CN102495599A - 电缆隧道环境监控系统 - Google Patents

Abstract

电缆隧道环境监控系统包括安装在变电站主控室内的主机，主机与前置机相连中，前置机通过总线与若干个测量单元和若干个控制单元相连。具有结构合理、操作简单、安全可靠、监测及时、判断准确、成本低、效率高、稳定性好等特点，尤其是采用智能前置机逻辑控制器带485总线形式进行网络连接，把各个测量单元和控制单元连接组成一个完整的网络。达到集中测量，集中显示报警，集中控制和集中管理的目标，提高了监测结果的准确性和通用性，实现电力电缆使用环境的系统、全面和准确的监测；是理想的供电网络中对电力电缆使用环境进行实时监测的电缆隧道在线监测专用配套装置。

Description

电缆隧道环境监控系统

 

技术领域

本发明涉及的是供电网络在线检测技术，更详细地讲是关于供电网络、管网、隧道中对管路、电缆进行实时监测的电缆隧道环境监控系统。

背景技术

由于高压电力电缆铺设于地下，长时间运行后检修常常不到位，再加上环境温度等因素的影响，部分有缺陷的位置往往会发热，并且电流越大，温度升高越快，发热点电阻增大，从而产生更多的热量，使得电阻进一步增大，温度继续升高，形成恶性循环。如果不及时发现和处理，最终将导致起火或爆炸，造成线路损坏，严重的可引发火灾和大面积的停电事故。这一现象在负荷增长较快的地区显得尤为普遍。

目前，对电力电缆的重要部位如接头等的温度监测主要仍靠人工去测量，例如定期派人到现场用红外线或激光测温仪进行远距离测量，这种人工测量的方法主要存在以下问题：①监测周期长，许多地方发热现象得不到及时发现和处理；②监测范围受限制，只能检测电缆接头，无法对封闭在管道里的电力电缆部分进行监测；③检测和分析判断由人工进行，因此检测和分析结果受人为因素影响较大；④红外线或激光测温仪价格往往比较昂贵，受资金影响，其普及和推广难度较大。

近年来，ABB、西门子及国内一些生产厂家也陆续开发出了一些高压电力电缆温度监测设备，但从应用情况来看，效果不是很理想，主要表现在以下几个方面：①高电压的隔离是高压电力电缆温度监测系统的技术难点也是技术关键。现有的温度监测方法主要采用热电耦、热电阻、半导体温度传感器等温度传感元件实现，这些温度传感器一般都不是直接测量带电物体的温度，并且需要通过金属导线传输信号，传感器本身以及其信号传输通道受电磁干扰和环境的影响较大，无法保证绝缘性能，因而无法保证监测结果的准确性；②传统的温度监测普遍存在传感器体积偏大、安装困难、易受环境和周围电磁场的干扰、需人工操作、实现在线监测的成本高昂等问题，尤其无法在整条电力电缆上安装，只能实现一小部分电力电缆的部分接头的温度监测，无法实现全部电力电缆的系统、全面、准确监测；③现有的电力电缆温度监测系统或设备，绝大部分是电力一次设备生产厂家开发出的针对自己产品的监测设备，功能单一，通用性差，执行标准混乱，并且与变电综合自动化等监控系统接口困难，很难进行普及和推广。

发明内容

本发明提供了一种能消除上述缺点，具有结构合理、操作简单、安全可靠、监测及时、判断准确、成本低、效率高、稳定性好等特点的电缆隧道环境监控系统，尤其是采用智能前置机逻辑控制器带485总线形式进行网络连接，把各个测量单元和控制单元连接组成一个完整的网络。达到集中测量，集中显示报警，集中控制和集中管理的目标，提高了监测结果的准确性和通用性，实现电力电缆使用环境的系统、全面和准确的监测；该系统采集的信息传输，不受电磁干扰，防潮湿，传输距离长，损耗小，也易扩展；是理想的供电网络中对电力电缆使用环境进行实时监测的电缆隧道在线监测专用配套装置。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种电缆隧道环境监控系统包括安装在变电站主控室内的主机，主机与前置机相连，前置机通过总线与若干个测量单元和若干个控制单元相连。所述的总线选用RS485总线。所述若干个测量单元为水位探测器、可燃气体浓度探测器、温度检测器、防火门传感器、风机传感器、烟感式检测器、井盖检测器中的一个或多个任意组合。所述若干个控制单元为排水泵、排风机和防火门中的一个或多个任意组合。该电缆隧道环境监控系统主机设备安装在变电站主控室内，主机与各路传感器之间采用智能前置机逻辑控制器带485总线形式进行网络连接，把各个测量单元和控制单元连接组成一个完整的网络。达到集中测量，集中显示报警，集中控制和集中管理的目标。

