CN111199626A - 一种管廊智能在线监测系统 - Google Patents
一种管廊智能在线监测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111199626A CN111199626A CN202010013551.7A CN202010013551A CN111199626A CN 111199626 A CN111199626 A CN 111199626A CN 202010013551 A CN202010013551 A CN 202010013551A CN 111199626 A CN111199626 A CN 111199626A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- monitoring
- pipe gallery
- sensor
- smoke
- control system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 108
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims abstract description 59
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000002211 ultraviolet spectrum Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 52
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 29
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 16
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 15
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 14
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 14
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 claims description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims description 3
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 2
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 claims 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims 2
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 6
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 6
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000003380 quartz crystal microbalance Methods 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 230000003064 anti-oxidating effect Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000002498 deadly effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000003331 infrared imaging Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 1
- 238000004861 thermometry Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
- G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/06—Electric actuation of the alarm, e.g. using a thermally-operated switch
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/12—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Fire Alarms (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种管廊智能在线监测系统，包括面式温度传感装置包括红外成像仪和/或紫外光谱监测仪，用于采集管廊内温度场分布信息；主动烟雾传感装置包括烟雾探测器、风机以及吸气系统，风机用于增加管廊内气流动力，吸气系统用于吸引气流流向烟雾探测器，烟雾探测器感应气流中烟雾浓度信息；控制系统，用于接收所述温度分布信息以及烟雾浓度信息进行数据处理以及发出控制信号至所述所述面式温度传感装置以及主动烟雾传感装置；本发明监测系统尤其适用于电缆地下管廊的监测，当然也适用于包括电缆设施的综合管廊的监测；本系统监测参数全面、对警情监测能力强、灵敏度高，利于地下管廊设施的安全、稳定、可靠运行。
Description
技术领域
本发明涉及管廊监测技术领域，具体而言，为一种管廊智能在线监测系统。
背景技术
电力管廊是在城市道路的地下空间建造的专门用于电力电缆输送电力的隧道，也可以与天然气、通信等设备构成综合管廊；廊短则几公里，长则几十或数百公里，巡检人员不可能实时完全掌握管廊内的运行工况，因此其安全运行状态,故障状态,运维人员工作的环境状态均为管廊管理环境中的重中之重，但现有的技术在进行上述目的应用中,尚存在一些缺陷。
例如，目前的电力管廊内都是通过点式监测或线式监测，即管廊内隔一段距离的穹顶上设置一监测点安装一组传感器监测管廊内环境参数，其在电力设备弥补的地下管廊内，抗电磁干扰能力差，且自然状态下，对管廊内环境参数也较为迟钝；并且电力管廊内的线式监测，即电力输送管路外设置一条或两条线式传感器(光纤温度传感器)对管路温度进行监测，光纤温度传感器不仅需要顺沿输送管路全线安装，并且如果中间任意点或任意段的光纤温度传感器与输送管路贴合不紧密，都会使得对该点或段的温度监测迟钝；而且，输送管路外径较大，如果远离光纤温度传感器的表面局部高温，光纤传感器未必能及时监测到，可靠性差。
针对上述的诸如此类弊端，特提出本发明。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种管廊智能在线监测系统，以提高管廊内的监控可靠度。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种管廊智能在线监测系统，包括控制系统、面式温度传感装置以及主动烟雾传感装置；面式温度传感装置和主动烟雾传感装置与控制系统电性连接和/或通信连接；
其中所述面式温度传感装置包括红外成像仪和/或紫外光谱监测仪，用于采集管廊内温度场分布信息；
所述主动烟雾传感装置包括烟雾探测器、风机以及吸气系统，风机用于增加管廊内气流动力，吸气系统用于吸引气流流向烟雾探测器，烟雾探测器感应气流中烟雾浓度信息；
所述控制系统，用于接收所述温度分布信息以及烟雾浓度信息进行数据处理以及发出控制信号至所述所述面式温度传感装置以及主动烟雾传感装置。
进一步的，上述的管廊智能在线监测系统中，还包括管廊气流环境监控装置，管廊气流环境监控装置包括风向传感器和气体流量传感器，风向传感器和气体流量传感器通过有线或无线通信方式连接所述控制系统；所述控制系统还用于与管廊通风系统以及管廊自动隔绝门通信连接。
进一步的，上述的管廊智能在线监测系统中，还包括与所述控制系统有线或无线通信连接的电力设备安全监测装置，用于电力设备绝缘材料被氧化/蜕化/裂解的产物监测。
进一步的，上述的管廊智能在线监测系统中，电力设备安全监测装置可为VOC传感器、GC-MS联用仪、分子筛、Zeolite和活性炭以及FTIR气体监测传感器中的一种或几种；其中VOC传感器、GC-MS联用仪以及FTIR气体监测传感器与所述控制系统通过有线或无线方式通信连接。
进一步的，上述的管廊智能在线监测系统中，电力设备安全监测装置还包括用于线缆表面温度监测的分布式光纤测温传感器、用于设置在舱室顶部的线型光纤感温火灾探测器和/或感烟火灾探测器，且均与所述控制系统通过有线或无线通信连接。
进一步的，上述的管廊智能在线监测系统中，还包括环境监测子系统，用于管廊内的各方面环境参数监测。
进一步的，上述的管廊智能在线监测系统中，环境监测子系统括包括温度传感器、湿度传感器、水位传感器、甲烷气体传感器、硫化氢气体传感器、一氧化碳检测仪、氧气检测仪中的一种或多种，且均与所述控制系统通过有线或无线通信连接。
进一步的，上述的管廊智能在线监测系统中，还包括防入侵子系统，防入侵子系统包括用于设置在人员出入口以及通风口的入侵探测装置以及与其电性连接的声光报警器，入侵探测装置与控制系统通信连接。
进一步的，上述的管廊智能在线监测系统中，所述入侵探测装置为MEMS震动传感器和/或光阻拦传感器。
进一步的，上述的管廊智能在线监测系统中，所述控制系统还用于通信连接管廊内的报警系统和灭火系统。
本发明的有益效果体现在：
发明监测系统尤其适用于电缆地下管廊的监测，当然也适用于包括电缆设施的综合管廊的监测；本系统监测参数全面、对警情监测能力强、灵敏度高，利于地下管廊设施的安全、稳定、可靠运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明管廊智能在线监测系统一个具体实施例的逻辑框图；
