井环境监测方法、系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网的电缆井环境监测方法，其特征在于，所述方法包括：(1)基于电缆井的位置信息，在电缆井内敷设感温光缆，并沿着感温光缆敷设测温光纤；(2)实时监测感温光缆的温度数据信息；所述感温光缆的温度数据信息为通过设置于感温光缆线路上的分布式测温主机来获取的光缆的任意点的温度数据信息；(3)监测电缆井环境温湿度数据信息；所述电缆井环境温湿度数据信息为光纤光栅解调仪获取的光纤温湿度传感器反射光纤光信号的电缆井的周边环境温湿度数据信息；(4)获取电缆井异常温度点与异常温湿度点；解析感温光缆的散射光波，经由光电信号转化和放大处理后，获取光缆的任意点的位置和温度，此时，超出分布式测温主机设置的温度阈值对应的位置即为异常温度点；同时，采用光纤光栅解调仪发射激光传输至光纤温湿度传感器，解调光纤反射光信号的波长信息，计算对应光纤温湿度传感器的周围温湿度，此时，超出光纤光栅解调仪设置的温湿度阈值对应的位置即为异常温湿度点；(5)获取电缆井异常温度点与异常温湿度点的地图位置信息，且将异常点的电缆井地图信息通过通信模块发送到环境监测系统初始化设置的监测联络人的移动通讯端；(6)通过分布式测温主机和光纤光栅解调仪获取的异常温度点、异常温湿度点触发电缆井异常的物理警报。...

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的电缆井环境监测方法，其特征在于，所述方法包括：(1)基于电缆井的位置信息，在电缆井内敷设感温光缆，并沿着感温光缆敷设测温光纤；(2)实时监测感温光缆的温度数据信息；所述感温光缆的温度数据信息为通过设置于感温光缆线路上的分布式测温主机来获取的光缆的任意点的温度数据信息；(3)监测电缆井环境温湿度数据信息；所述电缆井环境温湿度数据信息为光纤光栅解调仪获取的光纤温湿度传感器反射光纤光信号的电缆井的周边环境温湿度数据信息；(4)获取电缆井异常温度点与异常温湿度点；解析感温光缆的散射光波，经由光电信号转化和放大处理后，获取光缆的任意点的位置和温度，此时，超出分布式测温主机设置的温度阈值对应的位置即为异常温度点；同时，采用光纤光栅解调仪发射激光传输至光纤温湿度传感器，解调光纤反射光信号的波长信息，计算对应光纤温湿度传感器的周围温湿度，此时，超出光纤光栅解调仪设置的温湿度阈值对应的位置即为异常温湿度点；(5)获取电缆井异常温度点与异常温湿度点的地图位置信息，且将异常点的电缆井地图信息通过通信模块发送到环境监测系统初始化设置的监测联络人的移动通讯端；(6)通过分布式测温主机和光纤光栅解调仪获取的异常温度点、异常温湿度点触发电缆井异常的物理警报。2.根据权利要求1所述的基于物联网的电缆井环境监测方法，其特征在于，所述步骤(2)中通过分布式测温主机获取光缆温度数据信息的具体过程为：分布式测温主机通过激光发射装置发射脉冲激光至感温光缆，脉冲激光在感温光缆中经由设置在脉冲激光发射源后的波分复用器在感温光缆产生拉曼散射光，最后，分布式测温主机通过解析散射光信息计算感温光缆的有效测距范围内任意处的温度数据信息。3.根据权利要求2所述的基于物联网的电缆井环境监测方法，其特征在于，当所述拉曼散射光反射回波分复用器，波分复用器的薄膜干涉滤光片滤出斯托克斯光和反斯托克斯光，并通过波分复用器的输出端口输出、发射至光电检测器和光放大器进行光电信号转换和放大处理，再利用光时域反射技术根据转换和放大光信号的传输速率以及回波时间分别对应光信号在感温光缆的定位。4.根据权利要求1所述的基于物联网的电缆井环境监测方法，其特征在于，所述步骤(3)中电缆井的环境温湿度信息采用光纤温湿度传感器进行数据测量分析。5.根据权利要求1所述的基于物联网的电缆井环境监测方法，其特征在于，所述步骤(3)中通过光纤光栅解调仪获取光纤温湿度传感器反射光纤光信号的电缆井周边环境...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴先玉，肖安南，张城玮，张蔚翔，丁钧，张茂君，王滢，宋波，李虹，周晖，刘莉，陈强松，陶欣，曹艳萍，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司滁州供电公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34