CN109443440A - 隧道综合监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种隧道综合监控系统，包括监测控制系统、电缆运行监测系统、隧道环境监测系统、通风系统以及水位控制系统，电缆运行监测系统、隧道环境监测系统、通风系统以及水位控制系统均与监测控制系统连接；电缆运行监测系统包括多个温度传感器以及多个无线测温传感器，每个所述温度传感器内置在电缆接头的导体连接管内，每个温度传感器以及无线测温传感器均与监测控制系统连接，用于监测隧道内的温度状况；监测控制系统包括至少一个监控服务器，监控服务器用于接收温度传感器以及无线测温传感器传来的温度数据。本发明的隧道综合监控系统可以对电缆隧道内电缆接头的温度以及环境状况进行统一监控，准确地掌握隧道内的情况，防止灾害发生。

Description

隧道综合监控系统

技术领域

本发明涉及电网安全监控领域，具体而言，涉及隧道综合监控系统。

背景技术

随着电网容量的增大，智能化、自动化水平的提高以及城市发展，电缆用量越来越大，高压线路不得不通过地下隧道来铺设，这些隧道的线路由于位于地下，很难掌握隧道内的情况，一旦隧道内出现特殊情况，很难第一时间了解现场情况，并采取相应措施，因此可能造成重大的损失，影响到电网的安全运行。

目前国内出现多起高压电缆火灾事故，由于无法监测到隧道内的电缆情况，电缆容易由于温度上升等原因起火，工作人员无法及时作出响应措施，造成意外损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隧道综合监控系统，以解决上述问题。

本发明提供一种隧道综合监控系统，包括监测控制系统、电缆运行监测系统、隧道环境监测系统、通风系统以及水位控制系统，所述电缆运行监测系统、所述隧道环境监测系统、所述通风系统以及所述水位控制系统均与所述监测控制系统连接；所述电缆运行监测系统包括多个温度传感器以及多个无线测温传感器，每个所述温度传感器内置在电缆接头的导体连接管内，每个所述温度传感器以及所述无线测温传感器均与所述监测控制系统连接，用于监测隧道内的温度状况；所述监测控制系统包括至少一个监控服务器，所述监控服务器用于接收所述温度传感器以及所述无线测温传感器传来的温度数据。

可选地，每个所述温度传感器内置在电缆接头的导体连接管内，所述无线测温传感器布设在所述电缆接头处并与所述监测控制系统无线连接。

可选地，所述隧道环境监测系统包括多个气体检测器，每个所述气体检测器与所述监测控制系统连接，所述气体检测器设置在隧道内，用于检测隧道内的气体浓度。

可选地，所述隧道环境监测系统还包括多个水位传感器，每个所述水位传感器与所述监测控制系统连接，所述水位传感器设置在隧道内距离隧道底部预设距离处，用于检测隧道内的积水深度。

可选地，所述通风系统包括风机、风机控制箱，所述风机、所述风机控制箱均与所述监测控制系统连接，所述风机根据所述监测控制系统的控制指令开启或关闭，用于对隧道进行通风换气。

可选地，所述水位控制系统包括水泵，所述水泵与所述监测控制系统连接，用于根据所述监测控制系统的控制指令进行抽水，以使隧道内的水位恢复到警戒值以下。

可选地，所述隧道环境监测系统还包括监控摄像头、硬盘录像机，所述监控摄像头与所述硬盘录像机连接，所述硬盘录像机与所述监测控制系统连接。

可选地，所述隧道综合监控系统还包括报警指示系统，所述报警指示系统与所述监测控制系统连接；所述报警指示系统包括声音报警器、灯光报警器，所述声音报警器和所述灯光报警器均与所述监测控制系统连接。

可选地，所述隧道综合监控系统还包括监控显示系统，所述监控显示系统与所述监测控制系统连接；所述监控显示系统包括移动终端和/或电脑终端，所述移动终端和/或所述电脑终端与所述监测控制系统连接。

