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：科學技術的不斷發展，為現代化電力系統服務功能的及電網基礎設施不斷完善提供了重要的技術支持，逐漸擴大了電力產業規模。在此形勢影響下，結合電纜新建、日常維護的實際發展狀況，可知電纜井排查工作效率的高低影響著電力基礎設施的正常工作。

關鍵詞：便攜式免掀蓋10kv電纜井;探測儀;安全隱患;工作效率;應用范圍

引言：

為了有效地處理傳統電纜井排查作業開展中耗時久、工作量大、風險系數高等問題，應加強便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀的有效使用，優化這種設備的設計方案，擴大其實際的應用范圍，有利于提高電纜井排查工作效率，降低實際操作風險發生的概率，對于電力基礎設施相關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

由于傳統的電纜井排查工作量大、風險系數高，影響排查工作效率的同時對作業人員的人身安全帶來了潛在地威脅，因此，需要加強便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀的設計與開發，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構包括：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<2%，物距范圍10mm至無限遠，幀速 30 幀/s，差值像素可達1200萬像素;③探測棒采用準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電纜井探測儀設計與開發要點分析

1、開發中所用的軟件

基于便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀設計與開發的需要，探測儀開發中所需的應用服務軟件可以在不同的平臺上進行正常的運行， 為探測儀服務功能的完善及實際應用范圍的擴大帶來了重要的保障作用。 這種軟件的主要優勢在于：①具有優化的人機交互界面，服務效率高;②使用中的可操作性強、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10kv電纜井檢修過程中的自動拍照，實際的應用效果良好。

2、探測儀設計與開發中的關鍵技術

通過對便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀組成結構的深入分析，可知這種探測儀的有效設計與開發，對于某些關鍵技術依賴程度高。 這些關鍵技術主要包括：（1）優化探測儀的服務功能，確定最佳的尺寸。 在確定探測儀最佳設計尺寸的過程中， 充分地考慮了電纜井檢修中孔洞的具體要求;優化探測儀使用中探測頭服務功能的過程中，充分地考慮了材料的強度大小及耐壓效果; 探測儀照明燈與探測頭設計中采用了一體化結構設計方式， 照明燈的亮度可以自動調節，并通過驅動板的保護作用，確保了LED 燈具中燈珠良好的使用壽命;（2）探測棒結構的優化設計。 結合便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀的結構組成部分及實際的應用范圍要求， 在設計探測幫的過程中，利用集成一體化的設計理念，實現了探測棒、照明電池、開關的集成，并結合人體工學原理，增強了把持手柄的耐用性。 同時，通過對各組成結構受力效果的分析，構建出了可靠的電纜井探測結構模型，為探測棒服務功能的完善提供了可靠的保障;（3）上位機程序的有效設計。 在對探測儀的探測頭進行獨立開發的過程中，充分地考慮了上位機程序的有效設計。通過采取可靠的編程方法，促使開發探測頭過程中的上位機程序編寫可以實現拍照時間、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的作用實時了保存拍攝內容。同時，為了滿足各種數據高速傳輸的具體要求，增強了計算機與TYPE-C 技術的連接效果，增強上位機程序編寫合理性的同時優化了其服務功能。

3、探測儀設計與開發中的創新要點

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

三、便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀設計與開發中的技術難點分析

1、設計與開發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， 探測棒握柄設計的合理性，關系著探測儀的實際應用效果。 因此，在設計探測棒手柄的過程中，充分地考慮了人體工學原理，并將具有保護功能的 LED 燈珠驅動板及耐用性良好的鋰電池設置在手柄內，結合數據線的作用， 實現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，技術人員通過對這種構件實際應用效果的多次試驗， 采用了抗壓強度高、易定型、易收納等的材料，優化了探測儀使用過程中的服務功能。

2、設計與開發中探測頭制作及LED燈珠的散熱

控制在具體的設計與開發過程中，為了增強探測儀的適用性，提高探測頭使用過程中的抗壓強度，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度高的鋁合金材料， 并確保了材料結構之間的致密性。同時，在優化探測儀服務功能的過程中，為了增強其使用中的照明及拍照效果，設計與開發中充分地考慮了照明燈LED的照明強度及散熱效果，有效地設置了鋁基板，方便了這種構件的拆除，最大限度地保證了大功率LED燈珠的正常使用。

3、設計與開發中攝像頭及應用軟件的選擇

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

四、結束語

通過對便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀相關內容的深入探討，可知這種設備具有操作方便、作業效率高、安全系數高等優點，在電纜井排查作業開展中具有良好的應用效果，充分地滿足現代化電力企業基礎設施建設的實際要求。 因 此，需要注重便攜式免掀蓋10kv電纜井探測儀的有效設計，加大其開發力度，采取可靠的設計方法完善其服務功能，促使作業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， 為電力企業未來市場競爭力的不斷提高打下堅實的基礎，擴大電力系統的服務范圍。

參考文獻：

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[4]伍志強，劉 琳，孫大鵬，等.小型化電纜測試儀的設計[J].價值工程，2013.

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副總經理

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。