【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电缆安全防护，具体是一种自组网的地下电缆防外破告警方法、装置及系统。
技术介绍
1、与架空线路相比，地下高压电缆不仅可以有效提高城市土地的利用率和美观性，还可以增强城市电网的可靠性和传输能力，因此近年来地下高压电缆在城市中的应用率越来越高。但由于电缆埋于地下，容易收到市政等工程施工的外部破坏。一旦地下高压电缆遭到破坏，不仅会引起大面积停电，还有可能造成人员触电等风险。因此地下高压电缆的防外破是电网安全运行的重要保障工作之一。
2、目前常见的防外破装置，通常是单个设备独立运行，一方面容易造成误判告警；另一方面当设备自身掉电或故障时，难以及时发现。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供一种自组网的地下电缆防外破告警方法、装置及系统，该系统由多个相同的地下电缆防外破告警装置组成，这些地下电缆防外破告警装置可以自动组网，并共同对外破事件进行联合判别，从而提高判断的准确性。
2、一种自组网的地下电缆防外破告警装置，包括：控制模块及与控制模块连接的震动传感器、拾音器、lora无线通信模块和报警模块；
3、所述震动传感器，用于检测地下电缆周边重型机械进行施工时产生的震动信号；
4、所述拾音器，用于检测地下电缆周边重型机械进行施工时产生的声音信号；
5、所述lora无线通信模块，用于临近地下电缆防外破告警装置之间的组网和相互发送信息；
6、所述控制模块，用于将本地下电缆防外破告警装置的震动传感器接收到
7、报警模块，用于接收控制模块的指令进行蜂鸣告警。
8、进一步的，还包括与控制模块连接的4g通信模块，用于与后端运维管理平台进行通信。
9、进一步的，所述4g通信模块每间隔10个地下电缆防外破告警装置进行配置。
10、一种自组网的地下电缆防外破告警系统，包括如上所述的若干地下电缆防外破告警装置及与地下电缆防外破告警装置通信连接的后端运维管理平台；
11、所述后端运维管理平台，用于对地下电缆防外破告警装置下发配置信息，接收地下电缆防外破告警装置上传的告警信息，在后端运维管理平台的界面上实时展示告警信息，并通过无线通信的方式通知相关责任人。
12、进一步的，所述后端运维管理平台，包括控制子模块及与控制子模块连接的地图管理子模块、通信子模块、人机交互子模块以及告警通知子模块；
13、所述地图管理子模块，用于设置地下电缆防外破告警装置的坐标位置，并展示地下电缆和地下电缆防外破告警装置的地理信息；
14、所述控制子模块，是后端运维管理平台的核心模块，通过控制其他各子模块实现后端运维管理平台的整体业务及数据处理；
15、所述通信子模块，用于与各地下电缆防外破告警装置进行数据交互；
16、所述人机交互子模块，用于配置相关数据及告警信息的展示；
17、所述告警通知子模块，用于通过短信通知相关责任人。
18、一种自组网的地下电缆防外破告警方法，其采用上述自组网的地下电缆防外破告警系统进行，所述方法包括如下步骤：
19、步骤一、在地下电缆隧道上方的地表面等间距布置地下电缆防外破告警；
20、步骤二、地下电缆防外破告警上电后，配置有4g通信模块的地下电缆防外破告警自动成为主节点，并通过lora与附近未配置4g通信模块的地下电缆防外破告警进行组网；
21、步骤三、主节点将组网情况上传给后端运维管理平台；
22、步骤四、在后端运维管理平台的地图管理子模块中，录入各地下电缆防外破告警的位置；
23、步骤五、后端运维管理平台将地下电缆防外破告警的位置信息通过各主节点下发给对应的地下电缆防外破告警，每个地下电缆防外破告警si只记录其附近的上下4个节点(si-2、si-1、si+1、si+2)的位置；
24、步骤六、当地下电缆防外破告警中的震动传感器收到的震动信号超过第一阈值m1或拾音器收到的音频信号超过第二阈值m2时，则启动告警判断程序进行判断；
25、步骤七、若判断结果为需要告警，则启动地下电缆防外破告警装置的报警模块进行报警，并通过lora通信模块将告警信息告知主节点；
26、步骤八、主节点将告警信息发送给后端运维管理平台；
27、步骤九、后端运维管理平台基于地图展示告警信息，并通过告警通知子模块通知相关责任人。
28、进一步的，步骤一中将地下电缆防外破告警均匀的布置于地下电缆隧道的两侧。
29、进一步的，步骤六具体包括：