可选地，所述电缆运行监测系统和所述监控显示系统通过以太网交换机与所述监测控制系统连接。

相对现有技术，本发明实施例提供的隧道综合监控系统能够对电缆隧道内电缆接头温度以及环境状况进行统一监控，及时、准确地掌握隧道内的情况，对事故做到预先示警，从而快速解决存在的安全问题，防止电缆失火等灾害发生；进一步地，该隧道综合监控系统可实现对隧道内温度、气体、水位、视频信息等数据的采集和分析，针对隧道内可能存在的通风、排水、防火防灾等问题进行预防和管控，并提供了统一的自动化监控和管理系统，极大地方便了工作人员对现场的管理。

为使本发明的上述目的、技术方案和有益效果能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的隧道综合监控系统的示意图；

图2示出了本发明实施例提供的隧道综合监控系统的另一示意图。

图标：监测控制系统-101；电缆运行监测系统-102；无线测温传感器-1021；温度传感器-1022；隧道环境监测系统-103；气体检测器-1031；水位传感器-1032；通风系统-104；风机-1041；风机控制箱-1042；水位控制系统-105；水泵-1051；报警指示系统-106。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

目前电网采用的送电线路有两种，一种是较常见到的架空线路，一般使用无绝缘的裸导线，通过立于地面的杆塔作为支持物，将导线悬架于杆塔上，而另一种是电力电缆线路，采用特殊加工制造而成的电缆线，将电缆埋设于地下或敷设在电缆隧道中。随着电缆用量的越来越大，越来越多的高压线路不得不通过地下隧道来铺设，但是由于隧道的线路处于地下，电缆线路的故障查找时间和维修时间较长且较难监控到隧道内的情况，给电网运行的可靠性以及用户的正常用电带来一定的影响。在无法对隧道内状况进行监测的情况下，极易造成安全事故。

本实施例提供一种隧道综合监控系统，可以实时监测电缆接头的温度状况，以避免上述情况的发生，请参阅图1，该系统包括监测控制系统101、电缆运行监测系统102、隧道环境监测系统103、通风系统104以及水位控制系统105，电缆运行监测系统102、隧道环境监测系统103、通风系统104以及水位控制系统105均与监测控制系统101连接，其中，电缆运行监测系统102可通过各传感器监测隧道内的温度状况，监测控制系统101主要用于接收电缆运行监测系统102传来的温度数据以及隧道环境监测系统103传来的监测数据，例如隧道内的气体、水位等，可对其实现可视化显示、管理、查询等各种功能，便于电力巡检人员查看和维护。其中，电缆运行监测系统102包括多个温度传感器1022以及多个无线测温传感器1021，温度传感器1022内置在电缆接头的导体连接管内，监测控制系统101包括至少一个监控服务器，该监控服务器可接收温度传感器1022以及无线测温传感器1021传来的温度数据。

由于目前国内的多起高压电缆火灾事故，其起因多是由于电缆接头不良，造成接触电阻增大，继而使得电缆接头温度上升，从而造成接头接触更加不良，接头温度持续上升的问题一直得不到解决，使其形成恶性循环，最终导致电缆起火。因此本实施例将温度传感器内置在电缆接头的导体连接管内，无线测温传感器1021布设在电缆接头处并与监测控制系统101无线连接，监测控制系统101可以有效监测到电缆接头内部以及外部的温度。

无线测温传感器1021主要是由锂电池、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)、温度传感、RF模块四部分组成，设置在隧道内电缆接头处的无线测温传感器1021主要检测的是电缆接头外部的温度，也即隧道内的温度，采集到的温度信号通过无线的方式发送至监控服务器上，而内置在电缆接头内部的温度传感器1022则主要检测的是电缆接头内部的温度，在隧道环境中由于隧道通道内空气湿度或气体流通等原因，隧道内的温度和电缆接头的温度可能存在一定的差异，内置在电缆接头内部的温度传感器和设置在电缆接头处的无线测温传感器能够实时采集电缆接头内部和外部的温度数据，使得对温度的采集和监控更加全面，能够更好的掌控隧道内的实时情况，监控服务器可根据接收到的温度数据对电缆接头的温度状态进行实时监测，以便于在电缆接头温度过高时警示工作人员，采取相应的措施防止温度持续上升。

