地下電纜綜合在線監(jiān)測(cè)

1、地下電纜綜合在線監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用（技術(shù)支持*ASTONE電氣公司）2011.10摘要：隨著城市化規(guī)模擴(kuò)大建設(shè)速度加快，相應(yīng)的城市附屬設(shè)施建設(shè)同樣發(fā)展迅速，電力電纜供電網(wǎng)絡(luò)也得以快速發(fā)展，規(guī)模龐大的地下供電網(wǎng)絡(luò)，電纜分布眾多，如何發(fā)展同時(shí)對(duì)電力部門電纜安全運(yùn)行，事故預(yù)防亦提出更高要求。電力電纜安全運(yùn)行管理設(shè)計(jì)面較多，具有分布廣、相距遠(yuǎn)、地面環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)。如果能夠?qū)ζ鋵?shí)現(xiàn)全天候全面監(jiān)測(cè)，無疑對(duì)保障供電及電力安全生產(chǎn)有重大意義。由此立項(xiàng)有針對(duì)性監(jiān)測(cè)電纜接頭溫度及其所處環(huán)境（井內(nèi)溝內(nèi)有毒氣體、可燃?xì)怏w、積水、井蓋蓋板防盜）展開研究，設(shè)立一套綜合性實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配合以GIS地理信息系統(tǒng)，已

2、完成實(shí)現(xiàn)電力安全生產(chǎn)及現(xiàn)代化管理。本系統(tǒng)采用無線（GPRS通信方式在不破壞市政路面情況下，傳輸所監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并可根據(jù)監(jiān)測(cè)要求設(shè)定部分?jǐn)?shù)值，輔以GIS地理信息系統(tǒng)準(zhǔn)確定位，及時(shí)判斷故障點(diǎn)并發(fā)出預(yù)警信息，上位機(jī)系統(tǒng)基于.NET平臺(tái)B/S網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，具有數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)功能，方便管理人員網(wǎng)內(nèi)即時(shí)查詢，能夠滿足綜合檢測(cè)管理需求，方便管理。此系統(tǒng)具有可靠性高、覆蓋范圍廣、成本低、方便安裝維護(hù)等特點(diǎn)。是一套確保地下電纜安全運(yùn)行的理想系統(tǒng)。關(guān)鍵詞GPRSft線監(jiān)測(cè)，電纜接頭溫度，GIS電纜溝井正文輸電電纜運(yùn)行管理，相關(guān)部門每年都投入大量人力物力，對(duì)電纜溝井內(nèi)電纜及環(huán)境進(jìn)行巡視檢查。特別是在高溫、大負(fù)荷季節(jié)進(jìn)行大量巡

3、檢工作對(duì)井溝內(nèi)電纜接頭進(jìn)行的紅外測(cè)溫，井蓋安全防偷竊防破壞巡視，及井溝內(nèi)積水、防火觀察檢測(cè)等，但無法實(shí)時(shí)掌握，進(jìn)行預(yù)防，及時(shí)預(yù)測(cè)。在這種情況下建立一個(gè)綜合有效地電纜溝井運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)，對(duì)影響運(yùn)行的重要狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。針對(duì)電力部門的應(yīng)用給出了對(duì)溝井電力電纜接頭溫度、環(huán)境溫濕度、可燃有毒氣體、火災(zāi)積水、井蓋防竊盜（并可擴(kuò)展視頻監(jiān)控）、短信報(bào)警的綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了電纜溝井內(nèi)環(huán)境及運(yùn)行狀態(tài)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)相關(guān)運(yùn)行人員提供了可靠地?cái)?shù)字依據(jù)，更好的做出運(yùn)行安排，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，為安全運(yùn)行提供了保障。國內(nèi)電力溝井監(jiān)測(cè)發(fā)展現(xiàn)狀目前國內(nèi)對(duì)電纜溝井在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在形式上主要以有線光纖為主，

4、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目通常為電纜接頭溫度或溝井可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)，不能綜合監(jiān)測(cè)電纜溝井內(nèi)多項(xiàng)綜合環(huán)境因素，并存在有線監(jiān)測(cè)安裝范圍局限（只在一條線路內(nèi)）。不能適應(yīng)電纜多分布監(jiān)測(cè)的需要，投資大，施工難強(qiáng)度大。并對(duì)于監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)不能分析處理儲(chǔ)存，不能預(yù)測(cè)預(yù)警。為有效地評(píng)估預(yù)測(cè)安排相應(yīng)檢修工作帶來困難，建設(shè)研發(fā)新綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及可靠地?cái)?shù)據(jù)收發(fā)、分析管理評(píng)估預(yù)測(cè)尤為重要。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成系統(tǒng)由溝井現(xiàn)場(chǎng)安裝的采集終端和系統(tǒng)檢測(cè)主站組成1、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集終端電力電纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有若干組電纜實(shí)時(shí)無線監(jiān)測(cè)裝置組成，每組采集終端負(fù)責(zé)各項(xiàng)數(shù)據(jù)按照設(shè)定時(shí)間問隔采樣、處理、保存和上傳，并實(shí)現(xiàn)自身狀態(tài)監(jiān)測(cè)調(diào)整。采集終端將所有采集數(shù)據(jù)打包，通過GPR

