電力隧道監控系統

摘 要:今年來，隨著社會經濟的飛速發展，城區的用電需求不斷增加，這對于電力建設來說提出了更高的建設要求。由于城市化進程的不斷加快，城市的土地資源越來越稀缺，傳統的采用鐵塔架設輸電線路的方式越來越不能滿足城市發展的需求，各大中城市政府也相繼提出了架空線入地的政策，這就必須建設以電力電纜隧道為主的地下電力輸送網絡，以滿足城區不斷增長的用電負荷需求。

關鍵詞:電力 監控

中圖分類號:TM247文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)12(b)-0062-01

1 電力隧道監控系統的主要功能

(1)對隧道內電力電纜運行狀況的監測。比如電力電纜的絕緣狀況，負載水平，電纜接頭狀況，運行溫度等，通過采集電力電纜的相關參數來實現對電力電纜運行狀況的實時監測。

(2)對隧道運行環境的監測。通過采集隧道內的溫度、濕度、煙霧、水位、氣體成分等信息來監測隧道的運行狀態，以提高隧道運行的可靠性。

(3)對隧道內發生狀況進行準確告警，并通過與一系列輔助設備系統的聯動來實現對災害的緊急預案處理，將災害控制在最小的影響范圍之內，以保證電網的安全穩定和人身安全。

2 電力隧道監控系統的構成

整個系統可以分為三層結構，由中心控制層、區域控制層和監控終端層構成。

2.1 中心控制層

中心控制層是整個監控系統的核心，設置在遠端調度中心，通過模塊化擴展，可以將多個子系統整合在統一的平臺上，對整個地區的電纜隧道運行情況進行集中監控。

2.2 區域控制層

區域控制層主要包括分控主機，分控主機安裝在電纜隧道附近的變電站內，通過電纜、光纖等傳輸介質將隧道內各類采集器連接，然后將采集器采集的信息上傳至遠端中心控制層，同時分控主機還可以對隧道內的采集器進行供電、控制和監測，從而實現本地實時監控。

2.3 監控終端層

監控終端層主要包括隧道內的各采集終端、控制終端和通信鏈路等，可以對隧道內的溫度、濕度、煙霧、水位、有害氣體濃度、井蓋狀態、防火安全門的開啟狀態等進行監測。

3 電力隧道監控系統的具體實現

3.1 光纖測溫系統

由于電纜的運行溫度過高會加快絕緣材料的老化速度，使電纜的壽命大大縮短，最終可能會導致絕緣擊穿從而發生安全事故。因此，電纜的最高允許溫度決定了電纜的允許傳輸容量。通常，我們可選用的傳感設備主要有點式溫度傳感器、纜式溫度傳感器和光纖溫度傳感器等。由于光纖溫度傳感器測量連續性高、測量定位精度高、傳輸距離遠、強抗干擾特性和長使用壽命等優點，通常工程中采用光纖溫度傳感器。

光纖測溫系統除了包含作為監測設備和數據傳輸設備的光纖以外，還包括進行數據分析處理的服務器。感溫光纖隨電力電纜全程敷設于隧道內，測溫服務器通過以太網的方式接入監控系統的區域控制層，然后將信息上傳至中心控制層。

3.2 電纜故障測巡系統

由于隧道內環境復雜，電纜容易受到潮濕，溫度過高，過壓，外力損傷等因素影響，絕緣水平會不斷下降。一旦絕緣強度不能滿足要求，容易引起絕緣擊穿故障，造成線路停電或相關電氣設備受損等事故發生。另外，傳統的電纜監測手段必須在停電狀態下進行，無法滿足電力生產的連續性需求。因此在電纜運行狀態下對電纜狀態進行實時監控十分必要。

針對線路中常用的交聯聚乙烯電纜和充油電纜的不同特性，采用不同的監控方式，實現對電纜的絕緣水平的實時監測。另外，電纜接頭部分極易發生老化現象，電纜絕緣強度的降低通常表現為溫度偏離正常值升高，可以通過測溫光纖監測異常發熱點對電纜老化現象發出預警。

3.3 隧道環境綜合監控系統

隧道環境綜合監控系統可以對隧道內有害氣體、含氧量、水位等信息進行探測，并可對風機，水泵等設備進行遠程控制。

由于電纜隧道是位于地下的封閉環境，一定時間內沼氣、一氧化碳等有害氣體的濃度會不斷升高，不但對電纜設備的運行造成潛在危險，更會威脅隧道巡視人員的人身安全。通過在隧道內安裝氣感傳感器來實現對隧道內有害氣體濃度進行監控，并通過服務器進行數據分析，確定有害氣體位置，并有針對性的啟動通風裝置進行必要的通風，對巡視人員進入隧道提供必備條件。

由于電纜隧道位于地下，容易發生滲漏、地下水倒灌等情況，產生隧道內積水，增加空氣濕度，對電氣設備造成腐蝕。通過隧道內安裝水位傳感器檢測積水程度，并通過現場服務器將信息分析并上傳，實現對隧道排水系統的監控和狀態控制。

3.4 智能視頻監控系統

在電纜隧道的出入口和重點部位上安裝攝像頭，然后將采集到的視頻信號通過光端機傳至附近變電站內的存儲介質中，在實現本地存儲的同時，可以將信號上傳至監控中心的電腦屏幕上。此外，智能視頻監控系統與光纖測溫系統結合可以實現對火災的報警聯動。

4 結論

(1)通過電力隧道監控系統可以在線監測并及時了解電纜的運行狀態，并為線路檢修提供了有力數據。

(2)提高了電纜的在線監測水平，增加了供電的保障系數。

(3)將整個監控系統模塊化，數字化，有利于平臺的整合與拓展，為智能電網的發展提供了有力保障。

參考文獻

[1]孫圣和，王延云，徐影.光線測量與傳感技術，哈爾濱工業大學出版社，2000:1～10.

[2]趙宏波.現代通信技術概論.北京郵電大學出版社，2003.

①作者簡介:李亮亮(1981-)男，山東德州人，助理工程師，從事電力系統通信工程設計工作。