并且，为便于更好的帮助电力巡检人员进行安全、方便、快捷的管理，该隧道综合监控系统还可对隧道内的各方面情况进行综合监控，能够为电力电缆隧道的运行维护提供更好的安全保障，通过与监测控制系统101连接的电缆运行监测系统102、隧道环境监测系统103、通风系统104、水位控制系统105，从而实现对隧道内温度、环境状况的信息采集和分析，监测控制系统可根据监测到的实时情况与通风系统104以及水位控制系统105联动，通过远程控制各联动设备保证电缆的正常运作。

隧道环境监测系统103集开关量输入、模拟量输入、开关量输出、无线传输等功能于一体，可实现对气体、水位等情况的综合监控，通过各传感器对隧道内的环境信息进行采集，例如当前隧道内各气体的成分以及相应的气体浓度，并将采集到的环境信息发送至监测控制系统101，监测控制系统101可根据后台数据，在必要情况下通过通风系统104对隧道进行通风换气，或是在监测到隧道内水位过高时通过水位控制系统105抽去隧道内的积水。

可选地，参阅图2，在隧道环境监测系统103中包括多个气体检测器1031，用于检测隧道内的气体浓度，每个气体检测器1031所能检测的气体种类是由内部配备的气体传感器所决定的，将气体检测器1031设置在隧道内的不同位置，每个气体检测器1031均与监测控制系统101连接，在本实施例中，气体检测器1031可以为复合式气体检测器，在一台仪器上配备所需的多个气体传感器，可以同时多气体浓度显示，并将采集到的多个气体浓度发送至监测控制系统101，由于可采集多种气体的浓度，可将该多个复合式气体检测器安装在隧道通道内的不同位置，用于检测每一个位置的每一种气体浓度；当然，也可以是配置有对应的气体传感器的气体检测器，每个气体检测器仅检测对应的一种气体，该种气体检测器在安装时需根据被测气体相对于空气的比重大小来决定该气体检测器固定安装的有效高度，因此需根据隧道内气体的种类和浓度对气体检测器加以选择，同时还要注意将其安装在对应的待测气体最可能存在的部位。

通过多个气体检测器1031，监测控制系统101能够实时监测到隧道内一氧化碳、可燃气体、氧气、硫化氢等气体的气体浓度，并显示各气体的数值指标量，当隧道内的某种气体的指标不符合所设置的标准时，例如，氧气含量不足，监测控制系统101可自动进行一系列报警动作，如报警，排风，跳闸等。

可选地，隧道环境监测系统103还包括水位传感器1032，水位传感器1032例如可以为超声波水位传感器、电极式水位传感器、浮球式水位传感器、电容式水位传感器、光电式水位传感器，可以替代人眼查看水位，其水位侦测功能可便捷的使监测控制系统101监测到隧道内的当前积水深度。在隧道内距离隧道底部预设距离处设置水位传感器1032，其安放位置和数量可根据隧道内实际情况来确定，例如在隧道内不同高度上有层次地设置多个水位传感器，分别为0.3m、0.5m、1m等，水位传感器能将被测点的水位参量实时地转变为相应电量信号，能够很好的检测出隧道内的积水深度，并通过不同高度的水位传感器检测水位的变化，每个水位传感器1032均与监测控制系统101连接，可将转化后的信号传输至监测控制系统中，监测控制系统将检测到的水位情况与设定的警戒值进行判断，在隧道内积水过多时可与水位控制系统105联动，将多余的积水排出，确保电缆的安全运行。