5、S（或CDMA）通訊模塊發(fā)送給監(jiān)測(cè)主站。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)巡視需求在電纜溝井內(nèi)適當(dāng)位置安放所需傳感器。每組檢測(cè)設(shè)備均配備高精度工業(yè)級(jí)溫度、水位、氣體傳感器及壓力復(fù)位開關(guān)（電纜溝井蓋防盜）。為了適應(yīng)電纜溝井不同區(qū)域物理量的監(jiān)測(cè)，該系統(tǒng)可根據(jù)不同井溝需求靈活調(diào)整定制傳感設(shè)備。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了模塊化組合結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有電纜井Z-綜合性惻設(shè)備也毒挨取環(huán)境混厚度模塊、電梁惻同模坎八，水傳監(jiān)測(cè)慢塊火災(zāi)探惻稅塊可燃?xì)鈶B(tài)椅測(cè)?？煲韵伦酉到y(tǒng)組成:1 .電纜接頭（表皮）溫度在線監(jiān)測(cè)2 .可燃?xì)怏w、有害氣態(tài)在線監(jiān)測(cè)3 .環(huán)境溫濕度在線監(jiān)測(cè)4 .井蓋（位移）狀態(tài)監(jiān)測(cè)5 .電纜井溝內(nèi)積水水位監(jiān)測(cè)6 .火災(zāi)探測(cè)儀（感煙）監(jiān)測(cè)7 .系統(tǒng)供

6、電自身電壓在線監(jiān)測(cè)8 .現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)測(cè)（可擴(kuò)展）9 .GPRS1訊模塊和短信預(yù)警模塊電纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)綜合示意圖電現(xiàn)峋水位相感可燃?xì)怏w綜合監(jiān)測(cè)技術(shù)特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了電纜溝井的綜合狀態(tài)監(jiān)測(cè)，功能全面，極大的滿足了電纜管理需要。系統(tǒng)為模塊化組合結(jié)構(gòu)，分配增加靈活可變。根據(jù)客戶要求系統(tǒng)可增加新功能，定制靈活。成本低，采用無線通信方式在線監(jiān)測(cè)，終端采用工業(yè)級(jí)成熟應(yīng)用傳感器，電纜溝井系統(tǒng)終端安裝位置無地域限制，滿足分布廣泛的電纜溝井監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置。安裝方便易行、靈活，并且不破壞并結(jié)構(gòu)和路面等現(xiàn)有市政設(shè)施。采用低功耗、高效率無線通信技術(shù)，嵌入式技術(shù)，自動(dòng)控制采集模式。無線傳輸(GPRS/CDMA)絡(luò)可選，高功率射頻芯片，確

7、保數(shù)據(jù)可靠傳輸。監(jiān)測(cè)裝置具有極高的工作可靠性，包括供電技術(shù)，抗電磁干擾，電源管理、低功耗設(shè)計(jì)，強(qiáng)干擾下微弱信號(hào)處理良好，傳感器等技術(shù)的研究和開發(fā)?？蛇h(yuǎn)程集中管理配置，安全保密，多種組網(wǎng)適應(yīng)不同需要?？筛鶕?jù)用戶要求，GPRS同皿挖制中心a采集集中券：開正量，饌拔一.定至喧:.”一蛤出控迫下一，=?芝=芯舊皆募T-.si.子系統(tǒng)功能輸變電電纜綜合在線監(jiān)測(cè)各子系統(tǒng)分別實(shí)現(xiàn)了對(duì)電纜線路運(yùn)行狀態(tài)和故障情況綜合狀態(tài)的全天候?qū)崟r(shí)分析和預(yù)防報(bào)警，為保障電纜溝井線路安全運(yùn)行，減少預(yù)防事故提供有效監(jiān)測(cè)手段。電纜接頭（表皮）溫度在線監(jiān)測(cè)電力電纜中間接頭制作質(zhì)量不良、壓接不緊、接觸電阻過大，長期運(yùn)行造成電纜頭過熱燒穿