附图说明

图1：电缆隧道环境监控系统结构示意图

其中1.主机，2.前置机，3.水位探测器，4.可燃气体浓度探测器，5.温度检测器，6.防火门传感器，7.风机传感器，8.烟感式检测器，9.井盖检测器，10.排水泵，11.排风机，12.防火门。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

如图1所示，一种电缆隧道环境监控系统包括安装在变电站主控室内的主机1，主机1与前置机2相连，前置机2通过总线与若干个测量单元和若干个控制单元相连。

所述总线采用通讯电缆连接的工业现场RS485总线，具有较远的通讯距离和较强的抗干扰能力。

所述若干个测量单元为水位探测器3、可燃气体浓度探测器4、温度检测器5、防火门12传感器6、风机传感器7、烟感式检测器8和井盖检测器9，其可以对多种环境状况检测。

所述若干个控制单元为排水泵10、排风机11和防火门12。控制单元可提供对排风机11、防火门12等设备控制的输出节点，对这些设备进行远程控制

远方工作站（主机1）为上位工控机，可对各种环境监测传感器进行数据采集和汇总，并通过组态软件在显示器上显示的隧道环境状况和数据，使隧道内的工作环境状况一目了然。远方工作站（主机1）可连接多个前置机2。

系统主控制单元采用智能前置机2，前置机2具有稳定、可靠、通用的特点，使用方便。每个前置机2可通过总线连接多个传感器和控制单元。

本发明的电缆隧道环境监控系统功能实现：

1.火灾监控：采用数字烟感探测器、火灾温度传感器（短隧道内安装）和分布式测温光纤（长隧道内安装），对隧道环境温度和火灾进行监测，并将相应的控制节点输出到对应的防火门12。

火灾报警（第一优先级）：向远程发送报警数据（位置、温度值）；手机短信报警给相关人员。

2.气体浓度监控：采用可燃气体浓度探测器4，对隧道内的可燃气体浓度进行检测和报警。

气体浓度报警（第二优先级）：自动启动相应区域的风机；向远程发送报警数据（位置、浓度值）；现场声光报警；手机短信报警给相关人员。

3.水位监控：采用投入式水位探测器3对隧道内积水情况进行监测，由系统根据实时水位数据提供水位信息。

水位报警（第二优先级）：向远程发送报警数据（位置、水位值）；手机短信报警给相关人员。

4.井盖状态监测：实时对井盖状态进行监测，并对非法的井盖开启进行报警和定位

井盖非法开启报警（第三优先级）当地声光报警；发送远程报警消息（井盖类型、位置）；手机短信报警给相关人员。

5.电缆隧道环境监控系统通讯网络

汇接智能前置机控制器以及上位工控机，通过以太网进行互联，智能前置机与各个智能采集控制单元进行通讯。智能采集控制单元采集火灾温度、烟感信号、水位信号、气体浓度、井盖状态信号等数据，并将相应的输出到排水泵10、排风机11、防火门12等设备。前置机2与智能采集控制单元采用RS-485总线进行通讯互联，连接组成一个完整的通讯网络，以达到集中测量、集中显示报警、集中控制和管理的目的。

   本发明的电缆隧道环境监控系统可全面、连续、动态、实时在线显示环境温度曲线，并能根据用户的报警设置参数，在温度异常或火灾时，提供报警信息和准确的报警位置；实时采集和显示隧道内的水位、可燃气体含量，并在超标时提供相映的报警信息；实时显示电力井盖的开启状态，并进行图形化定位；可以提供对不同类型的数据进行统计、保存、查询、打印、复制等功能。数据类型有温度曲线数据（位置和温度值）、温度平均值和最大值数据、温度分析数据、水位数据、可燃气体浓度数据、井盖状态数据、分级报警数据等；软件具有通过网络获取温度、水位、可燃气体浓度等数据功能。

本发明的电缆隧道环境监控系统技术指标：点式测温仪精度：±0.3 ℃；可燃气体检测范围：0-100% LEL；水位检测量程：0-2.0米，标称精度：0.5% 满量程；系统巡检响应时间：小于5秒；报警、控制响应时间：小于1秒。

Claims (4)

1.一种电缆隧道环境监控系统，其特征在于它包括安装在变电站主控室内的主机，主机与前置机相连，前置机通过总线与若干个测量单元和若干个控制单元相连。

2.如权利要求1所述的电缆隧道环境监控系统，其特征在于所述总线为RS485总线。

3.如权利要求1所述的电缆隧道环境监控系统，其特征在于所述若干个测量单元为水位探测器、可燃气体浓度探测器、温度检测器、防火门传感器、风机传感器、烟感式检测器、井盖检测器中的一个或多个任意组合。

4.如权利要求1所述的电缆隧道环境监控系统，其特征在于所述若干个控制单元为排水泵、排风机和防火门中的一个或多个任意组合。

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