电缆隧道在线监测系统

电缆隧道监测技术方案

1、项目概况

1.1项目概述

项目名称：**电缆隧道监测工程

项目单位：安徽供电公司

1.2项目任务：

1）电缆本体温度监测及载流量分析

2）电缆隧道环境温度监测

3）电缆隧道内有毒有害气体含量监测

4）电缆隧道内积水水位监测

5）电缆隧道内风机、水泵联动控制

6）局部隧道视频监控

7）本系统设备具有网络通讯传输接口，能将实时监测数据接入电缆隧道综合监测平台

8）后台软件可实现市、区、站三级管理

1.3 建设规模：

本工程电缆线路工程，本期敷设2回220kV电缆线路，电缆截面2500mm2，电缆线路长约4887m。新建电缆构筑物长约4088m（不含顶管、盾构工作井）。

利用已建和在建电缆构筑物长度688m。

1.4 安装环境

2、技术方案

本方案为模块化方案，可根据需要配置2.1-2.6六个子系统及2.8中软件的各个软件包。

2.1分布式电缆温度监测系统

2.1.1概述

采用分布式光纤测温系统（DTS）实时监测电缆的全程表面温度，并能根据电缆的实际电流，电缆本体温度等信息，利用载流量分析软件对电缆的载流能力进行分析和预测，并在温度异常（包括温度过高，温升过快等）时发出报警。测温主机采用6公里8通道主机（本期用3通道，预留5通道），其中2个通道分别用于监测本期2回220kV电缆，另外1个通道用于监测隧道环境温度。

2.1.2系统性能

分布式测温：整根光缆不仅用作信号传输，同时也是温度探测传感器，光缆全程进行温度探测，探测精度可根据需要人为设定。能对测量区域在长度上进行分区，对某些区域进行局部重点监测。

电子显示：实时显示线路导体上的温度监测数据，并可以用图表的形式反映各点温度变化情况。

报警功能：分布式光纤测温系统应具有连续测温功能，能检测电缆温度变化情况，报警值可在软件中设置，每个区域应能设置高温报警、温升过速报警等参数。故障自检：当光缆发生断裂或信号衰减过大时，可以在光缆全长曲线上指示出断点的具体位置，及时报警；

使用寿命：激光器和光开关的寿命可达20年，探测光缆的寿命可达30年。2.1.4 测温主机技术参数

2.1.5感温光缆

感温探测光缆具备良好抗拉抗压性能及抗啮咬、抗震特性。感温探测光缆具备坚固的护套，提供良好的防护特性，同时感温探测光缆也提供良好的温度传导性能，以保证快速的火灾探测。

2.2电缆动态载流量分析系统

1）可以实时显示每项电缆对应分区的最高温度和电缆接头、终端的最高温度；2）根据光纤测出的电缆温度、环境数据等信息计算电缆芯的运行温度和电流的负荷水平；

3）在电缆芯运行上限温度确定的前提下（90度），计算电缆负荷和时间的关系；4）显示时间、电流和温度的曲线图；

5）可以对历史数据进行查询；

6）支持用户的自定于查询；

7）对于查询数据可以以数据库的形式和以温度曲线的形式显示；

8）可以按照用户的要求，每天对电缆的最高温度定时进行发送。

2.3隧道有毒有害气体监测系统

采用气体传感器实时监测隧道内一氧化碳、可燃气体、氧气、硫化氢等气体浓度，当某气体浓度达到或低于（氧气）设定值时系统自动发出报警，提示管理人员。避免火灾、中毒等事故的发生，保障电力运行及下隧道内业人员的安全。

设备参数：

响应时间：＜60s

输入电压：24VDC

输出：4-20mA标准信号

检测精度：±3%

变送器防护等级：IP66

2.4隧道通风系统

根据隧道中的实时情况，对风机进行远程自动控制或强制控制。风机需要与温度监测系统、有毒有害气体监测系统等实现联动，如当风机温度较高时及时通风换气；当发出火灾报警时风机不得启动；当有氧气不足时启动风机；当可燃气体超标时风机不得启动。

在风机下方的隧道墙体上安装风机控制箱，风机控制可选择手动和自动两种模式，手动模式下可现场启动关闭风机，自动模式下由远程的控制终端控制风机的开和闭。

2.5隧道排水系统

根据现场情况，在集水井中加装液位传感器，后台可以实时显示积水深度，当水位达到或超过警戒值时，系统发出报警，并与现场水泵联动，控制水泵抽水直到水位恢复到警戒值以下停止。可远程手动控制水泵开闭，警戒水位可人为设定。

2.6视频监控系统

本工程K1工作井- K3#工作井段为顶管和盾构隧道，此段电缆隧道因地下障碍物复杂，隧道及工作井设置较深，为满足运行要求，需在K1-K2-K3段隧道设置视频监控系统。

1.分别在K1、K2、K3工作井出入口安装摄像机。

2.在电缆隧道内主要设备位置（包括电缆接头、积水井及水泵控制箱、风机及控制箱、防火门等）安装摄像机，实现监视现场设备状态。

3.视频监控系统除了具备数字化摄像监控系统自身的视频采集、存储、报警等基本功能外，还具备图像分析处理能力，对于非法闯入禁区的行为自动报警。

2.7通讯系统

传感器的信号通过安装在现场的现场控制器通过光缆或电缆传到变电站相应监测主机，变电站通过交换机接入内网，后台软件通过内网与变电站的监测主机相连。

现场控制器及电源性能：

1)采集单元防水盒：金属防水外壳

2)防水盒防护等级：IP66

3)防爆性能良好

通信电缆、光缆性能：

1)通信电缆采用外护套阻燃、带钢铠装、高密度聚乙烯绝缘、填充式电缆，具

有良好的机械性能、防水性能以及抗腐蚀特性；

2)通信光缆采用48芯单模铠装光缆。

2.8软件功能

1）变电站软件

变电站监控主机要安装隧道监控软件，将除视频、温度之外的其他监测集成到监控主机，可独立的作为监测系统，不依赖于后台独立运行，具有实时画面显示、记录、报警等基本功能功能。

2）后台软件

后台软件安装在监控中心或管理单位的指定地点，通过内网与变电站内的监控主机实时通讯。软件界面友好，操作方便，是完整、统一的电缆状态在线综合监测平台，对电缆温度、有害气体、水位等在线数据集成于一个平台软件统一管理，并进行数据处理与分析。后台软件具有扩展功能，可将未来增加的如护层电流等本次未涵盖的监测项目加入平台软件进行统一的管理。可实现对各监测数据进行界面显示，谱图分析，报表打印，数据查询，报警等功能。可对报警参数进行设置，可人为设置用户管理权限。

3、设备和技术所应遵循的标准和规范

本方案所遵循的技术标准或规范：

《国家电气设备安全技术规范》（GB19577-2009）

《防止电力生产重大事故的二十五项重大要求》

《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007）

《DCS电缆布线规范》

《井下安全规程》

《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-98)

《综合布线系统设计规范》（EIA/ITA568A、ISO/IEC11801、CECS72-79 ）

《电气装置安装工程施工及验收规范》（GA/T75-94 GBJ232-92 ）

《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）

《国家电网公司电力电缆运行维护与管理规范》

《国家电网公司电缆通道管理规范》

《国家电网公司电力电缆运行规程》

《地区电网数据采集与监控系统通用技术条件》（GB/T 13720 ）

《电力系统实时数据通信应用层协议》（DL 476—1992）

《电力系统数据标记语言—E语言规范》（Q/GDW 215—2008 ）