本發(fā)明涉及電纜安全保護(hù)，尤其是涉及一種用電設(shè)備的電纜安全保護(hù)系統(tǒng)和控制方法。

背景技術(shù)：

1、伴隨大型露天礦山的不斷開采，以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源的大型電力驅(qū)動(dòng)機(jī)械設(shè)備也不斷增加，比如電動(dòng)型挖掘機(jī)、電動(dòng)型牙輪鉆機(jī)等。該類電動(dòng)型機(jī)械設(shè)備一般通過(guò)供電電纜連接外部電源（一般為6kv或10kv），在生產(chǎn)作業(yè)時(shí)將電纜通過(guò)支架拖拽在設(shè)備后部，或采用具有電纜收放管理功能的電纜卷筒裝置，其供電的電纜須跟隨設(shè)備作業(yè)不斷地前、后、左、右移動(dòng)。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，電纜作為電力驅(qū)動(dòng)機(jī)械設(shè)備不可缺少的一部分，因電纜通常位于設(shè)備尾部下方地面位置的監(jiān)控視角盲區(qū)，在移動(dòng)作業(yè)或卷筒卷繞過(guò)程中存在設(shè)備輪胎或履帶碾壓電纜的觸電風(fēng)險(xiǎn)，特別是在電纜的長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，其內(nèi)部扭曲損傷、絕緣老化、線芯過(guò)熱等潛在的故障問題難以察覺，也缺乏有效的診斷手段，尤其缺乏基于物聯(lián)網(wǎng)、智能化、遠(yuǎn)程無(wú)人化等新技術(shù)的安全監(jiān)控解決方案，嚴(yán)重影響人員及設(shè)備安全。近年來(lái)，隨著智慧化與無(wú)人化礦山的新理念提出，亟需借助云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、無(wú)人駕駛監(jiān)控等創(chuàng)新技術(shù)實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)的高效性與安全性，特別是針對(duì)配備電纜卷筒的電力驅(qū)動(dòng)設(shè)備提供一種電纜故障診斷、防碾壓保護(hù)、具備遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的安全保護(hù)系統(tǒng)及方法，具有非常重要的作用和意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種用電設(shè)備的電纜安全保護(hù)系統(tǒng)，其能夠?qū)崿F(xiàn)電纜故障診斷、電纜防碾壓保護(hù)和電纜遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種用電設(shè)備的電纜安全保護(hù)系統(tǒng)，包括：主控系統(tǒng)、監(jiān)控器、紅外熱像儀、通訊裝置和遠(yuǎn)程操控平臺(tái)。

4、其中，監(jiān)控器和紅外熱像儀均與主控系統(tǒng)信號(hào)連接，紅外熱像儀安裝在電纜卷筒上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置，以對(duì)電纜進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；遠(yuǎn)程操控平臺(tái)通過(guò)通訊裝置與主控系統(tǒng)信號(hào)連接。

5、優(yōu)選的，所述紅外熱像儀實(shí)時(shí)獲取電纜紅外熱圖像，并通過(guò)所述主控系統(tǒng)將實(shí)時(shí)圖像傳送給所述監(jiān)控器和/或所述遠(yuǎn)程操控平臺(tái)。

6、優(yōu)選的，所述主控系統(tǒng)對(duì)電纜紅外熱圖像進(jìn)行圖像分析處理，以判斷當(dāng)前圖像內(nèi)的電纜是否出現(xiàn)故障和是否存在碾壓風(fēng)險(xiǎn)。

7、優(yōu)選的，所述主控系統(tǒng)中設(shè)定有電纜檢測(cè)溫度安全閾值和以監(jiān)測(cè)點(diǎn)為基準(zhǔn)的防碾壓電子安全警戒圍欄。

8、本發(fā)明還提出一種用電設(shè)備的電纜安全保護(hù)方法，應(yīng)用于上述的用電設(shè)備的電纜安全保護(hù)系統(tǒng)，包括：紅外熱像儀實(shí)時(shí)獲取電纜紅外熱圖像，并通過(guò)主控系統(tǒng)將實(shí)時(shí)圖像傳送給監(jiān)控器和/或遠(yuǎn)程操控平臺(tái)；主控系統(tǒng)對(duì)電纜紅外熱圖像進(jìn)行圖像分析處理，以判斷當(dāng)前圖像內(nèi)的電纜是否出現(xiàn)故障和是否存在碾壓風(fēng)險(xiǎn)；主控系統(tǒng)根據(jù)電纜的故障判斷結(jié)果和碾壓風(fēng)險(xiǎn)判斷結(jié)果，判斷是否向監(jiān)控器和/或遠(yuǎn)程操控平臺(tái)發(fā)送報(bào)警信息和是否對(duì)監(jiān)控器和/或遠(yuǎn)程操控平臺(tái)上的實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行高亮報(bào)警區(qū)域標(biāo)記。

