一种电缆桥架自动化监测执行系统及其工作方法与流程

1.本发明涉及电缆桥架监测技术领域，具体涉及一种电缆桥架自动化监测执行系统及其工作方法。


背景技术：

2.电缆桥架产品是六十年代初，工业发达国家研制出来的一种新型电缆敷设装置。随着电气化，自动化的高度发展，特别是配电方式的改变，地沟直埋和支架敷设电缆已满足不了使用要求，而取而代之的是电缆桥架，从而加快了施工进度，保证了质量，实现了产品的标准化、系列化、通用化。电缆桥架是固定电缆的装置，在石油、化工、电力、轻工、电讯等行业广泛应用，主要用于过空电力电缆、控制电缆、照明线路、电讯电缆的敷设。
3.现有的电缆桥架包括u形本体和盖板，使用时将电缆铺设在u形内体内，然而电缆桥架长期处于封闭状态，如果电缆内部的电缆遇到发热或被损坏时不能够被及时发现，且电缆发生损坏后检修也极其不便。且长期处于寒冷、潮湿或者炎热环境下，电缆容易出现冻裂、发霉以及燃烧等不同性质的损坏情况，且长期处于密闭环境，容易出鼠类、蛇类等小动物进入咬坏电缆，虽然现有技术存在对电缆桥架内监测的技术，但多数功能单一，存在很大的隐患，且多数没有自动采取执行措施的功能，因此研发出一种能够监测电缆桥架内部环境并且自动采取执行操作的智能系统很有必要。
4.公开号为cn113049111a的专利公开了提供了一种基于互联网的电缆桥架的监测系统及方法，通过等间距开设在电缆桥架底面的散热通孔，与安装在散热通孔内电缆夹持装置配合，使相邻两个电缆夹持装置之间的电缆固定并拉直，且导热夹持件的底部端面涂覆有热敏图形层，在导热夹持件温度超过变色阈值时显示预制热敏图形。在收到测温指令后，远程采集装置的图像采集组件沿电缆桥架方向移动，在沿电缆桥架方向移动时，采集电缆桥架底部的可见光图像和散热通孔底部的热红外图像，云端计算模块基于采集的热红外图像和可见光图像计算电缆桥架内部各个电缆的温度，并通过网络传输至远程管理端，最终基于互联网实现对电缆桥架的远程测温。但该发明只能实现电缆桥架内的远程测温功能，功能单一，不能实现多功能监测，公开号为cn110048347a的专利公开了提供了一种电力电缆桥架巡检系统，包括桥架机构、设置在桥架机构上的开盖机构、设置在桥架机构内的轨道机构、设置在轨道机构上的巡检机构以及用于对巡检机构放线的收放机构；所述巡检机构包括设置在轨道机构上的移动底座，所述移动底座上设置控制机构、电源机构和监测机构，所述控制机构和监控中心通信连接。本发明可以对桥架机构的电缆进行巡检，完成对内部温湿度、烟雾的监测，同时能够反馈回内部图像供工作人员观看以及故障时查找故障点，可以很轻松完成对桥架机构内的巡视检查，但是只能完成桥架内部的监测，不能做出处理，只能通过人工进行异常情况处理，效率低下。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种电缆桥架自动化监测执行系统及其工作方法，通过设置监测模块实时监测封闭式电缆桥架内/外部环境，及时将监测信息传输至监控管理终端，同时自带执行模块，可以对异常情况做出应急处理，避免电缆受到破坏。
6.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种电缆桥架自动化监测执行系统及其工作方法，包括：监测模块：用以监测电缆桥架内/外部多种环境指标，包括温湿度传感器、红外探测器、烟雾传感器、雨雪感应器和环境记录仪；控制器：用以收集处理所述监测模块传输的实时信息，所述控制器与所述监测模块连接；执行模块：与所述控制器连接，用以对所述控制器发出的操作指令做出执行，包括出风机、除湿机、警示装置、自动灭火装置、加热器和霉菌清除装置；电源模块：与所述监测模块、控制器和执行模块连接，用以提供所述监测模块、控制器和执行模块工作所需电能，包括蓄电池和光伏发电装置；监控管理终端：与所述控制器通过网络连接，用以远程操作控制器。