图2为一个具体实施例中本发明系统部分传感器在管廊内的设置示意图；
图3为图2所示管廊内电力输送管路的示意图；
图4为分布式光纤测温传感器的示意图。
附图中：
1-管廊；2-红外成像仪或紫外光谱监测仪；3-烟雾探测器；4-吸气系统；5-风机；6-电力输送管路；7-管路架；8-线型光纤感温火灾探测器；9-接头；10-分布式光纤测温传感器。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1-4所示，一种管廊智能在线监测系统，包括控制系统、面式温度传感装置以及主动烟雾传感装置；面式温度传感装置和主动烟雾传感装置与控制系统电性连接和/或通信连接；
其中所述面式温度传感装置包括红外成像仪和/或紫外光谱监测仪，用于采集管廊内温度场分布信息；
所述主动烟雾传感装置包括烟雾探测器、风机以及吸气系统，风机用于增加管廊内气流动力，吸气系统用于吸引气流流向烟雾探测器，烟雾探测器感应气流中烟雾浓度信息；
所述控制系统，用于接收所述温度分布信息以及烟雾浓度信息进行数据处理以及发出控制信号至所述所述面式温度传感装置以及主动烟雾传感装置。
本发明系统中，控制系统即管廊监控中心控制室的上位机，通过线缆或无线通信方式连接红外成像仪或紫外光谱监测仪2、烟雾探测器3、风机5以及吸气系统4，发送控制信号控制其工作状态，以及接收红外成像仪或紫外光谱监测仪2采集的管廊1内设施温度分布信息数据和烟雾探测器监测到的气流中烟雾浓度信息数据，当接收的监测数据达到或超过预设安全值，可令管廊内的报警系统以及灭火系统启动，向工作人员示警，并在根据监测数据判定起火时令管廊灭火系统自动启动以消除火情，进一步的，控制系统还与管廊内的自动隔离门(通过线路或无线通信方式)控制连接，在判定起火时，控制对应区域内的隔离门关闭，隔离火情，减少乃至控制火势蔓延；并且控制系统可保存监控日志，以及将监控日志通过互联网发送至远端监控平台(如电力管线管理单位、政府管理部门、公安部门、消防部门等的远端服务器平台)，供远端监控平台的大数据监控和安全分析，以及实现与其他部门(如消防、运维等)的联动。
地下管廊1内两侧均通过管路架7设置若干条电力输送管路2，电力输送管路2上还包括若干电缆接头9，电缆接头通过统包绝缘、漆带、接线盒等防氧化保护结构包覆；由于电缆接头部分存在的温度场分布不均、局部放电等特性，接头处内外冷却速度不均，产生应力易出现接头表面凹凸不平、裂纹等状况，运行电压下也易出现局部点过热甚至击穿，因此传统技术中的线式监测可靠性大大降低。而本发明实施例中，所述红外成像仪和紫外光谱监测仪设置在管廊内上部或穹顶，调整角度最大限度覆盖监测范围内的设施表面，基于火焰或设施表面温度的热特征(物体燃烧时火焰向外辐射的紫外线、红外线和可见光)，通过热成像原理，监测管廊内设施(主要是电力输送管路和接头)的表面温度分布情况，或廊内明火火焰情况；一般红外成像仪的监测距离可达100m，能够远距离监测温度场，还能远距离发现烟雾；紫外谱监测仪对火焰监测的距离更远于红外成像仪，以快速发现火情，该红外成像仪或紫外谱监测仪2向下倾斜30-45°角，能同时监测下方和前方区域，还能减少镜面受到污染的可能。为避免探测盲区，在一段管廊内的两端相对安装两台红外成像仪和/或紫外光谱监测仪2作为火焰探测器，同时也可以形成冗余，增加系统的可靠性。
本发明系统中，通过红外成像仪和紫外光谱监测仪实现对管廊内电力设施的面式监测，相对于传统技术中的线式监测，本发明系统对管廊内设施表面温度场分布信息数据的采集更为更为全面、及时且灵敏可靠，同时能够远距离监测到管廊内的火焰情况，可用于火情的监测，一旦起火，基本能够实时监测到，可与主动烟雾传感装置综合监测管廊内的火情，更高效可靠；本发明系统的面式温度传感装置抗电磁干扰能力强，尤其适用于电缆管廊中的监测，且由于监控范围广、监测距离远，在管廊内分段设置即可，安装方便。
由于电缆接头的寿命一般为5-6年,其接头的氧化过程是缓慢的过程,由于氧化造成的电阻升高,导致接头产生的热量逐渐增大,进一步提高接头的氧化程度,再进一步导致接头产生的热量变大；所以本系统面式温度传感装置能够持续监测电缆接头部分表面温度的持续变化,控制系统接收的监测数据在本地或传输到远端监控平台汇聚，有利于形成大数据库,掌握数据变化的趋势,通过比较不同电缆接头点的数据变化趋势,形成更精准的模型和数据库,为未来的电缆线运维提供精准的维修计划依据和日期，后勤保障。
所述主动烟雾传感装置中，优选的，所述吸气系统4为吸气泵；风机5分段设置在管廊1内，用于增加管廊内气流动力，吸气泵用于吸引气流加速流向烟雾探测器3，令烟雾探测器3及早监测到气流中烟雾浓度信息，继而及早发现火情。本发明主动烟雾传感装置可基于传统技术中烟雾传感装置为基础，在烟雾传感装置的感应方向上设置吸气泵，吸气泵与风机协同作用，提高烟雾传感装置的感应灵敏度，降低装置安装成本。