30、步骤(1)将当前的震动信号zi(t)和拾音器数值yi(t)传送给相邻的四个相邻的地下电缆防外破告警(si-2、si-1、si+1、si+2)，并激活相邻的地下电缆防外破告警主动回传其当前的震动信号和拾音器数值；
31、步骤(2)接收相邻地下电缆防外破告警回传其当前的震动信号和拾音器数值；
32、步骤(3)综合本地下电缆防外破告警及相邻地下电缆防外破告警震动传感器采集的震动信号和拾音器采集的声波信号数值进行判断。
33、进一步的，步骤(3)具体判断方法为：
34、(3.1)基于声波信号对震动信号进行调整矫正：
35、zi-1’(t)＝zi-1(t)*yi-1(t)*yi(0)/(yi-1(0)*yi(t))
36、zi-2’(t)＝zi-2(t)*yi-2(t)*yi(0)/(yi-2(0)*yi(t))
37、zi+1’(t)＝zi+1(t)*yi+1(t)*yi(0)/(yi+1(0)*yi(t))
38、zi+2’(t)＝zi+2(t)*yi+2(t)*yi(0)/(yi+2(0)*yi(t))
39、其中，yi(0)表示无噪声时地下电缆防外破告警装置si中拾音器的基底音频信号数值；
40、(3.2)判断当前震动量z’(t)＝zi’(t)+ki-1*zi-1’(t)/di-12+ki-2*zi-2’(t)/di-22+ki+1*zi+1’(t)/di-12+ki+2*zi+2’(t)/di+22是否超过瞬时震动阈值mt；其中，d为相邻防地下电缆防外破告警装置到当前防外破告警装置的距离，k为与地层结构相关的调整因子，依据经验在0.5～5直接选择；当z’(t)＞mt时，发出告警；当z’(t)≤mt时，跳到步骤(3.3)；
41、(3.3)判断累积震动量z″(t)是否超过累积震动阈值m1。
42、
43、当z″(t)＞m1时，发出告警。
44、本专利技术具有如下有益效果：
45、本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自组网的地下电缆防外破告警装置，其特征在于：包括控制模块及与控制模块连接的震动传感器、拾音器、Lora无线通信模块和报警模块；
2.如权利要求1所述的自组网的地下电缆防外破告警装置，其特征在于：还包括与控制模块连接的4G通信模块，用于与后端运维管理平台进行通信。
3.如权利要求1所述的自组网的地下电缆防外破告警装置，其特征在于：所述4G通信模块每间隔10个地下电缆防外破告警装置进行配置。
4.一种自组网的地下电缆防外破告警系统，其特征在于：包括如权利要求1-3任一项所述的若干地下电缆防外破告警装置及与地下电缆防外破告警装置通信连接的后端运维管理平台；所述后端运维管理平台，用于对地下电缆防外破告警装置下发配置信息，接收地下电缆防外破告警装置上传的告警信息，在后端运维管理平台的界面上实时展示告警信息，并通过无线通信的方式通知相关责任人。
5.如权利要求4所述的自组网的地下电缆防外破告警系统，其特征在于：所述后端运维管理平台，包括控制子模块及与控制子模块连接的地图管理子模块、通信子模块、人机交互子模块以及告警通知子模块；
<...【技术特征摘要】
1.一种自组网的地下电缆防外破告警装置，其特征在于：包括控制模块及与控制模块连接的震动传感器、拾音器、lora无线通信模块和报警模块；
2.如权利要求1所述的自组网的地下电缆防外破告警装置，其特征在于：还包括与控制模块连接的4g通信模块，用于与后端运维管理平台进行通信。
3.如权利要求1所述的自组网的地下电缆防外破告警装置，其特征在于：所述4g通信模块每间隔10个地下电缆防外破告警装置进行配置。
4.一种自组网的地下电缆防外破告警系统，其特征在于：包括如权利要求1-3任一项所述的若干地下电缆防外破告警装置及与地下电缆防外破告警装置通信连接的后端运维管理平台；所述后端运维管理平台，用于对地下电缆防外破告警装置下发配置信息，接收地下电缆防外破告警装置上传的告警信息，在后端运维管理平...
【专利技术属性】
技术研发人员：付涵，艾永恒，仇龙，杨斌，刘剑星，姚星辰，严一涛，高新昀，谢诚，陈阳，毛永彬，刘吴旸，陈龙飞，何志军，李欣然，袁鹏飞，邓罡，涂京，程旸，李文佩，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司武汉供电公司，
类型：发明
国别省市：
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