7.进一步的，所述温湿度传感器、红外探测器、烟雾传感器和环境记录仪数量均为多个，多个所述温湿度传感器、红外探测器、烟雾传感器和环境记录仪均匀设置在电缆桥架本体内部。
8.进一步的，所述警示装置为声光报警器。
9.进一步的，所述自动灭火装置为干粉灭火器。
10.进一步的，所述霉菌清除装置包括干冰清洁剂投放容器、霉菌消毒剂投放器和霉菌抑制剂投放器。
11.进一步的，所述移动终端设备包括台式电脑、平板电脑、智能手机。
12.进一步的，所述监控管理终端包括台式电脑、平板电脑和智能手机。
13.进一步的，所述的一种电缆桥架自动化监测执行系统工作方法具体工作步骤为：s1:通过监测模块对电缆桥架内/外部各种环境指标进行监测；s2:监测模块将监测信息传输至控制器；s3:控制器将监测信息通过互联网传输至监控管理终端，同时控制执行模块自动做出相应执行操作；s4:运行人员根据监控管理终端的监测信息对电缆桥架内/外环境进行实时监控，必要时可作出相应措施。
14.进一步的，所述步骤s1中监测模块对电缆桥架内/外部各种环境指标的监测具体包括：a、温湿度数据监测；b、小动物闯入监测；c、烟雾火情监测；d、桥架外雨雪环境监测；e、桥架内部电缆表面情况监测。
15.进一步的，所述步骤s3中执行模块做出的具体执行操作包括：f、出风机吹风，加速电缆桥架内部空气流通，对电缆桥架内部降温；g、除湿机对电缆桥架内部进行除湿，降低电缆桥架内部湿度，保证内部电缆干燥；h、声光报警器发出声音和亮光，对电缆桥架内部闯入的小动物进行警示驱逐；
i、有烟雾或者火情信号时，控制器控制自动设置的干粉灭火器对电缆进行灭火；j、雨雪感应器感应到电缆桥架外部有雨雪覆盖时，加热器工作对电缆桥架表面加热，避免雨雪堆积造成冻融；k、当监测到电缆线表面出现霉菌时，启动霉菌清除装置对电缆表面的霉菌进行清除。
16.进一步的，所述霉菌清除装置工作的具体步骤为：t1、启动干冰清洁剂投放器对待清理的电缆表面喷洒干冰进行清洁处理；t2、对进行清洁处理后的电缆喷洒霉菌消毒剂；t3、对消毒后的电缆喷洒霉菌抑制剂。
17.当封闭性电缆桥架采用了较厚的绝热材料时，随之带来的问题是当电缆正常通电时其内部温升会比较高，会形成安全隐患，如何在保证电缆桥架防火安全的同时，控制其内部正常温升是运转电缆设施必须解决的问题。因此，对于采用了保护装置的电缆桥架如何通过实验测试其正常运行时内外温差，或者说其在特定外界温度下，内部最高会达到的温度，并采取一定的降温措施，对于保障电缆安全运行是很重要的。
18.通常电缆桥架都是架设在室外，而目前在室外架设的电缆桥架通常会有老鼠钻进去，进入电缆桥架的老鼠可能会对啃食线缆，很容易造成线缆的损坏，严重的会引起线缆的短路，更甚至发生因短路而导致火灾事故的发生。
19.另外，我国南方及东部沿海地区，在梅雨季节，空气温度、湿度都比较高，电缆长期处于这种环境很容易滋生霉菌，电缆长霉有以下几方面危害：电缆表面霉菌擦净后，会留下霉菌斑，严重影响电缆外观，同时会使电缆型号、规格等信息模糊难以辨识；霉菌覆盖在电缆护套表面，会消耗护套内营养物质(如添加剂)维持自身生长，加速电缆老化，影响电缆的介电性能，目前无专门针对电缆发霉的治理技术，通常采取纠正性措施，对电缆发霉的区域进行擦拭去除霉菌。这种方式存在较多的弊端：(1)电缆除霉需要人工擦除，工作量大，效率低；(2)除霉效果差，对堆叠电缆缝隙之间的霉菌难以清理；(3)无法彻底杀灭残留霉菌和对霉菌长效抑制，霉菌短时间重复生长；(4)对管理的区域和措施缺乏针对性，导致霉菌长期生长蔓延，霉菌过度消耗电缆添加剂，导致电缆加速老化。