通常在明火产生之前就会有大量的烟雾出现，通过监测管廊空气中的烟雾颗粒可以对火灾起到很好的预警作用，同时还可以弥补光电探测器(如红外成像仪或紫外光谱监测仪等)的局限性。为确保烟雾颗粒监测的可靠性，本实施例优选采用基于瑞利散射(Rayleigh Scattering)原理的烟雾颗粒传感器，监测的烟雾颗粒信息通过有线或无线的方式实时的发送给管廊监控中心的所述控制系统，协助工作人员及时了解管廊的工况。
本实施例中控制系统可进一步通信连接管廊内的灭火系统，通过接收到的上述监测数据激发管廊内的灭火装置(如自动洒水喷头等)，监测数据可以通过有线和无线的形式传输到相关部门(消防部门)等。上位机与其他系统控制器或系统服务器的通信联动为本领域成熟技术，此处不再赘述。
进一步的，本发明系统还包括管廊气流环境监控装置，管廊气流环境监控装置包括风向传感器和气体流量传感器，风向传感器和气体流量传感器通过有线或无线通信方式连接所述控制系统；所述控制系统还用于与管廊通风系统以及自动隔绝门通信连接。
由于地下管廊较长，管廊通风系统一般是分段式控制，且由于其噪声大、耗能高、且扬尘等问题，管廊通风系统一般是间歇工作；管廊内每隔一段距离设置一道自动隔绝门，以利于管廊发生某处发生事故时进行隔绝。因此本发明系统中，管廊气流环境监控装置分段设置，通过风向传感器和气体流量传感器采集不同地段管廊内的气流环境，如风向(气流流向)和流量参数，传输到控制系统，以与管廊通风系统以及自动隔绝门联动，保障管廊内气流环境安全、稳定，继而保障工作人员的工作环境安全。例如某段管廊内气流不通畅、或配合其他气体浓度传感装置监测到有害气体浓度过高等情况，控制系统基于管廊气流环境监控装置采集的风向(气流流向)和流量参数，控制管廊通风系统和/或自动隔绝门启动或关闭，提高通风管控的高效性。
进一步的，本发明系统还包括与所述控制系统有线或无线通信连接的电力设备安全监测装置，用于电力设备绝缘材料被氧化/蜕化/裂解的产物监测；该监测装置可为VOC传感器、滤除大分子量的VOC传感器，或微型GC-MS联用仪(气相色谱-质谱联用仪)、使用特殊孔径的分子筛、Zeolite(沸石)和活性炭以及FTIR气体监测传感器等，监测电缆绝缘材料蜕化、裂解和被氧化后的产物，协助判断电力电缆绝缘材料的被腐蚀程度。
该电力设备安全监测装置监测电力设备安全运行情况，安装时靠近电力设备，监测数据传输到控制系统，控制系统接收的监测数据在本地或传输到远端监控平台汇聚，以作为大数据库的数据支撑,利于预测电缆线寿命，以及运维提供精准的维修计划依据和日期。
电力电缆管廊的火情绝大多数发生在电缆接头处，因此需要监测电缆接头处的温度，因此本系统电力设备安全监测装置还可以包括分布式光纤测温传感器10，用于线缆表面(包括接头9)温度监测，尤其是线缆(即电力传输管路2)底面或侧面等不易于上述红外成像仪或紫外光谱监测仪2监测到的部分，扫除监控盲区，提高监控的全面性：分布式光纤测温传感器测温范围：-40℃至﹢250℃(特种光纤)。
电力设备安全监测装置还可以包括用于设置在舱室顶部的线型光纤感温火灾探测器8或感烟火灾探测器，线型光纤感温火灾探测器8或感烟火灾探测器与所述控制系统有线或无线通信连接，以接收这些探测器采集的数据，继而与管廊内的灭火系统(包括电缆接头处设置的自动灭火装置等)、报警系统以及所述风机通信联动，当发现管廊内温度超过阈值时，启动声光报警，灭火系统的自动灭火装置响应灭火，同时启动事发区域的风机进行风冷。
管廊内的环境湿度，极性分子等环境参数可能导致电力设备短路，湿度，硫化物等可能导致电力设备氧化，因此本发明监测系统还包括环境监测子系统，用于管廊内的各方面环境参数监测。
环境监测子系统括包括温度传感器、湿度传感器、水位传感器、甲烷气体传感器、硫化氢气体传感器、一氧化碳检测仪、氧气检测仪中的一种或多种；本实施例中：
(1)温度传感器
管廊环境温度监测的实现：温度传感器与其处理器整体封装并带有温度显示，防护等级不低于IP65；可选用常规数字温度传感器，如DS18B20型号，监测温度范围：-55℃至﹢125℃，精度为0.1℃。
为减少管廊环境内其他因素对温度监测的影响，管廊内温度的监测可采用阻抗式或热电偶原理的智能温度传感器，温度传感器监测的温度信息通过有线或无线的方式实时的发送给管廊监控中心的所述控制系统。
温度传感器将温度数据传输给控制系统，以能够与报警系统和所述风机联动，当发现管廊内温度超过阈值时，启动声光报警，同时启动事发区域的风机进行风冷。
(2)湿度传感器；
采用工业级湿度传感器，优选为TE CONNECTIVITY(泰科电子)产品型号为TRICANHTD2800的湿度传感器，湿度监测范围：0-100％RH，CAN总线输出，信号接入控制系统。
为确保测量的精准度和可靠性，管廊内湿度的监测优选采用5微米以上光谱吸收或聚酰亚胺(Polymide)电容等原理的传感器，湿度传感器监测的湿度信息通过有线或无线的方式实时的发送给管廊监控中心的所述控制系统。
湿度传感器采集的管廊内的环境湿度信息，传输给控制系统，可调动其他设备装置(如风机或管廊通风系统等)调节管廊内环境指数，也可将数据上传至后台为管廊大数据做支撑，利于预测管廊内设施的损耗、寿命等情况。
