CN113514143A - 一种gil电缆隧道在线监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明申请公开了一种GIL电缆隧道在线监测系统及方法，包括控制模块和若干监测模块，所述控制模块与监测模块通信连接，所述监测模块包括传感器监测组件和光缆监测组件，所述传感器监测组件、光缆监测组件分别与控制模块通信连接，所述传感器监测组件包括若干汇集单元和若干振动传感器，所述汇集单元与振动传感器通讯连接，所述振动传感器安装在GIL线路隧道支架上，所述光缆监测组件包括若干振动连接单元和振动传感光缆；本GIL电缆隧道在线监测系统通过均布在GIL线隧道内的振动传感器和振动传感光缆，实时对GIL线路隧道及其内的线路进行监测，能够及时发现GIL线路隧道内的异常振动，保障输电线路安全稳定运行，避免出现安全事故的发生。

Description

一种GIL电缆隧道在线监测系统及方法

技术领域

本发明涉及GIL电缆隧道监测领域，具体涉及一种GIL电缆隧道在线监测系统及方法。

背景技术

在许多高压电力输送工程中，常常会使用GIL隧道进行线网的铺设，以保障送电安全。

现有的GIL隧道线网无法对GIL隧道以及其内的电缆进行振动监测，无法及时监测到GIL隧道的异常振动区域，使得高压送电线路容易由于振动或隧道坍塌出现故障，无法稳定安全地进行送电。

发明内容

本申请针对上述问题，提供一种GIL电缆隧道在线监测系统及方法。

为达到以上目的，提供如下方案：一种GIL电缆隧道在线监测系统，包括控制模块和若干监测模块，所述控制模块与监测模块通信连接，所述监测模块包括传感器监测组件和光缆监测组件，所述传感器监测组件、光缆监测组件分别与控制模块通信连接，所述传感器监测组件包括若干汇集单元和若干振动传感器，所述汇集单元与振动传感器通讯连接，汇集单元与控制模块通过通讯光缆连接，所述振动传感器安装在GIL线路隧道支架上，所述光缆监测组件包括若干振动连接单元和振动传感光缆，各所述振动连接单元之间通过振动传感光缆连接，振动连接单元与控制模块通信连接且振动连接单元安装在GIL线路隧道内壁上，所述振动传感光缆敷设在GIL隧道内壁上且振动传感光缆与GIL线路隧道的内壁紧密贴合。

进一步，所述控制模块包括计算机、服务器、综合数据网、交换机、光缆信号采集器和若干OLT光线路终端，所述服务器与交换机通信连接，交换机与综合数据网、光缆信号采集器、OLT光线路终端通信连接，所述计算机通过综合数据网与交换机通信连接，所述OLT光线路终端与汇集单元通管光缆通信连接，所述光缆信号采集器与振动连接单元通过振动传感光缆通信连接。

进一步，所述光缆信号采集器与报警器通信连接。

一种GIL电缆隧道在线监测方法，包括以下步骤：

S1、使用若干振动传感器监测GIL线路隧道支架的振动参数，并将所检测到的数据实时回传至汇集单元处，汇集单元将振动传感器所检测到的数据进行汇集后传输至OLT光线路终端中；

S2、OLT光线路终端将所接收到的信号进行信号转换后传输至交换机中；

S3、振动传感光缆实时监测GIL线路隧道内的振动信号，并将振动信号转换成变化的光学物理量，所述的光学物理量包括光强、偏振态、偏转角、光信号频率，并将光学物理量传输至振动连接单元中，通过若干振动连接单元将若干段振动传感光缆进行连接，振动连接单元将所接收到的数据传输至光缆信号采集器中，光缆信号采集器则将接收到的光信号进行信号转换，并将转换后的信号传输至交换机中 ；

S4、交换机将所接收到的所有信号通过综合数据网传输至计算机中，计算机根据其预置程序进行数据处理和计算，计算得出的数据超出预设的振动信号阈值，计算机则发出相应的警报信息。

本发明的工作原理及优点在于：本GIL电缆隧道在线监测系统及方法通过均布在GIL线隧道内的振动传感器和振动传感光缆，实时对GIL线路隧道及其内的线路进行监测，能够及时发现GIL线路隧道内的异常振动，保障输电线路安全稳定运行，避免出现安全事故的发生。

附图说明

图1是本发明的示意图。

说明书附图中的附图标记包括：

1、服务器，2.综合数据网，3.交换机、4.光缆信号采集器，5.OLT光线路终端，6.汇集单元，7.振动连接单元。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