9、優(yōu)選的，所述主控系統(tǒng)對(duì)電纜紅外熱圖像進(jìn)行圖像分析處理，以判斷當(dāng)前圖像內(nèi)的電纜是否出現(xiàn)故障和是否存在碾壓風(fēng)險(xiǎn)，具體包括：在主控系統(tǒng)中設(shè)定電纜檢測(cè)溫度安全閾值和以監(jiān)測(cè)點(diǎn)為基準(zhǔn)的防碾壓電子安全警戒圍欄；主控系統(tǒng)對(duì)電纜紅外熱圖像進(jìn)行圖像分析處理，以得到電纜溫度分布差值和以監(jiān)測(cè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的電纜輪廓邊緣位置坐標(biāo)；主控系統(tǒng)將電纜溫度分布差值與設(shè)定的電纜檢測(cè)溫度安全閾值做比較，并得出比較結(jié)果，主控系統(tǒng)根據(jù)比較結(jié)果判斷當(dāng)前紅外圖像處的電纜是否出現(xiàn)故障；主控系統(tǒng)計(jì)算電子安全警戒圍欄相對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)與電纜輪廓邊緣位置坐標(biāo)的差值，并根據(jù)差值判斷當(dāng)前紅外圖像處的電纜是否存在碾壓風(fēng)險(xiǎn)。

10、優(yōu)選的，電纜溫度分布差值為：當(dāng)前紅外圖像區(qū)域內(nèi)的電纜最高溫度值與周邊環(huán)境溫度值的差值；電纜溫度分布差值與設(shè)定的電纜檢測(cè)溫度安全閾值的比較具體包括：當(dāng)電纜溫度分布差值大于設(shè)定的電纜檢測(cè)溫度安全閾值時(shí)，主控系統(tǒng)判斷當(dāng)前紅外圖像區(qū)域內(nèi)的電纜出現(xiàn)故障，同時(shí)，主控系統(tǒng)對(duì)監(jiān)控器和/或遠(yuǎn)程操控平臺(tái)上的實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行高亮報(bào)警區(qū)域標(biāo)記；當(dāng)電纜溫度分布差值小于或等于設(shè)定的電纜檢測(cè)溫度安全閾值時(shí)，主控系統(tǒng)判斷當(dāng)前紅外圖像區(qū)域內(nèi)的電纜未出現(xiàn)故障。

11、優(yōu)選的，所述主控系統(tǒng)計(jì)算電子安全警戒圍欄相對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)與電纜輪廓邊緣位置坐標(biāo)的差值，并根據(jù)差值判斷當(dāng)前紅外圖像處的電纜是否存在碾壓風(fēng)險(xiǎn)具體包括：當(dāng)差值大于0時(shí)，主控系統(tǒng)判斷當(dāng)前紅外圖像處的電纜未存在碾壓風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)差值小于或等于0時(shí)，主控系統(tǒng)判斷當(dāng)前紅外圖像處的電纜存在碾壓風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，主控系統(tǒng)對(duì)監(jiān)控器和/或遠(yuǎn)程操控平臺(tái)上的實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行高亮報(bào)警區(qū)域標(biāo)記。

12、優(yōu)選的，以監(jiān)測(cè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的電纜輪廓邊緣位置坐標(biāo)的獲取包括：主控系統(tǒng)對(duì)紅外圖像區(qū)域內(nèi)的電纜紅外圖形進(jìn)行二值化圖像處理；利用垂直和水平投影法提取出紅外圖像中的電纜輪廓；主控系統(tǒng)以監(jiān)測(cè)點(diǎn)為原點(diǎn)并結(jié)合二值化圖像處理結(jié)果和電纜輪廓測(cè)算出電纜輪廓邊緣位置坐標(biāo)。