(3)水位传感器；
电力电缆管廊是位于地下，难免有地下渗水，严重时会出现积水等现象，为避免管廊内的水位过高，对电力电缆或线路造成水浸，本发明设置水位传感器通过CAN总线输出，信号接入控制系统，以与声光报警系统联动；当地下管廊因渗漏水或内涝等情况产生积水问题时，水位传感器能够及时将廊内情况传输给控制系统，继而启动声光报警，提醒工作人员立即展开对应措施，防止廊内设备遭到积水损害。优选的水位传感器采用聚酰亚胺(Polymide)电容原理的水位监测传感器。
(4)甲烷气体传感器；
管廊内甲烷气体传感器的实现：通过红外型甲烷气体传感器与信号处理器和显示单元集成，或固定在线式甲烷检测仪；甲烷气体传感器(检测仪)信号接入控制系统，以与声光报警系统及风机控制系统联动。
甲烷(CH4)气体也是一种管廊密闭环境中常见的有害气体，空气中甲烷气体的爆炸下限是5％(体积百分比)，爆炸上限为15％(体积百分比)；GBZ/T205《密闭空间作业职业危害防护规范》中规定：密闭空间空气中可燃气体浓度应低于爆炸下限的10％；也就是说，电力管廊空气中甲烷气体报警阈值不应超过0.5％(体积百分比)。由于管廊内气体浓度可能分布不均，甲烷气体的报警阈值应设置在国标要求值的1/4处比较合适；另外，考虑现场爆炸的可能性，甲烷气体监测阈值不应设置上限，高于下限，一律报警，设置上限有风险和误导作用，因为当CH4的浓度超过爆炸下限时，虽不会引起爆炸，但会使得空气中氧气的浓度过低，同样非常危险。
当甲烷气体传感器监测到管廊内附近区域甲烷气体超过预设值，控制系统令发生声光报警，并请求风机控制系统启动，打开管廊内通风设施，降低甲烷浓度，防止事故发生。
优选的甲烷气体传感器采用GAS-FET、MOS或电化学原理的气体传感器(EC)比较合适，为判断甲烷气体来源，传感器输出甲烷浓度信息，外壳采用防爆设计。进一步的，烷气体传感器可以和燃烧气体产物形成冗余，增加监测系统可靠性。
(5)硫化氢气体传感器；
硫化氢是一种有臭鸡蛋气味、可致命的有毒气体，管廊是密闭环境，很可能存在硫化氢气体，尤其是电力电缆与其他管道例如污水管共用管廊时，如不及时监测处理管廊内的硫化氢气体很有可能发生严重的人员伤亡事故。本实施例中，可通过红外型硫化氢气体传感器与信号处理器和显示单元集成，或固定在线式硫化氢检测仪，硫化氢气体传感器(检测仪)信号接入控制系统。
且硫化氢为燃烧气体产物之一，可结合烟雾传感器等采集的火情数据传输到控制系统，以与声光报警系统及所述风机或管廊通风系统联动；如当硫化氢气体传感器监测到附近区域硫化氢气体超过预设值，控制系统令发生声光报警，并请求风机控制系统启动，打开管廊内通风设施，降低硫化氢浓度，防止对管廊内工作人员造成伤害。优选的，硫化氢气体传感器采用电化学或智能石英晶体微天平(Quartz Crystal Microbalance—QCM)技术的气体传感器，外壳采用防爆设计。
(6)一氧化碳检测仪；
管廊内固定在线式一氧化碳检测仪，其信号接入控制系统，以与声光报警系统及风机控制系统联动；CO属于的燃烧气体产物之一，可结合本系统烟雾传感器以及红外成像仪或紫外光谱监测仪等联合监测，使得控制系统根据预设安全阈值与报警系统、灭火系统、管廊通风系统联动，调控管廊内的环境安全。
一氧化碳是管廊密闭空间环境中常见的有毒有害气体，对其浓度的监测同样相当重要，本实施例中一氧化碳监测的阈值参考美国军标MIL-STD封闭环境标准；电力人员进入管廊后，由于运动和有负载的工作，巡检员呼吸量更大，而一氧化碳不易脱离血液，因此阈值比民用家庭参考的UL标准低到1/3到1/4最佳。
优选的，所述一氧化碳检测仪采用GAS-FET、MOS或电化学原理的气体传感器比较合适，外壳采用防爆设计，监测到的浓度信息通过有线或无线的方式实时的发送给管廊监控中心的所述控制系统。
(7)氧气检测仪；
正常情况下，空气中氧的体积百分比约为21％，低于19％为缺氧环境，高于23％为富氧环境，不同的氧浓度对人体的影响不同，尤其缺氧环境和富氧环境对人体伤害很大，甚至会导致死亡。
电力管廊属于密闭空间，无论缺氧或富养环境对电力工人都是及其危险的；本实施例中管廊内固定在线式氧气检测仪，其信号接入控制系统，以与声光报警系统及风机及管廊通风系统联动，保障地下管廊内氧气含量，为工作人员保障安全的工作环境。优选的氧气检测仪采用光谱吸收法或电化学原理的气体传感器，传感器采用防爆外壳设计。
本系统还包括防入侵子系统，防入侵子系统包括用于设置在人员出入口以及通风口的入侵探测装置以及与其电性连接的声光报警器，入侵探测装置与控制系统通信连接，入侵探测装置用于监测人员出入口以及通风口处的非法入侵情况，传输到控制系统同时触发声光报警器提示警情；其中所述入侵探测装置为MEMS震动传感器和/或光阻拦传感器(如主动红外入侵探测器)。
特别的，本发明系统中各设备之间的无线通信，如控制系统与各探测器、传感器、风机、吸气泵等旋转机械的通信传输或通信控制，均为蓝牙、ZigBee、WiFi等本领域成熟的无线通信传输手段；各设备所需电能来自外接电源、储能电池等等，本领域技术人员可根据实际部署情况自行选择适合的供电方式，此亦为本领域成熟技术，不再赘述。