8、絕緣層，導(dǎo)致火災(zāi)，影響供電造成事故。通過接觸式（或者紅外線溫感模塊）溫感模塊（根據(jù)用戶所需監(jiān)測(cè)電纜數(shù)量安裝不同數(shù)量模塊）的對(duì)重點(diǎn)部位實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè),當(dāng)溫度異常時(shí)即刻報(bào)警，上傳實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)起到過熱預(yù)警數(shù)據(jù)分析功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除發(fā)熱造成的隱患，避免事故發(fā)生?？扇?xì)怏w、有害氣態(tài)在線監(jiān)測(cè)針對(duì)井溝內(nèi)容易產(chǎn)生有害氣體、可燃?xì)怏w（或燃?xì)饩孤怏w用井）在線監(jiān)測(cè)，對(duì)氣體含量濃度進(jìn)行分析評(píng)估，當(dāng)井溝內(nèi)有害氣體、可燃?xì)鈿怏w值超出設(shè)定安全范圍值時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并預(yù)警，避免重大爆炸事故或傷人事故發(fā)生（檢修人員下井溝巡檢）。環(huán)境溫濕度在線監(jiān)測(cè)電纜井溝內(nèi)積水水位監(jiān)測(cè)積水探測(cè)模塊由干簧管式鴨嘴或浮球傳感器構(gòu)成，適應(yīng)各種復(fù)雜水位環(huán)境；

9、環(huán)境溫濕度模塊由AM系列傳感器構(gòu)成，能夠有效地對(duì)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境溫度濕度、井溝內(nèi)水位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，上傳有效數(shù)據(jù)。管理人員對(duì)井溝環(huán)境狀況及時(shí)了解，方便調(diào)度管理。井蓋位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)壓力探測(cè)器安裝在井壁，實(shí)時(shí)對(duì)井蓋打開和關(guān)閉進(jìn)行監(jiān)測(cè)。第一時(shí)間掌握?qǐng)?bào)警信息，對(duì)缺失井蓋進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)救，防竊盜損壞，預(yù)防傷人事故發(fā)生?；馂?zāi)探測(cè)儀（感煙）監(jiān)測(cè)火災(zāi)探測(cè)模塊由紅外火焰探測(cè)傳感器或煙霧傳感器組成。在線監(jiān)測(cè)電纜井溝內(nèi)煙霧及火焰的產(chǎn)生，第一時(shí)間掌握電纜井溝內(nèi)火災(zāi)發(fā)生，及時(shí)報(bào)警預(yù)防造成重大的事故。系統(tǒng)供電自身電壓在線監(jiān)測(cè)對(duì)自身設(shè)備電池電壓自檢，及時(shí)回饋信息，管理人員及時(shí)掌握更換蓄電池時(shí)間（供電采用蓄電池或太陽能電池系統(tǒng)供電更換時(shí)

10、間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于巡檢周期），保證相關(guān)子系統(tǒng)正常工作，保障設(shè)備安全運(yùn)行。GPRS1訊模塊和短信預(yù)警模塊模塊由GPRS/GSMS動(dòng)通訊模塊構(gòu)成，能夠及時(shí)按照預(yù)定時(shí)間發(fā)送各傳感器采集到的數(shù)據(jù)，支持即時(shí)查詢，并在報(bào)警時(shí)即可上傳報(bào)警事件，通過短信形式將預(yù)警信息通知值班人員?，F(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)測(cè)（可擴(kuò)展）視頻監(jiān)測(cè)模塊主要由攝像機(jī)和紅外夜視燈（或LED照明燈）構(gòu)成。即時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況，報(bào)警預(yù)警時(shí)聯(lián)動(dòng)拍攝上傳現(xiàn)場(chǎng)圖片記錄實(shí)時(shí)事實(shí)，方便查詢認(rèn)證，分析事故成因。方便取證。以上各項(xiàng)采集數(shù)據(jù)，根據(jù)管理人員要求設(shè)定的上傳時(shí)間間隔通過成熟的GPR馴絡(luò)上傳給計(jì)算機(jī)監(jiān)控中心，經(jīng)過分析預(yù)測(cè)，提供人機(jī)對(duì)話界面，提供給管理部門，及時(shí)掌握溝井情

