周晓云 胡晓侠 王化全 俞海峰 储雷
国网阜阳供电公司 安徽省 阜阳市 236000
摘要：由于地势或设计原因，雨季中电缆沟内经常积水，产生很多危害。一方面电缆井积水，巡视人员无法下井，影响巡视质量，导致电缆故障无法被及时发现，对于电缆井中积水的常规处理方法是人工运输能源和水泵到现场抽水，这种方式在具体操作中对人力资源的投入比较大，耗时耗力，且不能及时排水。为解决此难题，提出一种自动排水装置，无需人工干预，自动检测水位，能及时排出电缆井中的积水，既保障了电缆线路的安全运行，又大大减轻了巡检、维护人员的工作量和劳动强度。
关键词：电缆井;自动排水;装置
1.引言
电缆井因多数电缆通道大都在便道上，地势较低。雨天雨水会顺着地势流入井中。由于电缆井与上、下水管道距离较近，在电缆设计时又未考虑电缆井的防渗漏处理，势必会造成上、下水和地下水通过井壁渗进井内与排水管之中。还有部分电缆沟道位于河岸边，遭外力破坏井圈下陷，井盖损坏艘路面积水往沟道里倒流。电缆井渗漏主要存在以下五种形式：混凝土裂缝渗漏水、混凝土表面(局部为点渗漏)渗漏、横穿井的管道周边渗漏、电缆沟与电缆井交接处的封口渗漏、电缆井盖扳间缝隙渗漏。
目前，对于电缆井中积水的常规处理方法为：（1）工程施工及正常的维护过程中，通过人工运输水泵抽水的方式进行的，这种方式在具体操作中对人力资源的投入比较大，而且资金投入是一次性的，后期井内积水仍需要继续的人力及资金投入，并且在其他时间段，若电缆井存在积水问题将无法实施解决。（2）采用电缆井盖板及井内管道的封堵，这种方法在一段时间内效果会很明显，但是由于在正常施工计划实施中，难免需要破坏原有封堵结构，呆施工结束后重新进行封堵，又费时、费力、费钱。
综上所述，为及时将电缆井水排出，保证电缆的安全稳定运行，延长电缆的使用寿命，减轻电力公司工作人员的劳动强度，提高工作效率，避免人工管理的安全隐患，研制一套智能排水装置具有重要的现实意义。
2.系统总体方案
智能排水装置通过液位传感器实时监测水位，当积水达到一定高度时将启动抽水泵进行抽水，水位降低到安全高度时，停止抽水，及时将电缆井水排出。
智能排水装置的总体结构图如图1所示，总体上主要由三大部分构成：数据采集模块、控制柜和执行模块。
控制柜是整个系统的控制核心，它通过接入水位传感器，测量水位；接入手动/自动切换开关的信息和手动分合水泵信息，通过I/O端口控制相关继电器，以便启动各种声光报警，并控制执行模块潜水泵的启停；系统电源模块主要为系统各个基本单元提供电源，为控制电路提供直流电源，为潜水泵提供交流电源。
3.智能排水系统硬件电路
本系统硬件电路主要由水位传感器、控制回路、主电路、水泵和电源电路组成。硬件框图如图2所示。上、下限水位传感器和底部水位传感器垂直放入电缆井内，底部水位传感器放入电缆井底部，用来放电，下限水位传感器放在底部水位传感器的上方、上限水位传感器的下方，上限水位传感器放在最上方，各传感器具体放置位置根据实际情况而定。硬件电路的工作原理为：当电缆井积水淹没上、下限水位传感器时，控制器发出控制信号，使驱动电路中的继电器吸合，启动水泵，开始抽水；直到当水位降低到下限水位传感器时，继电器断开，水泵关闭，停止抽水。
3.1水位传感器
水位传感器采用投入式液位传感器，投入式水位计基于水体静压与水体高度成正比的原理，采用扩散硅或陶瓷敏感元件将静压信号转换成电信号，再经温度补偿和线性修正后，对外输出标准的水位模拟量信号。
3.2控制回路
系统的控制回路如图3所示，单片机为控制电路的核心器件，单片机根据传感器输入信号判断当前水位信息，当水位达到上限时，通过P2.0引脚输出高电平，三极管Q1导通，继电器R1线圈得电，常开触点闭合，从而使接触器线圈得电，接触器的常开触点闭合，交流水泵得电，开始抽水。当水位下降到下限水位传感器时，单片机P2.0引脚输出低电平，Q1三极管截至，继电器线圈断电，常开触点断开，接触器线圈失电，主电路断开，水泵停止抽水。
图1 系统结构图 图2 系统硬件框图 图3 控制回路
3.3电源模块
系统电源模块主要为系统各个基本单元提供电源，为控制电路提供5V直流电源，为继电器提供12V直流电源，为潜水泵提供220V交流电源。12V和5V电源由220V交流电源经过变压器、整流电路和两路稳压电路得到。
4结语
本文设计的应用于电缆井的智能排水装置，无需人工干预，可自动检测电缆井的水位，当水位超过一定高度时，会自动启动水泵抽水，至到水位下降到安全值时，自动停止抽水，大大节能了人力物力，为电缆线路的正常运行提供了保障。且本系统的控制电路简单，抗干扰能力强，可长期稳定运行。
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论文作者:周晓云,胡晓侠,王化全,俞海峰,储雷
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/11
标签：水位论文; 电缆论文; 传感器论文; 积水论文; 水泵论文; 电路论文; 装置论文; 《防护工程》2018年第30期论文;