一种用于高压电缆附件安装的监控系统的制作方法

专利2022-05-09  1


本发明实施例涉及监控技术,尤其涉及一种用于高压电缆附件安装的监控系统。



背景技术:

高压电缆附件包括终端、连接头以及塞止接头,安装高压电缆的连接头时,施工过程中的环境因素是影响110kv及以上电压等级电缆质量的重要因素之一,在高压电缆附件安装过程中,如果安装环境中的湿度大、粉尘严重,则高压电缆绝缘层的表面容易附着水分或者小杂质,高压电缆长期运行后,容易引起水树枝和局部放电的发生,从而引发高压电缆故障。

为保证高压电缆附件安装工程的顺利开展以及工程完毕后电缆线路的平稳运行,必须进行相关安装环境的控制,现有技术中通常通过现场巡检的方式进行安装环境的监控,运维人员的管控压力大。



技术实现要素:

本发明提供一种用于高压电缆附件安装的监控系统,以实现对高压电缆的安装环境及安装状态进行有效监控,以及对监控数据进行有效存储,达到通过后台管理的方式减少现场运维人员管控压力的目的。

发明实施例提供了一种用于高压电缆附件安装的监控系统,包括视频监控单元、数据交互单元和监控平台,所述数据交互单元与所述视频监控单元以及所述监控平台通信连接,

所述视频监控单元用于获取高压电缆接头处的监控图像,根据所述监控图像判断所述高压电缆接头的表面是否附着水汽、杂质,

所述数据交互单元用于向所述监控平台发送所述视频监控单元的对所述高压电缆接头的判断结果。

进一步的,还包括环境监控单元,所述环境监控单元通过数据交互单元与所述监控平台通信连接,

所述环境监控单元用于监控并向所述监控平台发送所述高压电缆的安装环境状态,所述安装环境状态包括温度、湿度以及粉尘含量。

进一步的,所述视频监控单元包括摄像头和机械臂,所述摄像头与所述机械臂固定连接,

所述机械臂用于带动所述摄像头获取所述高压电缆接头周向的监控图像。

进一步的,所述摄像头配置有补光灯。

进一步的,所述视频监控单元还用于根据所述监控图像判断所述高压电缆是否安装完成。

进一步的,还包括显示屏,所述显示屏通过数据交互单元与所述监控平台通信连接,

所述显示屏配置在所述高压电缆的安装环境内,用于接收并显示所述监控平台发送的施工决策。

进一步的,还包括交换机,

所述数据交互单元通过所述交换机与所述监控平台通信连接。

进一步的,所述监控平台还配置有数据库,

所述数据库用于存储接收到的,对所述高压电缆接头的判断结果。

进一步的,所述视频监控单元还用于向所述监控平台发送视频监控数据,

所述数据库还用于存储接收到的所述视频监控数据。

进一步的,所述监控平台还用于将接收到的针对同一高压电缆的视频监控数据以及高压电缆接头的判断结果进行归档。

与现有技术相比,本发明的有益效果为:本发明提出的监控系统配置有视频监控单元、数据交互单元以及监控平台,通过视频监控单元可以实现针对高压电缆接头表面是否附着水汽以及杂质的判断,通过数据交互单元,监控单元可以获取安装高压电缆附件过程中,高压电缆接头处的状态。

通过监控系统,运维人员可以在不亲临施工现场的情况下了解施工现场待安装高压电缆附件的高压电缆接头的状态,同时做出施工决策,进而减轻了运维人员的管控压力。

附图说明

图1是实施例中的一种监控系统结构框图;

图2是实施例中的另一种监控系统结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是实施例中的一种监控系统结构框图,参考图1,本发明提出一种用于高压电缆安装的监控系统,包括视频监控单元100、数据交互单元200和监控平台300。

