10kV電纜井便攜式探測儀的研制

楊恒勇 李海寧 董鉑 武阿林 喬文瑋

摘? 要：科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，為現(xiàn)代化電力系統(tǒng)服務(wù)功能的及電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善提供了重要的技術(shù)支持，逐漸擴(kuò)大了電力產(chǎn)業(yè)規(guī)模。在此形勢影響下，結(jié)合電纜新建、日常維護(hù)的實際發(fā)展?fàn)顩r，可知電纜井排查工作效率的高低影響著電力基礎(chǔ)設(shè)施的正常工作。

關(guān)鍵詞：便攜式免掀蓋10kv電纜井;探測儀;安全隱患;工作效率;應(yīng)用范圍

引言：

為了有效地處理傳統(tǒng)電纜井排查作業(yè)開展中耗時久、工作量大、風(fēng)險系數(shù)高等問題，應(yīng)加強(qiáng)便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀的有效使用，優(yōu)化這種設(shè)備的設(shè)計方案，擴(kuò)大其實際的應(yīng)用范圍，有利于提高電纜井排查工作效率，降低實際操作風(fēng)險發(fā)生的概率，對于電力基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)工作的安全開展具有重要的參考價值。

一、便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀的主要組成部分

由于傳統(tǒng)的電纜井排查工作量大、風(fēng)險系數(shù)高，影響排查工作效率的同時對作業(yè)人員的人身安全帶來了潛在地威脅，因此，需要加強(qiáng)便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀的設(shè)計與開發(fā)，最大限度地滿足電纜井安全排查方面的各種要求。 這種探測儀的主要組成結(jié)構(gòu)包括：①照明燈珠選用T6高亮度白光燈珠，白光色溫 4000～6000K，通光量600～1000 流明，正常工作電流700mA，工作電壓 3.75～5V;②攝像頭采用CMOS 高清鏡頭，自動曝光自動白平衡，圖像格式為 YUY2，圖形色彩24位，可手動對焦，分辨率 640×480 以上，成像速度<0.8s，畸變指數(shù)<2%，物距范圍10mm至無限遠(yuǎn)，幀速 30 幀/s，差值像素可達(dá)1200萬像素;③探測棒采用準(zhǔn)10mm不銹鋼萬向可定型蛇管，管材采用鍍鋅處理，外圍次用熱縮軟管防水包封、

二、便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀設(shè)計與開發(fā)要點(diǎn)分析

1、開發(fā)中所用的軟件

基于便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀設(shè)計與開發(fā)的需要，探測儀開發(fā)中所需的應(yīng)用服務(wù)軟件可以在不同的平臺上進(jìn)行正常的運(yùn)行， 為探測儀服務(wù)功能的完善及實際應(yīng)用范圍的擴(kuò)大帶來了重要的保障作用。 這種軟件的主要優(yōu)勢在于：①具有優(yōu)化的人機(jī)交互界面，服務(wù)效率高;②使用中的可操作性強(qiáng)、操作流程簡單，用戶可以通過打開探測儀攝像頭的方式，實現(xiàn)10kv電纜井檢修過程中的自動拍照，實際的應(yīng)用效果良好。

2、探測儀設(shè)計與開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)

通過對便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀組成結(jié)構(gòu)的深入分析，可知這種探測儀的有效設(shè)計與開發(fā)，對于某些關(guān)鍵技術(shù)依賴程度高。 這些關(guān)鍵技術(shù)主要包括：（1）優(yōu)化探測儀的服務(wù)功能，確定最佳的尺寸。 在確定探測儀最佳設(shè)計尺寸的過程中， 充分地考慮了電纜井檢修中孔洞的具體要求;優(yōu)化探測儀使用中探測頭服務(wù)功能的過程中，充分地考慮了材料的強(qiáng)度大小及耐壓效果; 探測儀照明燈與探測頭設(shè)計中采用了一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計方式， 照明燈的亮度可以自動調(diào)節(jié)，并通過驅(qū)動板的保護(hù)作用，確保了LED 燈具中燈珠良好的使用壽命;（2）探測棒結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。 結(jié)合便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀的結(jié)構(gòu)組成部分及實際的應(yīng)用范圍要求， 在設(shè)計探測幫的過程中，利用集成一體化的設(shè)計理念，實現(xiàn)了探測棒、照明電池、開關(guān)的集成，并結(jié)合人體工學(xué)原理，增強(qiáng)了把持手柄的耐用性。 同時，通過對各組成結(jié)構(gòu)受力效果的分析，構(gòu)建出了可靠的電纜井探測結(jié)構(gòu)模型，為探測棒服務(wù)功能的完善提供了可靠的保障;（3）上位機(jī)程序的有效設(shè)計。 在對探測儀的探測頭進(jìn)行獨(dú)立開發(fā)的過程中，充分地考慮了上位機(jī)程序的有效設(shè)計。通過采取可靠的編程方法，促使開發(fā)探測頭過程中的上位機(jī)程序編寫可以實現(xiàn)拍照時間、工井朝向等重要的命名功能，促使探測頭使用中可以通過上位機(jī)的作用實時了保存拍攝內(nèi)容。同時，為了滿足各種數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)木唧w要求，增強(qiáng)了計算機(jī)與TYPE-C 技術(shù)的連接效果，增強(qiáng)上位機(jī)程序編寫合理性的同時優(yōu)化了其服務(wù)功能。

3、探測儀設(shè)計與開發(fā)中的創(chuàng)新要點(diǎn)

