电缆管沟综合监测系统

    随着城市的加速发展，电力隧道的迅速增长，电力负荷的急剧增加，电力隧道和工作井的运行维护工作面临着巨大压力。如何保证隧道内电缆不因过载、过热等情况而造成大的安全事故；自来水、污水等频频进入隧道，威胁到运行人员、隧道本体和电缆线路的安全；外部可燃气体进入隧道导致爆炸的风险存在。

    目前，国内电缆线路的运行检修管理大都还处于周期巡视和计划检修阶段，从安全型和经济技术角度来说，周期巡视和计划检修都有很大的局限性，无法保证电缆网络的安全运行，更谈不上及时发现问题，预防事故。在靠大量增加运行维护人员来应对现有情况已经不现实的情况下，必须转换电缆运行管理模式，将运行管理模式由原来的粗放式周期运行巡视和周期检修模式逐步转换到状态检测和状态检修，并更多地依靠自动化监控手段的精细化管理模式，实现电缆网络的“可控，在控”，达到消除事故隐患的目的。

    1．多状态监控系统的监测功能

    多参数状态监测系统是将影响电缆线路安全运行的因素综合考虑并进行监测的新思路，这些因素主要有电缆线路本身因素和环境因素，包括电缆负荷监测、电缆接地电流监测、电缆局部放电监测、介质损耗监测、地下设施出入口监控、隧道内水位监测及水泵控制、风机运行情况监控、隧道内有害气体监测、隧道环境温度监测等内容。

    目前，国内有许多公司开发了高压电缆状态综合监测系统，它是基于现场总线和数字传感器技术的在线监测及综合管理系统。该系统主要有环境监测，电缆及附件表面温度、护套绝缘监测，电缆管沟烟雾无线报警和远程控制等功能。

    北京地区在奥运地区重要电缆线路，济南供电公司在全运会奥体中心片区电缆线路上成功实施了井盖监控，隧道内水位监测，隧道内有害气体监测，出入口侵入报警，隧道环境温度监测，电缆负荷监测，电缆护层电流、电缆及附件表面温度、电缆接地电流监测，电缆局部放电监测等多参数状态监测，开创了国内电缆线路多参数状态监测的先河。

    2．电缆管沟综合监测系统功能模块

    如图5-14所示，电缆管沟综合监测系统由一个集中监控平台和四个应用子系统构成。

   (1)集中监控平台：实时电力监控平台，可实现多级多状态远程实时监控。

    (2)四个子系统：电力电缆护层接地电流及电缆接头温度在线监测子系统；电力沟道井盖开闭集中监控子系统；电力沟道环境综合在线监控子系统；智能视频监控子系统。

    四个子系统的监控范围全面涵盖电力沟道内主干高压电缆的主要运行参数和人员派工管理，为电力电缆的可靠运行提供了全面的技术保障手段。

    图5-14    在线监测平台模块

   1)电力电缆护层接地电流及电缆接头温度在线监测子系统。通过传感器耦合电缆接地线的信号，将其采集到的接地电流参量传送到监控中心，同时对电缆接头温度进行采集，把电缆接头温度作为辅助参数，实现对电缆运行状态的有效评估。

   2)电力沟道井盖开闭集中监控子系统。对电力沟道井盖进行集中监控，采用实时监控方式，对于非法进出、破坏和盗窃等行为进行有效监控。井盖监控管理系统具备变电站、开闭站门禁管理功能，无须增加主机即可实现对开闭站的有效管理，根据客户要求，可对电力沟道井盖实施开闭监控，对井盖加装专用锁具，使出入控制实现远程控制和身份识别。

   3)电力沟道环境综合在线监控子系统。对电力沟道内的可燃气体（甲烷、乙烷、氢气）、水位等环境参量进行监测，并根据监测结果自动控制隧道内的风机、换气扇等前端设备，为电力电缆的安全可靠运行提供全面的技术保障，电力沟道环境综合在线监控子系统与上述两个子系统共用主机和线路资源。

   4)智能视频监控子系统。采取光纤实时传输视频信号的方式对电力沟道内的情况进行监控、录像，及时准确地了解当前沟道内情况，保证沟道的安全和设备安全。配合视频智能识别系统，可以在视频监控的同时，对人员非法入侵等行为进行识别，并以语音形式告警，或传输告警信息至其他指定平台。完整的录像功能可保证视频数据的长期保存，便于视频资料查询和管理。

    3．系统结构

    系统为四层拓扑结构，第一层是隧道内的各类多状态传感器；第二层是负责采集传感器数据的采集器，每个采集器都接入一个或多个传感器；第三层是变电站内的监控主机，隧道内的采集器都接入就近变电站的监控主机，数据实现汇集；第四层是电缆网络运行监控中心，通过TCP/IP网络与各变电站监控主机连接，实现电网数据的汇总和集中监测。系统四层拓扑结构如图5-15所示。

    图5-15    系统四层拓扑结构

    电力电缆隧道是电缆敷设的一个发展方向，随着经济的发展，以及社会需求的日益增大，电缆隧道的比例将越来越多，电力电缆隧道的运行维护责任也将越来越大。实现对电缆隧道的遥视监控，是一个发展趋势，也是电缆隧道发展的必然结果。随着时代的发展和科技的进步，最终会实现对隧道中电缆的全线监控。