20.另外，在高寒地区户外使用的桥架，必须要考虑到寒冷天气，以及雨雪天气的情况下，对电缆桥架带来的危害，过渡寒冷的天气可能会影响电缆的安全性，容易在检修电缆时导致电缆因寒冷变的硬脆而损坏，同时大量的雨雪天气，很容易在电缆桥架上积雪与积水，且长期的积雪与积水很容易导致电缆桥架被冻住，无法打开，或者积雪融化后形成的积水渗入至电缆桥架内，可能会对线缆造成损坏。
21.而现有的电缆桥架内部检测技术多为只针对解决一方面的问题而设计，无法完成在复杂环境条件下的监测，同时大都缺少应急执行措施，当出现问题是不能够第一时间自动解决，需要依靠监控终端派人进行检修，具有一定的滞后性，效率低，且不能避免一下紧急情况的发生，从而造成电缆的破坏。
22.本发明的有益效果是：本发明通过监测模块分散设置多个温湿度传感器测量电缆桥架内部的温度和湿度，并且做出相应的降温或者除湿措施，从而避免电缆桥架内部温度过高，造成电缆运行温度过高从而引发火灾，降低电缆桥架内部湿度，使电缆桥架内保持干燥，保证电缆正常运行。
23.另外，本发明通过设置红外探测器和声光报警器，当有老鼠等小动物进入电缆桥架内时可以发出声音和亮光对其进行驱逐，避免对电缆的啃噬，减少电缆损坏。
24.另外，本发明通过设置烟雾传感器，当电缆桥架内部发生火灾隐患时可以及时利用自动灭火装置启动干粉灭火器进行及时灭火，阻止火势蔓延造成更大的损失。
25.另外，通过雨雪感应器和加热器的配合使用，可以避免电缆桥架在雨雪寒冷天气发生冻融，保证内部温度不致过低，从而防止电缆线冻僵发生脆性破坏。
26.另外，设置霉菌清除装置，可以有效清除电缆线表面的霉菌，延长电缆使用寿命。
27.另外，本发明通过设置监控管理终端，通过将监测结果直接传输到台式电脑、平板电脑或智能手机上，工作人员可以直观快速的查看所述管辖范围内电缆桥架内的情况，及时作出具体检修或者抢修措施。
附图说明
28.下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
29.图1是本发明的结构示意图；图2是霉菌清除装置的结构示意图；图3是本发明的工作步骤。
具体实施方式
30.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图1
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3，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.实施例一一种电缆桥架自动化监测执行系统及其工作方法，包括：监测模块：用以监测电缆桥架内/外部多种环境指标，包括温湿度传感器、红外探测器、烟雾传感器、雨雪感应器和环境记录仪；控制器：用以收集处理所述监测模块传输的实时信息，所述控制器与所述监测模块连接；执行模块：与所述控制器连接，用以对所述控制器发出的操作指令做出执行，包括出风机、除湿机、警示装置、自动灭火装置、加热器和霉菌清除装置；电源模块：与所述监测模块、控制器和执行模块连接，用以提供所述监测模块、控制器和执行模块工作所需电能，包括蓄电池和光伏发电装置；监控管理终端：与所述控制器通过网络连接，用以远程操作控制器。