相比傳統(tǒng)的方法完成電纜井探測作業(yè)計劃的實際作用效果， 便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀設(shè)計與開發(fā)中充分地體現(xiàn)了一些重要的創(chuàng)新要點(diǎn)，完善探測儀服務(wù)功能的同時擴(kuò)大了其實際的應(yīng)用范圍， 最大限度地滿足了電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的實際需要。 這些創(chuàng)新要點(diǎn)具體表現(xiàn)在以下方面：（1）這種探測儀使用中省去了掀開電纜井井蓋的步驟，通過孔洞對井蓋內(nèi)部環(huán)境的有效勘察， 提高電纜井探測效率的同時降低了操作風(fēng)險。（2）通過對上位機(jī)程序的有效設(shè)置，實現(xiàn)了平板電腦與TYPE-C 技術(shù)的有效連接，不斷完善了探測儀使用過程中拍照及、智能命名等功能，也增強(qiáng)了實際的操作便捷性。（3）結(jié)合理論驗證及實驗探索的方式，便攜式電纜井探測儀設(shè)計與開發(fā)中有效地設(shè)置了蛇皮套管， 滿足了電纜井探測的實際要求。 同時，通過對攝像頭焦距、強(qiáng)光電筒的設(shè)置與安裝，保持了探測儀使用中視距的良好性，增強(qiáng)了電纜井的實際應(yīng)用效果。

三、便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀設(shè)計與開發(fā)中的技術(shù)難點(diǎn)分析

1、設(shè)計與開發(fā)中的探測棒握柄及蛇管選擇

作為電纜井探測儀的重要組成部分， 探測棒握柄設(shè)計的合理性，關(guān)系著探測儀的實際應(yīng)用效果。 因此，在設(shè)計探測棒手柄的過程中，充分地考慮了人體工學(xué)原理，并將具有保護(hù)功能的 LED 燈珠驅(qū)動板及耐用性良好的鋰電池設(shè)置在手柄內(nèi)，結(jié)合數(shù)據(jù)線的作用， 實現(xiàn)了探測儀使用攝像頭與平板電腦的有效連接。 與此同時，在選擇性能可靠的蛇管過程中，技術(shù)人員通過對這種構(gòu)件實際應(yīng)用效果的多次試驗， 采用了抗壓強(qiáng)度高、易定型、易收納等的材料，優(yōu)化了探測儀使用過程中的服務(wù)功能。

2、設(shè)計與開發(fā)中探測頭制作及LED燈珠的散熱

控制在具體的設(shè)計與開發(fā)過程中，為了增強(qiáng)探測儀的適用性，提高探測頭使用過程中的抗壓強(qiáng)度，便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀中的探測頭材料選用了抗壓強(qiáng)度高的鋁合金材料， 并確保了材料結(jié)構(gòu)之間的致密性。同時，在優(yōu)化探測儀服務(wù)功能的過程中，為了增強(qiáng)其使用中的照明及拍照效果，設(shè)計與開發(fā)中充分地考慮了照明燈LED的照明強(qiáng)度及散熱效果，有效地設(shè)置了鋁基板，方便了這種構(gòu)件的拆除，最大限度地保證了大功率LED燈珠的正常使用。

3、設(shè)計與開發(fā)中攝像頭及應(yīng)用軟件的選擇

在選擇探測儀攝像頭的過程中，重點(diǎn)考慮了這些因素：①結(jié)合攝像頭驅(qū)動板尺寸大小的要求，設(shè)計攝像頭時其尺寸控制在小于13mm 的范圍內(nèi); ②某些內(nèi)窺鏡攝像頭尺寸最大可達(dá)8mm，但是，由于其在某些狹小空間使用中最大的焦距只能達(dá)到50mm且無法自動調(diào)整，影響了內(nèi)窺鏡攝像頭的實際應(yīng)用效果。 同時，在開發(fā)應(yīng)用服務(wù)軟件的過程中，充分地考慮了探測儀的實際要求。 這種應(yīng)用軟件使用中人機(jī)界面交互效果好、操作性及實用性突出，具有拍照、智能命名等多項功能，為探測儀實際應(yīng)用范圍的擴(kuò)大打下了堅實的基礎(chǔ)。結(jié)合以上方面的技術(shù)難點(diǎn)， 技術(shù)人員在設(shè)計與開發(fā)便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀的過程中， 通過運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計理念及可靠的設(shè)計方法，增強(qiáng)了這種探測儀的適用性。 結(jié)合其實際的應(yīng)用效果， 可知這種探測儀填補(bǔ)了國內(nèi)電纜井的勘察系統(tǒng)的空白，顯著提高了勘察工作人員的工作效率，降低企業(yè)的成本的同時減輕了人力負(fù)擔(dān)，方便了現(xiàn)場勘查順利進(jìn)行。

四、結(jié)束語

通過對便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀相關(guān)內(nèi)容的深入探討，可知這種設(shè)備具有操作方便、作業(yè)效率高、安全系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，在電纜井排查作業(yè)開展中具有良好的應(yīng)用效果，充分地滿足現(xiàn)代化電力企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的實際要求。 因 此，需要注重便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀的有效設(shè)計，加大其開發(fā)力度，采取可靠的設(shè)計方法完善其服務(wù)功能，促使作業(yè)人員在開展電纜井排查工作的過程中人身安全能夠得到必要的保障， 為電力企業(yè)未來市場競爭力的不斷提高打下堅實的基礎(chǔ)，擴(kuò)大電力系統(tǒng)的服務(wù)范圍。

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作者簡介：

楊恒勇（1974-），高級工程師，江蘇華能電纜股份有限公司技術(shù)副總經(jīng)理

通訊作者：

喬文瑋（1965-），正高級工程師，江蘇華能電纜股份有限公司總工程師。