朱小超 张建伟 兰宵 周宇
云南电网有限责任公司红河供电局，云南省蒙自市 661100
摘要: 本实用新型装置公开了一种变电站电缆沟小动物监测报警装置，旨在提供一种变电站电缆沟内小动物实时监测报警装置，实时保证电缆孔洞不受小动物破坏。其主要包括直流电源、红外传感器、Arduino处理器、4G通信模块、移动终端。直流电源对红外传感器、Arduino处理器、4G通信模块、持续供电；红外传感器安装于电缆沟内电缆支架下方，每一层电缆支架安装一个红外传感器并与 Arduino处理器连接，Arduino处理器分别通过数据线与4G通信模块连接；每当有小动物通过红外传感器所监测的范围内时，红外传感器将模拟信号传递至Arduino处理器进行分析转换，Arduino处理器将模拟量转换为数字量传输至4G通信模块；在Arduino处理器内对所连各红外传感器进行编号，当某一编号传感器被遮挡时，Arduino处理器触发4G通信模块发送带有传感器编号的短信至移动终端，告知变电站值班人员进行现场检查，保证变电站电缆沟电缆孔洞检查的实时性。
关键词：监测报警；红外传感；处理器；通信；移动终端
一、技术领域
本实用新型装置涉及变电运行技术领域，用于实时监测变电站电缆入口处小动物情况，实时为变电运维人员提供报警信息，防止小动物进入配电室、继电保护室。
二、背景技术
近年来，变电站内因小动物而引起的各类事故事件时有发生，因小动物进入配电室或保护室，造成设备短路进而引起经济损失或人身伤害，严重威胁着电网的安全稳定运行。造成此类小动物事件的根源在于对保护室、配电室电缆入口处的监测不到位，使得小动物通过电缆孔进入到室内而没有及时发现。
目前，变电站对于防小动物的检查仅采用传统的每季度开展一次的方式，未能实时监测到电缆入口的小动物情况。
三、实用新型装置的内容
本实用新型装置的目的旨在克服现有变电运维方式存在的不足，提供了一种变电站电缆沟小动物实时监测报警装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型装置是通过以下技术方案实现的：
本实用新型装置所述的一种变电站电缆沟小动物实时监测报警装置，包括直流电源、红外传感器、Arduino处理器、4G通信模块和移动终端；所述直流电源对所述红外传感器、Arduino处理器、4G通信模块持续供电；所述红外传感器安装于电缆沟每一层电缆支架上并与所述Arduino处理器连接，所述Arduino处理器分别通过数据线与4G通信模块连接；所述红外传感器通过小动物经过时遮挡红外射线的方式采集信号并以模拟量的方式传输至所述Arduino处理器进行分析转换，所述Arduino处理器将模拟量转换为数字量传输至所述4G通信模块；所述Arduino处理器内写入各所述红外传感器对应编号，当对应所述红外传感器将信号传输至所述Arduino处理器时，所述Arduino处理器触发所述4G通信模块发送带有对应编号红外传感器的短信至手机终端，告知变电站运维人员电缆孔处存在小动物，并通过编号获得具体位置信息。
本实用新型装置所述的一种变电站电缆沟小动物实时监测报警装置的工作原理：各种小动物进入配电室、保护室主要是从电缆沟通过未封堵好的电缆孔洞进入的，而每一层电缆支架又是小动物进入室内的必经之路，因此可以在每层电缆支架上设置传感器来实时监测小动物活动情况。红外传感器感应出的信号为模拟量信号，传输至Arduino处理器，Arduino处理器将模拟量转换为数字量并传输，由于已在Arduino处理器中已写入各红外传感器编号，当对应红外传感器将信号传输至所述Arduino处理器时，Arduino处理器触发4G通信模块并发送带有对应编号红外传感器的短信至移动终端，变电站运行人员通过短信通知及时检查电缆孔封堵情况，避免设备事故发生。
与传统的防小动物检查方式相比，本实用新型装置的优点在于：采用变电站电缆沟小动物实时监测报警装置能够使变电运行人员无须下电缆沟进行小动物检查，便可对电缆沟内小动物情况进行实时监测，能够安全、快速、有效的监测电缆沟内的小动物情况。及时有效的避免设备、人身事故发生，进而保障电网稳定运行。
四、附图说明