32.本发明中，所述温湿度传感器、红外探测器、烟雾传感器和环境记录仪数量均为多个，多个所述温湿度传感器、红外探测器、烟雾传感器和环境记录仪均匀设置在电缆桥架本体内部。
33.本发明中，所述警示装置为声光报警器。
34.本发明中，所述自动灭火装置为干粉灭火器。
35.本发明中，所述霉菌清除装置包括干冰清洁剂投放容器、霉菌消毒剂投放器和霉菌抑制剂投放器。
36.本发明中，所述移动终端设备包括台式电脑、平板电脑、智能手机。
37.本发明中，所述监控管理终端包括台式电脑、平板电脑和智能手机。
38.本发明中，所述的一种电缆桥架自动化监测执行系统工作方法具体工作步骤为：s1:通过监测模块对电缆桥架内/外部各种环境指标进行监测；s2:监测模块将监测信息传输至控制器；s3:控制器将监测信息通过互联网传输至监控管理终端，同时控制执行模块自动做出相应执行操作；s4:运行人员根据监控管理终端的监测信息对电缆桥架内/外环境进行实时监控，必要时可作出相应措施。
39.多个温湿度传感器分散设置在电缆桥架内部，对电缆桥架内部的温度和湿度进行监测，温湿度传感器将感应数值传输到控制器中，控制器通过网络将感应数值信息同步传输至监控管理终端，监控管理终端的工作人员可以实时对电缆桥架内情况进行监测，当温度或者湿度超出控制器设置的阈值范围时，控制器执行操作命令，启动出风机吹风，促进桥架内不空气流通，降低桥架内部温度，避免温度过高影响电缆工作性能，当湿度过高时，启动除湿器进行除湿，保持电缆桥架内部干燥，避免电缆在湿热环境中发生故障和损坏。
40.实施例二通过红外探测器可以感应电缆桥架内部异物的闯入，当有鼠蛇类动物进入电缆桥架内部时，红外探测器发出感应信号并将信号传输至控制器，控制器发出警报指令并通过声光报警器警示装置发出声音及光亮，对小动物造成惊吓，从而实现驱逐的目的，避免了对电缆线路的啃噬，对电缆线起到保护的作用。
41.实施例三通过烟雾传感器的设置，当电缆桥架内部出现烟雾时，烟雾传感器将烟雾信号传输至控制器，控制器对自动灭火装置发出指令，启动干粉灭火器对电缆桥架内部进行喷洒灭火，同时工作人员通过监控管理终端查看桥架内烟雾情况，及时通知检修、抢修人员对电缆桥架进行灭火及后续检修工作，提高工作效率，避免电缆长时间故障影响设备运行。
42.实施例四通过设置雨雪感应器，当出现雨雪等较低温度的天气时，控制器控制加热器启动对电缆桥架内部进行升温，提高电缆桥架内部温度，一方面避免积雪覆盖冻融增加电缆桥架负荷，造成桥架损毁，另外加热可以避免电缆因寒冷变的硬脆而损坏。
43.实施例五环境记录仪将电缆线表面情况实时传输至监控管理终端，作业人员在通过监控管理终端对桥架内部日常巡查时，可以检查电缆线表面情况，若电缆线表面出现霉变情况，工作人员远程操作控制器对电缆线执行霉菌清除操作，具体操作步骤为：t1、启动干冰清洁剂投放器对待清理的电缆表面喷洒干冰进行清洁处理；t2、对进行清洁处理后的电缆喷洒霉菌消毒剂；t3、对消毒后的电缆喷洒霉菌抑制剂。
44.电缆桥架内部的监测模块、控制器和执行模块所需电能由电源模块提供，电源模块包括蓄电池和光伏发电装置两部分，光伏发电装置为监测模块、控制器和执行模块的日常运行提供电能，同时将多余电能储存至蓄电池中，当出现阴雨天气时，蓄电池作为备用电源为监测模块、控制器和执行模块提供电能。
45.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。