在监测控制系统101分析到异常情况后，可通过报警指示系统106警告工作人员，报警指示系统106与监测控制系统101连接，由于监测控制系统101可实时监测到隧道内的气体和水位状况，在其中出现超过预设警戒值的异常情况时可进行相应的报警，其中报警指示系统106包括声音报警器、灯光报警器，声音报警器和灯光报警器均与监测控制系统101连接。例如，当监测控制系统101监测到某气体浓度达到或低于设定值时系统自动发出报警，提示管理人员，并生成控制指令与对应的通风系统104进行联动，避免火灾、中毒等事故的发生，保障电力运行及隧道内工作人员的安全。

其中，通风系统104包括风机1041、风机控制箱1042，风机控制箱1042可以是安装在风机1041下方的隧道墙体上，其安装高度应当便于工作人员调整风机运行模式或控制风机，风机1041的运行模式可选择手动和自动两种模式，在选择手动模式下，需要工作人员在巡检时根据现场情况手动开启或关闭风机，在自动模式下，则由远程的监测控制系统101直接控制风机1041的开和闭，监测控制系统101根据隧道中的实时情况，可对风机1041进行远程自动控制或强制控制，风机1041与电缆运行监测系统102、隧道环境监测系统103等实现联动，如当隧道内温度较高时开启风机1041及时通风换气，或是当隧道内氧气不足时启动风机1041，需要注意的是，当发出火灾报警时风机1041不得启动，以及当可燃气体超标时风机1041也不得启动，整个联动远程控制指令由监测控制系统101确定。

进一步地，水位控制系统105包括水泵1051，水泵1051与监测控制系统101连接，并且，水泵1051的工作模式也由水泵控制箱控制，包括手动和自动两种模式，在水泵处于自动模式下时，由于预先已根据隧道实际情况加装了水位传感器1032，因此监测控制系统101后台可以实时显示隧道内的积水深度，当水位达到或超过警戒值时，监测控制系统101一方面通过报警指示系统106向工作人员发出报警，另一方面与现场水泵1051联动，控制水泵抽水直到水位恢复到警戒值以下停止，警戒水位可由工作人员设定，确保在该警戒水位下电缆的正常运行。

可选地，隧道环境监测系统还包括监控摄像头、硬盘录像机，根据现场实际情况，在电缆隧道重要位置及出入口处安装监控摄像头，包括电缆接头、积水井、水泵控制箱、风机、风机控制箱、防火门等，全面覆盖附近所有敏感区域，保证监控中心24小时处于监控状态。监控摄像头用于采集该区域的实时画面，将其接入到硬盘录像机中，可通过硬盘录像机实现对监控摄像头采集画面的存储以及回放调取，并将硬盘录像机通过网线接到交换机，从而接入到监测控制系统中，工作人员可通过硬盘录像机查看隧道内的情况，也可通过监测控制系统的监控平台对采集的视频信息进行监控，实时监测隧道各区域的情况，其中，监控摄像头可以为高清红外网络球机。上述监控摄像头和硬盘录像机形成的数字化摄像监控系统除了具备自身的视频采集、存储、报警等基本功能外，还可具备图像分析处理能力，例如，人脸识别、入侵检测等，对于非法闯入禁区的行为自动报警，保证重要区域的安全。

除此之外，该隧道综合监控系统还可以包括无线语音通信系统、井盖监控系统等，无线语音通信系统用于实现各电话之间的相互语音通信、喊话呼叫，主要包括控制中心电话机、电缆隧道现场电话，而井盖监控系统可利用现有无线通讯技术、传感器技术，将井盖状态、井下环境状态、井盖的开启、井盖巡检也纳入到统一的监控平台中，并建立相对应的报警处理机制，在监测控制系统中通过电子地图展示井盖所处位置的状态和报警内容，如果井盖被盗、被破坏，工作人员能够及时到现场处理，快速地解决安全隐患，因此监测控制系统可利用井盖监控系统实现对井盖的各种的安防信号的数据采集、实时显示、诊断分析、故障报警，使调度中心、运维站、管理部门直观了解和掌握地下管网的运行情况。