数据交互单元200与视频监控单元100以及监控平台300通信连接。视频监控单元100用于获取高压电缆接头处的监控图像,根据监控图像判断高压电缆接头的表面是否附着水汽、杂质。数据交互单元200用于向监控平台300发送视频监控单元100生成的高压电缆接头的判断结果。

示例性的,本实施例中,视频监控单元设置在高压电缆的安装环境内,视频监控单元配置有视频监控前端和视频监控后端,视频监控前端包括摄像头,视频监控后端包括视频监视器,摄像头可以获取安装环境内的视频图像,视频监视器可以显示摄像头拍摄的视频图像,以达到视频监控的目的。

示例性的,本实施例中,监控平台作为整个监控系统的后台,运维人员可以根据监控平台获取的高压电缆接头的判断结果作出相应的施工决策。本实施例中,一个监控平台可以与多个数据交互单元相连接,接收多个施工现场的监控数据。

示例性的,本实施例中,数据交互单元可以为位于施工现场的本地服务器、客户端或者通信设备等,数据交互单元可以与监控平台进行数据交互。

作为一种可实施方案,监控系统还可以包括交换机,数据交互单元通过交换机与监控平台通信连接。

本实施例中,通过视频监控单元可以对安装人员进行高压电缆的安装过程进行监控,以及对安装高压电缆前,对高压电缆的状态进行监控,例如在操作人员未进行安装作业前,视频监控单元可以判断高压电缆接头的表面是否附着水汽、杂质。

示例性的,本实施例中,高压电缆的安装环境可以为半封闭环境(例如隧道环境)或者封闭环境(例如封闭安装房)。

具体的,视频监控单元判断高压电缆的状态包括:

步骤1.视频监控单元获取高压电缆接头表面的监控图像。

示例性的,本步骤中,视频监控单元中的摄像头可以移动至高压电缆接头的附近,对接头的表面进行拍摄,完成拍摄后,视频监控单元可以从视频流中截取出一帧监控图像,基于该幅监控图像判断接头的表面是否附着水汽或者杂质。

步骤2.视频监控单元对监控图像进行图像处理,判断高压电缆接头的表面是否附着水汽、杂质。

示例性的,本实施例中,通过图像处理的方式判断接头的表面是否附着水汽或者杂质。

示例性的,本实施例中,高压电缆附件为连接头,高压电缆接头为待安装连接头的高压电缆的末端,其中,根据连接头安装的不同阶段,接头处的外表面可以为高压电缆的线芯表面、防水带表面、铜屏蔽层表面或者pvc保护带表面等。

示例性的,高压电缆的接头处的包裹层通常具有一定的憎水性,当高压电缆接头的表面生成水汽时,一般以水珠的形式附着在接头的表面,很少以水片或者水膜的形式附着在接头的表面,同时受安装环境中光线的影响,接头表面水珠的一侧边界通常具有一定面积的阴影,本实施例中,通过判断接头表面是否附着水珠,推断出接头表面是否附着水汽。

具体的,本步骤中,图像处理的具体方式包括:

s11.对监控图像进行灰度处理,得到灰度图像。

s12.获取灰度图像中,每行像素的灰度值,根据每行像素的灰度值判断接头的表面是否附着水珠。

示例性的,本步骤中,获取一行中像素的灰度值后,判断是否存在两相邻像素的灰度值发生突变、位于突变像素前若干列像素的灰度值是否相近、位于突变像素后若干列像素的灰度值是否相近。若该行像素中存在两相邻像素的灰度值发生突变、位于该突变像素前若干列像素的灰度值相近、位于突变像素后若干列像素的灰度值相近,则将该行像素标记为突变像素行。例如,若一行的像素坐标包括(33,15)、(33,16)…(33,40),其中的像素灰度值包括20、21、22、20、21、21…20、190、191…195,则将该行像素标记为突变像素行,若一幅灰度图像中包含多行突变像素行,则判断接头的表面附着有水珠。