本发明监测系统尤其适用于电缆地下管廊的监测，当然也适用于包括电缆设施的综合管廊的监测；本系统监测参数全面、对警情监测能力强、灵敏度高，利于地下管廊设施的安全、稳定、可靠运行。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种管廊智能在线监测系统，其特征在于，包括控制系统、面式温度传感装置以及主动烟雾传感装置；面式温度传感装置和主动烟雾传感装置与控制系统电性连接和/或通信连接；
其中所述面式温度传感装置包括红外成像仪和/或紫外光谱监测仪，用于采集管廊内温度场分布信息；
所述主动烟雾传感装置包括烟雾探测器、风机以及吸气系统，风机用于增加管廊内气流动力，吸气系统用于吸引气流流向烟雾探测器，烟雾探测器感应气流中烟雾浓度信息；
所述控制系统，用于接收所述温度场分布信息以及烟雾浓度信息进行数据处理以及发出控制信号至所述面式温度传感装置以及主动烟雾传感装置。
2.根据权利要求1所述的管廊智能在线监测系统，其特征在于，还包括管廊气流环境监控装置，管廊气流环境监控装置包括风向传感器和气体流量传感器，风向传感器和气体流量传感器通过有线或无线通信方式连接所述控制系统；所述控制系统还用于与管廊通风系统以及管廊自动隔绝门通信连接。
3.根据权利要求2所述的管廊智能在线监测系统，其特征在于，还包括与所述控制系统有线或无线通信连接的电力设备安全监测装置，用于电力设备绝缘材料被氧化/蜕化/裂解的产物监测。
4.根据权利要求3所述的管廊智能在线监测系统，其特征在于，电力设备安全监测装置可为VOC传感器、GC-MS联用仪、分子筛、Zeolite和活性炭以及FTIR气体监测传感器中的一种或几种；其中VOC传感器、GC-MS联用仪以及FTIR气体监测传感器与所述控制系统通过有线或无线方式通信连接。
5.根据权利要求3所述的管廊智能在线监测系统，其特征在于，电力设备安全监测装置还包括用于线缆表面温度监测的分布式光纤测温传感器、用于设置在舱室顶部的线型光纤感温火灾探测器和/或感烟火灾探测器，且均与所述控制系统通过有线或无线通信连接。
6.根据权利要求2所述的管廊智能在线监测系统，其特征在于，还包括环境监测子系统，用于管廊内的环境参数监测。
7.根据权利要求6所述的管廊智能在线监测系统，其特征在于，环境监测子系统括包括温度传感器、湿度传感器、水位传感器、甲烷气体传感器、硫化氢气体传感器、一氧化碳检测仪、氧气检测仪中的一种或多种，且均与所述控制系统通过有线或无线通信连接。
8.根据权利要求2所述的管廊智能在线监测系统，其特征在于，还包括防入侵子系统，防入侵子系统包括用于设置在人员出入口以及通风口的入侵探测装置以及与其电性连接的声光报警器，入侵探测装置与控制系统通信连接。
9.根据权利要求8所述的管廊智能在线监测系统，其特征在于，所述入侵探测装置为MEMS震动传感器和/或光阻拦传感器。
10.根据权利要求8所述的管廊智能在线监测系统，其特征在于，所述控制系统还用于通信连接管廊内的报警系统和灭火系统。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010013551.7A CN111199626A (zh) | 2020-01-07 | 2020-01-07 | 一种管廊智能在线监测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010013551.7A CN111199626A (zh) | 2020-01-07 | 2020-01-07 | 一种管廊智能在线监测系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111199626A true CN111199626A (zh) | 2020-05-26 |
Family
ID=70744635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010013551.7A Pending CN111199626A (zh) | 2020-01-07 | 2020-01-07 | 一种管廊智能在线监测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111199626A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111754719A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-10-09 | 国网湖北省电力有限公司黄石供电公司 | 基于物联网和多种传感器融合的电缆消防联动系统及方法 |
| CN111896591A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-11-06 | 北京致感致联科技有限公司 | 一种自校准气敏传感器装置及其校准方法和系统 |