在该隧道综合监控系统中，监测控制系统集成了统一的监控平台，对电缆运行监测系统、隧道环境监测系统采集的数据进行分析、报警和展示，另一方面，还可通过监控显示系统向未在监控平台处的工作人员提供相应的数据和展示，例如，工作人员的移动终端或是电脑终端，或是多个工作人员的多台终端，监控显示系统内的每个终端均通过以太网交换机与监测控制系统连接。

本发明实施例中的隧道综合监控系统，能够对电缆隧道内电缆接头的温度状态进行统一监控，及时、准确地掌握隧道内的情况，对事故做到预先示警，从而快速解决存在的安全问题，防止电缆失火的灾害发生；进一步地，该隧道综合监控系统实现对隧道电缆温度、气体、水位、视频信息等数据的采集和分析，实现电缆隧道设备的远程监测，针对隧道内可能存在的通风、排水、防火防灾等问题进行预防和管控；该隧道综合监控系统通过网络对电缆隧道进行集中式的管理，提供了统一的自动化监控和管理系统，为隧道内的情况提供一个综合的管理平台，极大地方便了工作人员对现场的管理，系统的自动化程度高，为高压供电电缆正常运作和工作人员的人身安全提供了保障，并且实现了电缆隧道故障预警、分析处理，达到应急指挥、快速反应的目的，保障电缆的正常安全运作。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种隧道综合监控系统，其特征在于，包括监测控制系统、电缆运行监测系统、隧道环境监测系统、通风系统以及水位控制系统，所述电缆运行监测系统、所述隧道环境监测系统、所述通风系统以及所述水位控制系统均与所述监测控制系统连接；

所述电缆运行监测系统包括多个温度传感器以及多个无线测温传感器，每个所述温度传感器内置在电缆接头的导体连接管内，每个所述温度传感器以及所述无线测温传感器均与所述监测控制系统连接，用于监测隧道内的温度状况；

所述监测控制系统包括至少一个监控服务器，所述监控服务器用于接收所述温度传感器以及所述无线测温传感器传来的温度数据。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线测温传感器布设在所述电缆接头处并与所述监测控制系统无线连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述隧道环境监测系统包括多个气体检测器，每个所述气体检测器与所述监测控制系统连接，所述气体检测器设置在隧道内，用于检测隧道内的气体浓度。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述隧道环境监测系统还包括多个水位传感器，每个所述水位传感器与所述监测控制系统连接，所述水位传感器设置在隧道内距离隧道底部预设距离处，用于检测隧道内的积水深度。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述通风系统包括风机、风机控制箱，所述风机、所述风机控制箱均与所述监测控制系统连接，所述风机根据所述监测控制系统的控制指令开启或关闭，用于对隧道进行通风换气。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述水位控制系统包括水泵，所述水泵与所述监测控制系统连接，用于根据所述监测控制系统的控制指令进行抽水，以使隧道内的水位恢复到警戒值以下。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述隧道环境监测系统还包括监控摄像头、硬盘录像机，所述监控摄像头与所述硬盘录像机连接，所述硬盘录像机与所述监测控制系统连接。

8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述隧道综合监控系统还包括报警指示系统，所述报警指示系统与所述监测控制系统连接；

所述报警指示系统包括声音报警器、灯光报警器，所述声音报警器和所述灯光报警器均与所述监测控制系统连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的系统，其特征在于，所述隧道综合监控系统还包括监控显示系统，所述监控显示系统与所述监测控制系统连接；

所述监控显示系统包括移动终端和/或电脑终端，所述移动终端和/或所述电脑终端与所述监测控制系统连接。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述电缆运行监测系统和所述监控显示系统通过以太网交换机与所述监测控制系统连接。