s13.将灰度图像作为输入,利用神经网络模型判断接头的表面是否附着杂质。

示例性的,本步骤中,可以将附着有杂质(例如粉尘颗粒)的接头图像作为训练样本,生成神经网络模型,进而通过神经网络模型判断接头的表面是否附着杂质。

作为一种可实施方案,步骤2中,述视频监控单元还可以用于根据监控图像判断高压电缆是否安装完成。

示例性的,高压电缆附件,即连接头具体特定的形状,本实施例中,可以将高压电缆接头的灰度图像作为输入,利用神经网络模型判断灰度图像中是否存在连接头,进而判断高压电缆附件是否安装完成。

步骤3.视频监控单元将判断结果发送至数据交互单元中。

示例性的,本步骤中,视频监控单元将针对接头的判断结果,即接头的表面是否附着有水汽或者杂质发送给数据交互单元中,数据交互单元将上述结果发送至监控平台内。

本实施例提出的监控系统配置有视频监控单元、数据交互单元以及监控平台,通过视频监控单元可以实现针对高压电缆接头表面是否附着水汽以及杂质的判断,通过数据交互单元,监控单元可以获取安装高压电缆附件过程中,高压电缆接头处的状态。通过监控系统,运维人员可以在不亲临施工现场的情况下了解施工现场待安装高压电缆附件的高压电缆接头的状态,同时做出施工决策,进而减轻了运维人员的管控压力。

示例性的,作为一种可实施方案,本实施例中,视频监控单元包括摄像头和机械臂,摄像头与机械臂固定连接,机械臂用于带动摄像头获取高压电缆接头周向的监控图像。

示例性的,机械臂可以带动摄像头移动至高压电缆接头的附近,并带动摄像头沿高压电缆接头的轴线旋转,使摄像头可以获取高压电缆接头周向的监控图像。

示例性的,视频监控单元可以根据高压电缆接头周向不同位置的监控图像判断接头处是否附着水汽或者杂质,通过针对高压电缆接头360°图像的处理,可以避免水汽或杂质的漏检,提高视频监控的可信性。

作为一种可实施方案,摄像头还可以配置补光灯,补光灯用于向高压电缆接头处的位置提供一定强度的光照。

示例性的,通过补光灯,摄像头可以向接头处照射具有一定倾斜角度的光线,可以使接头表面水珠的边界具有阴影或提高水珠边界阴影的对比度,进而提高图像处理的准确度。

图2是实施例中的另一种监控系统结构框图,参考图2,作为一种可实施方案,监控系统还包括环境监控单元400,环境监控单元400通过数据交互单元200与监控平台300通信连接。环境监控单元400用于监控并向监控平台300发送高压电缆的安装环境状态,安装环境状态包括温度、湿度以及粉尘含量。

示例性的,环境监控单元400可以包括温度传感器、湿度传感器以及粉尘传感器。温度传感器用于测量安装环境的温度、湿度传感器用于测量安装环境的湿度、粉尘传感器用于测量安装环境中的粉尘浓度。

参考图2,监控系统还包括显示屏500,显示屏500通过数据交互单元200与监控平台300通信连接。显示屏500配置在高压电缆的安装环境内,用于接收并显示监控平台300发送的施工决策。

示例性的,图2所示的监控系统中,视频监控单元可以通过数据交互单元与监控平台实现数据交互,图2所示的监控系统的工作过程包括:

步骤1.监控平台获取环境监控单元发送的安装环境的温度、湿度以及粉尘含量。

步骤2.监控平台判断安装环境的温度、湿度、粉尘含量是否超过设定的阈值,温度变化量是否超过变化阈值,若温度、湿度、粉尘含量超过设定的阈值或者温度变化量、湿度变换量以及粉尘浓度变化量超过变化阈值则执行步骤3,否则执行步骤6。