11、況。當(dāng)超出設(shè)定報(bào)警涵值時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)警模塊通過GPRS真塊并對(duì)值班手機(jī)發(fā)送報(bào)警短信。2、電纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)另一重要構(gòu)成部分就是監(jiān)測(cè)主站主站由主機(jī)服務(wù)器和分析監(jiān)控軟件構(gòu)成，是數(shù)據(jù)處理和分析的中心。數(shù)據(jù)采集終端與主站間的數(shù)據(jù)傳輸是通過GPRS（CDMA）無線通訊網(wǎng)絡(luò)來完成的。系統(tǒng)平臺(tái)根據(jù)監(jiān)測(cè)主站匯集的各節(jié)點(diǎn)（每個(gè)溝井各采集器上傳的數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)進(jìn)行全面報(bào)表分析，報(bào)警分析判斷，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電纜溝井電纜運(yùn)行及環(huán)境狀態(tài)，使管理人員得以最新資料，安排調(diào)度處置工作得心應(yīng)手。系統(tǒng)主站軟件軟件界面具有登陸人員權(quán)限管理、數(shù)據(jù)報(bào)表查詢、報(bào)警時(shí)間顯示和報(bào)警時(shí)間查詢功能，并結(jié)合GIS全球地理信息系統(tǒng)給出工作溝井具體坐標(biāo)，

12、對(duì)每一個(gè)電纜井進(jìn)行編號(hào)，保證了數(shù)據(jù)的唯一性。以地圖方式顯示，方便以圖形化界面查詢，可實(shí)時(shí)顯示所有所檢測(cè)的溝井信息，支持即時(shí)查詢。軟件支持參數(shù)設(shè)置調(diào)整功能，可根據(jù)季節(jié)變換或者監(jiān)測(cè)臨時(shí)計(jì)劃改變來設(shè)置調(diào)整報(bào)警參數(shù)。登陸信息人員管理綜合界面:在運(yùn)行中報(bào)警信息會(huì)以故障點(diǎn)屏幕閃爍報(bào)警來提醒監(jiān)控操作人員有異常情況發(fā)生，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)故障類型發(fā)送即時(shí)短信（通過GPRS/GSM通知值班人員，使電纜溝井故障預(yù)測(cè)、報(bào)警及時(shí)，技術(shù)管理有很大程度的提高。報(bào)警預(yù)警彈出框:報(bào)警信息一一也愛線:電紈井號(hào)叩旦A相狀卷R相狀念函狀懸0052011-10-1410:10:00關(guān)閉配合GIS全球地理信息系統(tǒng)定位準(zhǔn)確:窿，?霧輸電電纜綜合在

13、線噴測(cè)預(yù)警系統(tǒng)4AJI正例增國3理f井族井.初1.HrGP.蟲卦味用電PJEH森實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳:費(fèi)露品器輸噂電場(chǎng)輜合在線就儲(chǔ)1班警親蜻里.jHUU1jhhbAMlrHtauiQi產(chǎn)燈色，二.日叼-團(tuán)一一“FI后一工；LL電畿井通重E報(bào)站點(diǎn)可地氣體工作電壓井造秋花井內(nèi)卿井下水位iajstiMMl0011LE112fl0V井孟堯用iLL*a口礴*2JS21CKi0。州LEL和Y井簟打開mmF就陛堆14XEM3O.43I21JEL12.70V井蓋美用CLEL，V/砸米24.S1C0040.023LELJ2.60V井羞美南2LEL%面用2*.M*C0050023LEL120V井蓋美用SLEL與5湎水24

14、.43P006QQI3LEL1工soV井桂美用GLEUq二SCP0Q7OQ12L11工百口V井蓋美用SLELJVEQffi米“J00士口心心MT樣盂龍用ELELJVW仃厘米Z3&S*C實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)預(yù)警分析:日期電瓶息度OOS-電池00?？苾?nèi)感地OOE.礴氣體期電統(tǒng)吊度009電池電壓學(xué)若狀態(tài)內(nèi)旺地009.弁的可燃?xì)怏w010-電期福度010-電池阻壓皿確蓋狀態(tài)口舊井內(nèi)忌地09司:氣1七1二%V井蠱美闈SLEL%80o.a;oLEL25S1七32.60VC2LEL.%厘米0.00LIL七1260V井蓋關(guān)閉BLEL與3D.10.0LE犯卻應(yīng)年1月K日至年。月產(chǎn)日J(rèn)#季合分祈報(bào)表顯示當(dāng)前個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，報(bào)警信息顯示:數(shù)據(jù)庫擴(kuò)展：系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫具備各項(xiàng)數(shù)據(jù)查詢功能。添加設(shè)置電纜檢測(cè)設(shè)備簡易，便于增設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)和系統(tǒng)擴(kuò)展，對(duì)電纜溝井溝井內(nèi)各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)靈活配置?？?/p>