13、本發(fā)明的有益效果為：與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本申請(qǐng)公開的一種用電設(shè)備的電纜安全保護(hù)系統(tǒng)，通過(guò)利用紅外熱像儀的紅外熱成像顯示功能，能夠有效的對(duì)電纜進(jìn)行監(jiān)控，以使操控人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜出現(xiàn)的異常情況，以便及時(shí)處理，尤其是在無(wú)人化施工現(xiàn)場(chǎng)，操控人員能夠在遠(yuǎn)程操控平臺(tái)通過(guò)紅外熱像儀對(duì)電纜進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以便緊急處理故障風(fēng)險(xiǎn)隱患，滿足目前礦山智慧化與無(wú)人化的新技術(shù)需求。

14、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種用電設(shè)備的電纜安全保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，包括：主控系統(tǒng)、監(jiān)控器、紅外熱像儀、通訊裝置和遠(yuǎn)程操控平臺(tái)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用電設(shè)備的電纜安全保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外熱像儀實(shí)時(shí)獲取電纜紅外熱圖像，并通過(guò)所述主控系統(tǒng)將實(shí)時(shí)圖像傳送給所述監(jiān)控器和/或所述遠(yuǎn)程操控平臺(tái)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用電設(shè)備的電纜安全保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述主控系統(tǒng)對(duì)電纜紅外熱圖像進(jìn)行圖像分析處理，以判斷當(dāng)前圖像內(nèi)的電纜是否出現(xiàn)故障和是否存在碾壓風(fēng)險(xiǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用電設(shè)備的電纜安全保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述主控系統(tǒng)中設(shè)定有電纜檢測(cè)溫度安全閾值和以監(jiān)測(cè)點(diǎn)為基準(zhǔn)的防碾壓電子安全警戒圍欄。

5.一種用電設(shè)備的電纜安全保護(hù)方法，應(yīng)用于上述的用電設(shè)備的電纜安全保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用電設(shè)備的電纜安全保護(hù)方法，其特征在于，所述主控系統(tǒng)對(duì)電纜紅外熱圖像進(jìn)行圖像分析處理，以判斷當(dāng)前圖像內(nèi)的電纜是否出現(xiàn)故障和是否存在碾壓風(fēng)險(xiǎn)，具體包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用電設(shè)備的電纜安全保護(hù)方法，其特征在于，電纜溫度分布差值為：當(dāng)前紅外圖像區(qū)域內(nèi)的電纜最高溫度值與周邊環(huán)境溫度值的差值；

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用電設(shè)備的電纜安全保護(hù)方法，其特征在于，所述主控系統(tǒng)計(jì)算電子安全警戒圍欄相對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)與電纜輪廓邊緣位置坐標(biāo)的差值，并根據(jù)差值判斷當(dāng)前紅外圖像處的電纜是否存在碾壓風(fēng)險(xiǎn)具體包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用電設(shè)備的電纜安全保護(hù)方法，其特征在于，以監(jiān)測(cè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的電纜輪廓邊緣位置坐標(biāo)的獲取包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種用電設(shè)備的電纜安全保護(hù)系統(tǒng)和控制方法，包括：主控系統(tǒng)、監(jiān)控器、紅外熱像儀、通訊裝置和遠(yuǎn)程操控平臺(tái)。監(jiān)控器和紅外熱像儀均與主控系統(tǒng)信號(hào)連接，紅外熱像儀安裝在電纜卷筒上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置，以對(duì)電纜進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；遠(yuǎn)程操控平臺(tái)通過(guò)通訊裝置與主控系統(tǒng)信號(hào)連接。通過(guò)利用紅外熱像儀的紅外熱成像顯示功能，能夠有效的對(duì)電纜進(jìn)行監(jiān)控，以使操控人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜出現(xiàn)的異常情況，以便及時(shí)處理，尤其是在無(wú)人化施工現(xiàn)場(chǎng)，操控人員能夠在遠(yuǎn)程操控平臺(tái)通過(guò)紅外熱像儀對(duì)電纜進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以便緊急處理故障風(fēng)險(xiǎn)隱患，滿足目前礦山智慧化與無(wú)人化的新技術(shù)需求。

技術(shù)研發(fā)人員：王峰,房康寧,劉亮,李志鵬,王灣灣,彭丙亢,賀相祎,阮計(jì)連,鄭楊,李斌,蘇寧寧,胡超,劉凱,史為杰,徐明亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：徐州徐工礦業(yè)機(jī)械有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15