| CN112396798A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-02-23 | 重庆电子工程职业学院 | 城市综合管廊监控系统 |
| CN112510569A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-16 | 国网北京市电力公司 | 电缆隧道的监控装置及监控系统 |
| CN112767635A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-05-07 | 国网河北省电力有限公司雄安新区供电公司 | 城市地下综合管廊电力舱多判据协效性火灾探测报警系统 |
| CN112870911A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-06-01 | 中冶长天国际工程有限责任公司 | 一种解析后活性炭高温检测及熄灭降温处理的方法和系统 |
| CN113709422A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-26 | 中煤科工集团重庆智慧城市科技研究院有限公司 | 管廊安全报警系统 |
| CN115507900A (zh) * | 2022-11-11 | 2022-12-23 | 国网山东省电力公司荣成市供电公司 | 基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测系统及探测方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106200526A (zh) * | 2016-07-27 | 2016-12-07 | 浙江警安科技有限公司 | 综合管廊在线监控系统及其监控方法 |
| CN206113994U (zh) * | 2016-08-18 | 2017-04-19 | 江苏安防科技有限公司 | 一种综合管廊的监测装置 |
| CN108247634A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-07-06 | 安徽对称轴智能安全科技有限公司 | 一种自主导航定位的综合管廊三维巡检机器人 |
| CN108761280A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-11-06 | 国家电网公司 | 一种电缆接头健康诊断的方法及系统 |
| CN109243279A (zh) * | 2018-09-05 | 2019-01-18 | 中国矿业大学 | 一种地下综合管廊电力舱室火灾实验装置 |
| JP2019192275A (ja) * | 2019-06-21 | 2019-10-31 | ホーチキ株式会社 | 煙検知装置 |
-
2020
- 2020-01-07 CN CN202010013551.7A patent/CN111199626A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106200526A (zh) * | 2016-07-27 | 2016-12-07 | 浙江警安科技有限公司 | 综合管廊在线监控系统及其监控方法 |
| CN206113994U (zh) * | 2016-08-18 | 2017-04-19 | 江苏安防科技有限公司 | 一种综合管廊的监测装置 |
| CN108247634A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-07-06 | 安徽对称轴智能安全科技有限公司 | 一种自主导航定位的综合管廊三维巡检机器人 |
| CN108761280A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-11-06 | 国家电网公司 | 一种电缆接头健康诊断的方法及系统 |
| CN109243279A (zh) * | 2018-09-05 | 2019-01-18 | 中国矿业大学 | 一种地下综合管廊电力舱室火灾实验装置 |
| JP2019192275A (ja) * | 2019-06-21 | 2019-10-31 | ホーチキ株式会社 | 煙検知装置 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111754719A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-10-09 | 国网湖北省电力有限公司黄石供电公司 | 基于物联网和多种传感器融合的电缆消防联动系统及方法 |