为了更清楚地说明本实用新型装置实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型装置的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本实用新型装置的原理示意图。
五、具体实施方式
下面将结合本实用新型装置实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付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。
图1所示述一种变电站电缆沟小动物实时监测报警装置，包括直流电源4、红外传感器3、Arduino处理器2、4G通信模块1和移动终端5，所述直流电源1对所述红外传感器3、Arduino处理器2、4G通信模块1持续供电；所述红外传感器3安装于电缆沟每一层电缆支架上并与所述Arduino处理器2连接，所述Arduino处理器2分别通过数据线与4G通信模块1连接；所述红外传感器3通过小动物经过时遮挡红外射线的方式采集信号并以模拟量的方式传输至所述Arduino处理器2进行分析转换，所述Arduino处理器2将模拟量转换为数字量传输至所述4G通信模块1；所述Arduino处理器2内写入各所述红外传感器3对应编号，当对应所述红外传感器3将信号传输至所述Arduino处理器2时，所述Arduino处理器3触发所述4G通信模块1发送带有对应编号红外传感器3的短信至手机终端，告知变电站运维人员电缆孔处存在小动物，并通过编号获得具体位置信息。
实施例：如图1所示，将装置安装与变电站电缆沟电缆入口处，红外传感器3固定于每一层电缆支架上，并保持一直带电运行状态，保证不间断采集监测区域内小动物活动迹象；所述直流电源4正负极连接于Arduino处理器2、红外传感器3、4G通信模块1的Vcc端及GND端进行供电；所述红外传感器3的TX端与Arduino处理器2的A2-RX端连接（此项只列举一个传感，其余同理），接收所述红外传感器3触发信息，并通过所述Arduino处理器2将模拟信号转换为数字信号；所述4G通信模块1的TX端与Arduino处理器2的A1-RX连接，所述4G通信模块1的RX端与Arduino处理器2的A1-TX连接，接收Arduino处理器2触发的发信信息。
各模块引脚说明：Vcc为电源正端，GND为各模块电源负端，TX为模块数据发送端，RX为模块数据接收端。
正常情况下，小动物未对红外传感器3遮挡，红外传感器3持续发送“NO”信号至Arduino处理器2，当传感器被遮挡后发送“OFF”；电脑编程设定当Arduino处理器2接收到“OFF”信号时，发送“XX号红外传感器遮挡”至指定号码的移动终端，并将程序写入Arduino处理器2；红外传感器3采集到“OFF”信号传输至Arduino处理器2，经过信号转换后传输至4G通信模块1，发送短信至值班人员手机终端，值班员人迅速对编号传感器进行检查，及时消除小动物事件风险隐患。
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结束语：
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
参考文献：
[1]王显平，发电厂、变电站二次系统及继电保护测试技术，中国电力出版社，2006.
[2]王国光，变电站综合自动化系统二次回路及运行维护，中国电力出版社，2005，09.?
[3]邓崇运，浅析变电站直流控制系统的运行维护和接地故障处理[J].科技经济导刊业,2018,26(34)
作者信息：
姓名：朱小超；出生年：1996年；性别：男；职称：副值班员；学位：学士学位；当前从事的研究或工作：变电站值班员；
姓名：张建伟；出生年：1991年；性别：男；职称：助理工程师；学位：学士学位；当前从事的研究或工作：变电站值班员；
姓名：兰宵；出生年：1990年；性别：男；职称：助理工程师；学位：学士学位；当前从事的研究或工作：变电站值班员；
姓名：周宇；出生年：1990年；性别：男；职称：助理工程师；学位：学士学位；当前从事的研究或工作：变电站值班员；