电力隧道监控系统

电力隧道监控系统
摘要:今年来,随着社会经济的飞速发展,城区的用电需求不断增加,这对于电力建设来说提出了更高的建设要求。

由于城市化进程的不断加快,城市的土地资源越来越稀缺,传统的采用铁塔架设输电线路的方式越来越不能满足城市发展的需求,各大中城市政府也相继提出了架空线入地的政策,这就必须建设以电力电缆隧道为主的地下电力输送网络,以满足城区不断增长的用电负荷需求。

关键词:电力监控
1 电力隧道监控系统的主要功能
(1)对隧道内电力电缆运行状况的监测。

比如电力电缆的绝缘状况,负载水平,电缆接头状况,运行温度等,通过采集电力电缆的相关参数来实现对电力电缆运行状况的实时监测。

(2)对隧道运行环境的监测。

通过采集隧道内的温度、湿度、烟雾、水位、气体成分等信息来监测隧道的运行状态,以提高隧道运行的可靠性。

(3)对隧道内发生状况进行准确告警,并通过与一系列辅助设备系统的联动来实现对灾害的紧急预案处理,将灾害控制在最小的影响范围之内,以保证电网的安全稳定和人身安全。

2 电力隧道监控系统的构成
整个系统可以分为三层结构,由中心控制层、区域控制层和监控终端层构成。

2.1 中心控制层
中心控制层是整个监控系统的核心,设置在远端调度中心,通过模块化扩展,可以将多个子系统整合在统一的平台上,对整个地区的电缆隧道运行情况进行集中监控。

2.2 区域控制层
区域控制层主要包括分控主机,分控主机安装在电缆隧道附近的变电站内,通过电缆、光纤等传输介质将隧道内各类采集器连接,然后将采集器采集的信息上传至远端中心控制层,同时分控主机还可以对隧道内的采集器进行供电、控制和监测,从而实现本地实时监控。

2.3 监控终端层
监控终端层主要包括隧道内的各采集终端、控制终端和通信链路等,可以对隧道内的温度、湿度、烟雾、水位、有害气体浓度、井盖状态、防火安全门的开启状态等进行监测。

3 电力隧道监控系统的具体实现
3.1 光纤测温系统
由于电缆的运行温度过高会加快绝缘材料的老化速度,使电缆的寿命大大缩短,最终可能会导致绝缘击穿从而发生安全事故。

因此,电缆的最高允许温度决定了电缆的允许传输容量。

通常,我们可选用的传感设备主要有点式温度传感器、缆式温度传感器和光纤温度传感器等。

由于光纤温度传感器测量连续性高、测量定位精度高、传输距离远、强抗干扰特性和长使用寿命等优点,通常工程中采用光纤温度传感器。

光纤测温系统除了包含作为监测设备和数据传输设备的光纤以外,还包括进行数据分析处理的服务器。

感温光纤随电力电缆全程敷设于隧道内,测温服务器通过以太网的方式接入监控系统的区域控制层,然后将信息上传至中心控制层。

3.2 电缆故障测巡系统
由于隧道内环境复杂,电缆容易受到潮湿,温度过高,过压,外力损伤等因素影响,绝缘水平会不断下降。

一旦绝缘强度不能满足要求,容易引起绝缘击穿故障,造成线路停电或相关电气设备受损等事故发生。

另外,传统的电缆监测手段必须在停电状态下进行,无法满足电力生产的连续性需求。

因此在电缆运行状态下对电缆状态进行实时监控十分必要。

针对线路中常用的交联聚乙烯电缆和充油电缆的不同特性,采用不同的监控方式,实现对电缆的绝缘水平的实时监测。

另外,电缆接头
部分极易发生老化现象,电缆绝缘强度的降低通常表现为温度偏离正常值升高,可以通过测温光纤监测异常发热点对电缆老化现象发出预警。

3.3 隧道环境综合监控系统
隧道环境综合监控系统可以对隧道内有害气体、含氧量、水位等信息进行探测,并可对风机,水泵等设备进行远程控制。

由于电缆隧道是位于地下的封闭环境,一定时间内沼气、一氧化碳等有害气体的浓度会不断升高,不但对电缆设备的运行造成潜在危险,更会威胁隧道巡视人员的人身安全。

通过在隧道内安装气感传感器来实现对隧道内有害气体浓度进行监控,并通过服务器进行数据分析,确定有害气体位置,并有针对性的启动通风装置进行必要的通风,对巡视人员进入隧道提供必备条件。

由于电缆隧道位于地下,容易发生渗漏、地下水倒灌等情况,产生隧道内积水,增加空气湿度,对电气设备造成腐蚀。

通过隧道内安装水位传感器检测积水程度,并通过现场服务器将信息分析并上传,实现对隧道排水系统的监控和状态控制。

3.4 智能视频监控系统
在电缆隧道的出入口和重点部位上安装摄像头,然后将采集到的视频信号通过光端机传至附近变电站内的存储介质中,在实现本地存
储的同时,可以将信号上传至监控中心的电脑屏幕上。

此外,智能视频监控系统与光纤测温系统结合可以实现对火灾的报警联动。

4 结论
(1)通过电力隧道监控系统可以在线监测并及时了解电缆的运行状态,并为线路检修提供了有力数据。

(2)提高了电缆的在线监测水平,增加了供电的保障系数。

(3)将整个监控系统模块化,数字化,有利于平台的整合与拓展,为智能电网的发展提供了有力保障。

参考文献
[1]孙圣和,王延云,徐影.光线测量与传感技术,哈尔滨工业大学出版社,2000:1～10.
[2]赵宏波.现代通信技术概论.北京邮电大学出版社,2003.。