電力隧道監(jiān)控系統(tǒng)

摘 要:今年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城區(qū)的用電需求不斷增加，這對(duì)于電力建設(shè)來說提出了更高的建設(shè)要求。由于城市化進(jìn)程的不斷加快，城市的土地資源越來越稀缺，傳統(tǒng)的采用鐵塔架設(shè)輸電線路的方式越來越不能滿足城市發(fā)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(shè)以電力電纜隧道為主的地下電力輸送網(wǎng)絡(luò)，以滿足城區(qū)不斷增長的用電負(fù)荷需求。

關(guān)鍵詞:電力 監(jiān)控

中圖分類號(hào):TM247文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)12(b)-0062-01

1 電力隧道監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能

(1)對(duì)隧道內(nèi)電力電纜運(yùn)行狀況的監(jiān)測。比如電力電纜的絕緣狀況，負(fù)載水平，電纜接頭狀況，運(yùn)行溫度等，通過采集電力電纜的相關(guān)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電纜運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

(2)對(duì)隧道運(yùn)行環(huán)境的監(jiān)測。通過采集隧道內(nèi)的溫度、濕度、煙霧、水位、氣體成分等信息來監(jiān)測隧道的運(yùn)行狀態(tài)，以提高隧道運(yùn)行的可靠性。

(3)對(duì)隧道內(nèi)發(fā)生狀況進(jìn)行準(zhǔn)確告警，并通過與一系列輔助設(shè)備系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)災(zāi)害的緊急預(yù)案處理，將災(zāi)害控制在最小的影響范圍之內(nèi)，以保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和人身安全。

2 電力隧道監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成

整個(gè)系統(tǒng)可以分為三層結(jié)構(gòu)，由中心控制層、區(qū)域控制層和監(jiān)控終端層構(gòu)成。

2.1 中心控制層

中心控制層是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，設(shè)置在遠(yuǎn)端調(diào)度中心，通過模塊化擴(kuò)展，可以將多個(gè)子系統(tǒng)整合在統(tǒng)一的平臺(tái)上，對(duì)整個(gè)地區(qū)的電纜隧道運(yùn)行情況進(jìn)行集中監(jiān)控。

2.2 區(qū)域控制層

區(qū)域控制層主要包括分控主機(jī)，分控主機(jī)安裝在電纜隧道附近的變電站內(nèi)，通過電纜、光纖等傳輸介質(zhì)將隧道內(nèi)各類采集器連接，然后將采集器采集的信息上傳至遠(yuǎn)端中心控制層，同時(shí)分控主機(jī)還可以對(duì)隧道內(nèi)的采集器進(jìn)行供電、控制和監(jiān)測，從而實(shí)現(xiàn)本地實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.3 監(jiān)控終端層

監(jiān)控終端層主要包括隧道內(nèi)的各采集終端、控制終端和通信鏈路等，可以對(duì)隧道內(nèi)的溫度、濕度、煙霧、水位、有害氣體濃度、井蓋狀態(tài)、防火安全門的開啟狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)測。

3 電力隧道監(jiān)控系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)

3.1 光纖測溫系統(tǒng)

由于電纜的運(yùn)行溫度過高會(huì)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(huì)導(dǎo)致絕緣擊穿從而發(fā)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(shè)備主要有點(diǎn)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(xù)性高、測量定位精度高、傳輸距離遠(yuǎn)、強(qiáng)抗干擾特性和長使用壽命等優(yōu)點(diǎn)，通常工程中采用光纖溫度傳感器。

光纖測溫系統(tǒng)除了包含作為監(jiān)測設(shè)備和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的光纖以外，還包括進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理的服務(wù)器。感溫光纖隨電力電纜全程敷設(shè)于隧道內(nèi)，測溫服務(wù)器通過以太網(wǎng)的方式接入監(jiān)控系統(tǒng)的區(qū)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(tǒng)

由于隧道內(nèi)環(huán)境復(fù)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(huì)不斷下降。一旦絕緣強(qiáng)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(guān)電氣設(shè)備受損等事故發(fā)生。另外，傳統(tǒng)的電纜監(jiān)測手段必須在停電狀態(tài)下進(jìn)行，無法滿足電力生產(chǎn)的連續(xù)性需求。因此在電纜運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)電纜狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控十分必要。

針對(duì)線路中常用的交聯(lián)聚乙烯電纜和充油電纜的不同特性，采用不同的監(jiān)控方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜的絕緣水平的實(shí)時(shí)監(jiān)測。另外，電纜接頭部分極易發(fā)生老化現(xiàn)象，電纜絕緣強(qiáng)度的降低通常表現(xiàn)為溫度偏離正常值升高，可以通過測溫光纖監(jiān)測異常發(fā)熱點(diǎn)對(duì)電纜老化現(xiàn)象發(fā)出預(yù)警。

3.3 隧道環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng)

隧道環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)隧道內(nèi)有害氣體、含氧量、水位等信息進(jìn)行探測，并可對(duì)風(fēng)機(jī)，水泵等設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

由于電纜隧道是位于地下的封閉環(huán)境，一定時(shí)間內(nèi)沼氣、一氧化碳等有害氣體的濃度會(huì)不斷升高，不但對(duì)電纜設(shè)備的運(yùn)行造成潛在危險(xiǎn)，更會(huì)威脅隧道巡視人員的人身安全。通過在隧道內(nèi)安裝氣感傳感器來實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道內(nèi)有害氣體濃度進(jìn)行監(jiān)控，并通過服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，確定有害氣體位置，并有針對(duì)性的啟動(dòng)通風(fēng)裝置進(jìn)行必要的通風(fēng)，對(duì)巡視人員進(jìn)入隧道提供必備條件。

由于電纜隧道位于地下，容易發(fā)生滲漏、地下水倒灌等情況，產(chǎn)生隧道內(nèi)積水，增加空氣濕度，對(duì)電氣設(shè)備造成腐蝕。通過隧道內(nèi)安裝水位傳感器檢測積水程度，并通過現(xiàn)場服務(wù)器將信息分析并上傳，實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道排水系統(tǒng)的監(jiān)控和狀態(tài)控制。

3.4 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)

在電纜隧道的出入口和重點(diǎn)部位上安裝攝像頭，然后將采集到的視頻信號(hào)通過光端機(jī)傳至附近變電站內(nèi)的存儲(chǔ)介質(zhì)中，在實(shí)現(xiàn)本地存儲(chǔ)的同時(shí)，可以將信號(hào)上傳至監(jiān)控中心的電腦屏幕上。此外，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)與光纖測溫系統(tǒng)結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)的報(bào)警聯(lián)動(dòng)。

4 結(jié)論

(1)通過電力隧道監(jiān)控系統(tǒng)可以在線監(jiān)測并及時(shí)了解電纜的運(yùn)行狀態(tài)，并為線路檢修提供了有力數(shù)據(jù)。

(2)提高了電纜的在線監(jiān)測水平，增加了供電的保障系數(shù)。

(3)將整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)模塊化，數(shù)字化，有利于平臺(tái)的整合與拓展，為智能電網(wǎng)的發(fā)展提供了有力保障。

參考文獻(xiàn)

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

[2]趙宏波.現(xiàn)代通信技術(shù)概論.北京郵電大學(xué)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(tǒng)通信工程設(shè)計(jì)工作。