示例性的,本步骤中,监控平台首先判断安装环境的温度、湿度以及粉尘含量,若安装环境中的湿度以及粉尘浓度为超过设定的阈值,通常情况下,若安装环境为封闭环境,则高压电缆接头的表面不会出现水汽或者杂质,为提高对安装环境判定的准确性,同时结合温度变化量、湿度变化量以及粉尘浓度变化量进行判定。

具体的,若在安装环境搭建完成的初始时刻,温度、湿度以及粉尘含量未超过设定的阈值,且在施工过程中,安装环境中的温度变化量、湿度变化量以及粉尘度变化量未超过设定的变化阈值则无需进行步骤3中对高压电缆接头表面的图像处理,可以简化监控系统的工作过程,减少向运维人员发送的决策依据,便于运维人员生成施工决策。

若施工过程中,安装环境中的温度变化量、湿度变化量以及粉尘度变化量超过设定的变化阈值,则执行步骤3中对高压电缆接头表面的图像处理,判断高压电缆接头的表面是否出现水汽或者杂质。

步骤3.视频监控单元接收监控平台发送的高压电缆接头图像获取指令,采集高压电缆接头表面的监控图像。

步骤4.视频监控单元对监控图像进行图像处理,判断高压电缆接头的表面是否附着水汽、杂质。

示例性的,本步骤中,可以步骤s11、s12、s13记载的技术方案判断高压电缆接头的表面是否附着水汽或者杂质。

作为一种可实施方案,判断接头的表面是否附着水汽时,还可以采用如下方式:

s21.对监控图像进行灰度处理,得到灰度图像。

s22.按照设定的阈值对灰度图像进行二值化处理,得到二值化图像。

s23.对二值化图像进行边缘提取,根据提取出的轮廓线判断接头的表面是否附着有水珠。

示例性的,经过步骤s22,将灰度图像中较暗的区域与其余区域进行划分,本步骤中,对二值化图像中图形进行边缘提取,判断提取出的轮廓线是否包括月牙形轮廓,若包括,则判定接头的表面附着有水汽。

示例性的,本步骤中,可以通过canny算子进行边缘提取。

步骤5.监控平台接收视频监控单元的判断结果。

作为一种可实施方案,本实施例中,监控平台中还可以配置数据库,数据库用于存储接收到的,对高压电缆接头的判断结果。视频监控单元还用于向监控平台发送视频监控数据,数据库还用于存储接收到的视频监控数据。监控平台还用于将接收到的针对同一高压电缆的视频监控数据以及高压电缆接头的判断结果进行归档。

示例性的,本实施例中,也可以配置多个监控平台,一个监控平台可以与多个数据交互单元相连接,接收多个施工现场的监控数据。

示例性的,本步骤中,监控平台中的数据库可以配置多个监控数据账户,每个监控数据账户对应一个施工现场或者对应一根高压电缆,监控平台可以采用多端数据同步技术实现数据的存储,将每个施工现场的监控数据存储至对应的监控数据账户中,实现归档,同时将监控数据更新至每个监控平台中。本步骤中的多端数据同步技术属于现有技术,其具体的交互过程不再赘述。

通过多端数据同步技术可以保证不同监控平台中存储数据的一致性,当运维人员使用不同的监控平台时,可以获取相同的、最新时刻的监控数据,便于运维人员作出准确有效施工决策。

步骤6.监控平台获取施工决策,并将施工决策发送至显示屏进行显示。

示例性的,运维人员可以将施工决策输入至监控平台中,监控平台可以将施工决策发送到对应施工现场的显示屏内进行显示,进行高压电缆附件安装施工时,安装人员可以根据显示屏提示的施工决策进行施工。

示例性的,图2所示的监控系统中,监控平台的内部配置有数据库,通过数据库可以对施工过程中的监控数据进行存储,若在安装或者交付使用过程中出现高压电缆故障,则可以通过数据库调出该高压电缆的监控数据,便于确定故障的原因及相关人员的定责。

注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

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