| CN111896591A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-11-06 | 北京致感致联科技有限公司 | 一种自校准气敏传感器装置及其校准方法和系统 |
| CN112396798A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-02-23 | 重庆电子工程职业学院 | 城市综合管廊监控系统 |
| CN112510569A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-16 | 国网北京市电力公司 | 电缆隧道的监控装置及监控系统 |
| CN112767635A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-05-07 | 国网河北省电力有限公司雄安新区供电公司 | 城市地下综合管廊电力舱多判据协效性火灾探测报警系统 |
| CN112870911A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-06-01 | 中冶长天国际工程有限责任公司 | 一种解析后活性炭高温检测及熄灭降温处理的方法和系统 |
| CN112870911B (zh) * | 2021-01-13 | 2022-05-03 | 中冶长天国际工程有限责任公司 | 一种解析后活性炭高温检测及熄灭降温处理的方法和系统 |
| CN113709422A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-26 | 中煤科工集团重庆智慧城市科技研究院有限公司 | 管廊安全报警系统 |
| CN115507900A (zh) * | 2022-11-11 | 2022-12-23 | 国网山东省电力公司荣成市供电公司 | 基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测系统及探测方法 |
| CN115507900B (zh) * | 2022-11-11 | 2023-02-28 | 国网山东省电力公司荣成市供电公司 | 基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测系统及探测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111199626A (zh) | 一种管廊智能在线监测系统 | |
| CN205910570U (zh) | 一种无需人值守的总降变电站智能监控系统 | |
| CN203070069U (zh) | 电力电缆隧道一体化监控系统 | |
| CN104332930B (zh) | 可监测火灾及自动灭火的电缆沟盖板 | |
| CN106773914A (zh) | 危化品智能监测与管理系统 | |
| CN112684310B (zh) | 高压电缆综合在线智能监测系统 | |
| CN110335436A (zh) | 一种变电站电缆防火监控系统及其方法 | |
| CN104850047A (zh) | 电力设备安全监控系统 | |
| CN211454756U (zh) | 一种隧道火灾报警及灭火系统 | |
| CN103106765A (zh) | 风电机舱火灾早期监测系统及其监测方法 | |
| CN110515340A (zh) | 一种与消防系统协同防护的巡检远控系统及其方法 | |
| CN114705959A (zh) | 一种电力电缆及通道在线监测系统 | |
| CN110598881A (zh) | 环网柜智能运维管理系统 | |
| CN114326548A (zh) | 电缆隧道综合监控系统 | |
| CN113541059A (zh) | 一种电缆桥架自动化监测执行系统及其工作方法 | |
| CN104410825A (zh) | 一种变电站视频监控系统 | |
| CN115766776A (zh) | 一种实现电力通道实时状态监测的方法及边缘物联终端 | |
| CN113741354A (zh) | 安全生产监控预警方法、系统以及具有存储功能的装置 | |
| CN114162487B (zh) | 油罐雷电数据处理方法和装置 | |
| CN117578737A (zh) | 一种智能化工地配电柜安全预警管理系统 | |
| CN210667129U (zh) | 基于分布式光纤测温和光栅传感系统的智能门禁管理系统 | |
| CN104865918A (zh) | 基于gis的电力监控系统 | |
| CN213339034U (zh) | 一种具有预警功能的组合式电气火灾监控探测装置 | |
| CN205508045U (zh) | 一种基于多传感器的火灾测温系统 | |
| CN205334672U (zh) | 一种山火探测报警装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200526 |