电力隧道在线监测及安全监控技术

电力隧道在线监测及安全监控技术

彭　洋

昆明供电设计院有限责任公司　云南省昆明市 650000

摘　要：在许多大城市中，电缆隧道由于城市的地下资源的日益紧张影响导致其很长一部分部分与自来水、污水、地铁等市政管线相邻近。在电力隧道的施工过程中，其安全稳定运行受到地铁施工造成的路面塌方等影响，会出现相应的沉降、露筋以及局部开裂问题，影响到电缆网安全稳定运行。本文主要针对电力隧道在线监测以及安全监控问题，分别从沉降监测技术、电力隧道滑轨摄像技术以及电力隧道多维动态仿真以及全局展现技术进行探讨，希望对于今后的电力隧道在线监测技术发展具有一定帮助。

关键词：电力隧道；在线监测；安全监控；技术

中图分类号：U45 文献标识码： A

1电力隧道在线监测概述

通过在电缆隧道内安装结构检测系统，不仅能有效保证其正常运营，而且能够较好保障电缆隧道结构的安全状况，还能有效解决电缆隧道结构的控制问题。当然，这首先需要掌握电缆隧道结构的特点，比如它需要较高的安全性、较高的耐久性，它的地下结构物非常重要。

在利用网络远程式控制技术的背景下，电力隧道滑轨摄像装置能够控制隧道内滑轨摄像监控设备，通过电缆网来运行监控中心，这样就能够实时监控电缆隧道内的情况，使得电力隧道管理更加规范化，改变单纯依靠人工巡视的传统模式，有效制止相应的破坏电力设施的行为，打击进入电力隧道偷盗行为。这还能够使得电力隧道工作管理流程更加顺利，避免出现私拉乱放隧道内的各种线路，能够保证电缆线路的安全稳定运行。

综合利用虚拟现实技术、三维地理信息技术以及动态全局战线技术，通过隧道多维仿真技术模型以及电缆网多维空间模型的建立，来创造能够实现多维动态全局展示的监控信息的要求的电缆网，这使得电缆网运行管理水平的进一步提高成为可能。

2.城市电力电缆隧道基本特点

电力电缆隧道的敷设方式对工程的造价具有很大的影响。采用合理的线路规划和最佳的电缆敷设方式对于节省工程土建费用，提高日后工程维护的便利性都有直接关系。由于电缆敷设属于地下工程，因此必然受到工程地质条件、电缆类型以及电缆敷设数量的影响。现有的敷设方式主要有直埋式、穿管式、电缆沟敷设和隧道敷设。对于大功率输电，一般需要采用隧道式敷设。该类敷设方式可以满足多回电力线路同路径敷设的要求，也能够满足越来越大的输电功率需要，因此隧道式敷设成为了城市电力电缆敷设的主要发展方向。

在结构上一般隧道式敷设采取砖砼结构，侧壁采用厚砖墙，底部和顶板采用现浇钢筋混凝土结构。采用这类结构具有很高的建筑标准，可操作空间更大，可以为其他可能后期铺设的管线预留位置，甚至可满足检修人员和设备通行需要。这就为电力设施的检修维护提供了更为便捷的条件，对于缩短故障排查时间和施工安全性都非常有利，加之其良好的扩展性，已经使得电力电缆隧道成为环节城市输电线路拥堵的优良方案，具有广阔的发展前景。

3电力隧道在线监测以及安全监控分析

3.1沉降监测技术分析

大型车辆或者其他振动发生在电缆隧道的上部时，电缆隧道结构的会出现变化的应力状况，这样的应力应变的变化就可以通过在随到顶部的应变传感器进行相关测量。然后，通过连接的WDAS-JY静态或者动态应变采集仪的作用，可以对于结构的应力应变数据进行采集，在局域网的作用下，可以通过应变采集仪，把数据传到电缆网运行监控中心。所以，一般来说，数据传输、数据采集、传感器、系统供电和数据处理等五大部分则构成了电力隧道沉降在线监测系统。

加速度采集、动态采集和静态采集则是三种进行数据采集的子系统。在静态采集中，隧道在受力状态下的结构的静态应力应变情况可以通过静态采集仪获得。

3.2电力隧道滑轨摄像技术分析

设备通信、滑轨、移动监控、电源供电以及服务器和客户端等几大功能模块组成了隧道滑轨摄像系统。其中，轨道上部的滑触头和不锈钢滑轨组成了设备的滑动轨道，在滑轨上配备了滑轨和顶层的固定支架连接设备，前后移动的动力则是依靠滑轨和主动轮之间的摩擦力所产生。道轨上面两侧为供电槽，一条导电性能比较好的铜带放置在里面，所需要的电源则是通过场设备上的触点和铜带的紧密连接接触而获得。

其中，在实现光纤通信中，一条光纤专用轨道在滑轨旁边进行铺设，设备与光纤一端相连，另外一端则和隧道中的供电箱中的光纤收发器相连接，这样就能够实现光纤通信功能。光纤随着移动的设备在其的光纤轨道中拖动，采用具有一定坚韧特性的单模单芯光纤为传输媒介，这是考虑到在轨道中存在弯折的光纤特点。

对于通信系统来说，其主要包括隧道内部分和隧道外部分。光纤和光纤收发器则是隧道内部分组成，其中，电源控制箱内光收发器转换成光信号则是光纤收发器作用，电信号则是由光收发器机型转换得到，然后发送给交换机，然后可以利用交换机，实现云台、摄像头的控制信号于视频服务器中，同样，串口服务器能哦故接受相应的灭火、滑轨移动、开关灯的控制信号；监控中心端和战端则是隧道外部分的组成，在站端中，主要包括变电站内服务器和隧道内装置之间的通信，通过客户端的进行操作的通信部分则是称为监控中心端。

3.3电力隧道多维动态仿真以及全局展现技术探讨

1）电缆网空间三维模型的建立。基于最新的三维地理信息技术，不断研究和开发该系统，建立了相关的通风亭、隧道、检查井以及其他地面设施的三维空间模型，这样就能在电缆网运行监控平台上具有宏观展示的载体作用。

2）建立隧道仿真模型。隧道内部的三维仿真模型则是通过最新的虚拟现实技术进行建立，这就需要对于其中的设备进行模型化处理，包括相应的隧道内的电缆标牌、支架、电缆线路以及防火槽盒等设施和设备，这样就满足了电缆网运行监控平台的微观展示载体的需要。

3）监控信息多维展示模型建立。最新的监控信息的动态获取则是以多维展示为基础，能够进行相关的运行参数、设备缺陷、施工工地进行相关的多维动态展示，主要包括线路负荷、电缆温度、隧道积水、井盖状态、有害气体、局部放电、接地电流等方面。

通过该系统，能够把当前水位置进行实时显示和监测，当监测的水位超过限定位置的情况下，则自动进行报警，然后进行自动定位到水位监测仪中的三维模型上。另外，还能实现对于水位监测

第5卷　第12期2015年4月