如图1所示：

一种GIL电缆隧道在线监测系统，包括控制模块和若干监测模块，所述控制模块与监测模块通信连接，所述监测模块包括传感器监测组件和光缆监测组件，所述传感器监测组件、光缆监测组件分别与控制模块通信连接，所述传感器监测组件包括若干汇集单元6和若干振动传感器，所述汇集单元6与振动传感器通讯连接，汇集单元6与控制模块通过通讯光缆连接，所述振动传感器安装在GIL线路隧道支架上，所述光缆监测组件包括若干振动连接单元7和振动传感光缆，各所述振动连接单元7之间通过振动传感光缆连接，振动连接单元7与控制模块通信连接且振动连接单元7安装在GIL线路隧道内壁上，所述振动传感光缆敷设在GIL隧道内壁上且振动传感光缆与GIL线路隧道的内壁紧密贴合。

其中，控制模块安装在控制器内且控制模块与控制室内的控制电脑通讯连接，，检测模块用于检测GIL线路隧道内的振动情况；传感器监测组件使用振动传感器配合汇集单元6使用，能够将各振动传感器的检测数据实时回传至控制模块中；光缆监测组件的振动连接单元7和振动传感光缆配合使用，将振动传感光缆的感应参数回传至控制模块中。

振动传感器为现有的成熟技术；振动传感器是安装于GIL线路隧道支架上，实时探测GIL线路运行的振动数据，将采集的信号传输到汇集单元6进行处理。振动传感器是在一片多晶硅上通过微机械加工出振动敏感元件及转换、测量、放大电路组成，因此属于集成传感器，其为现有成熟技术，可根据实际情况进行选用。它是基于电容式测量原理来测量振动频率，与其输出的电信号成正比例，其型号可选用ZDM-PDS-D05型；振动传感器可均匀地设置在GIL线路隧道内，也可在关键节点设置。

汇集单元6为现有成熟技术，主要功能是对振动传感器采集的信号进行放大处理、信号数据转换、连接服务器1通信等处理。适用于电缆隧道、坑道、竖井及户外场地等各种环境，汇集单元6的外箱采用铝合金结构，非导磁材料，对GIL线路运行无任何影响。其主要的构成由电源、信号采集、通信三大部份组成。电源部份由电源控制、开关电源，电源保护器，滤波器组成，其输入的工作电压为AC220V，内部进行整流后输出各设备所需的工作电压。电信号采集部份由一块/两块8通道采集板构成，振动传感器采集的信号接入到信号采集板进行处理；采集板数据以网口的形式输出到相关的信号处理终端上，转换后以光纤的形式输出到服务器1进行数据通信，汇集单元6可采用ZDM-S-500-D型，也可使用其他具有相同功能的信号采集装置替换。

振动传感光缆是以YD/T 901－2001和IEC 60794－1为标准，不仅具有良好的耐水解性能和较高的强度，还有良好的抗压性和柔软性，单根非金属中心加强芯，具有一定的防水功能。振动传感光缆可视为振动报警传感器，它能够将区域内的微小机械振动/大范围不规则的区域振动，可感应作用在光缆上的振动信号，将振动信号转换成变化的光学物理量，如光强、偏振态、偏转角、光信号频率等，并将隐含以上变化的物理特性的光信号传输到振动连接单元7处，即传导至振动光缆采集器中。振动传感光缆作为传感单元，外界的强电磁场、雷电等因素不会对系统产生影响，由于其无源的特性，运用在电缆、GIL等隧道具有一定的安全性。采用不锈钢U型卡码将振动光缆紧贴管隧道内壁壁或缆沟内壁进行敷设，间隔50cm左右进行固定，振动传感光缆安装高度约为90-100cm，保证其有大面积的接触隧道内壁。

振动连接单元7用于将各段振动传感光缆进行连接和通讯，其为光缆采集器，为现有的成熟技术，在此不在赘述，其具有防水、防腐、耐压、耐冲击的特点。振动连接单元7固定在监测节点上，各振动连接单元7之间通过振动传感光缆连接。正常情况下，从一号单元开始到最后一个单元末端，可依据现场环境实际需求，振动连接单元7为ZDM-S-500-F型，也可使用其他具有相同功能的信号采集装置替换。

所述控制模块包括计算机、服务器1、综合数据网2、交换机3、光缆信号采集器4和若干OLT光线路终端5，所述计算机通过综合数据网2与交换机3通信连接，所述服务器1与交换机3通信连接，交换机3与综合数据网2、光缆信号采集器4、OLT光线路终端5通信连接，所述OLT光线路终端5与汇集单元6通管光缆通信连接，所述光缆信号采集器4与振动连接单元通过振动传感光缆通信连接。

其中，服务器1用于存储本系统的各中信息，综合数据网2包括局域网等各种互联网、物联网络，使得本系统能够与其他设备进行网络通讯，计算机内置先关的数据处理程序，能够将所接收到的信息进行数据处理，交换机3用于处理、分析以及转换所接受到的信号源；光缆信号采集器4用于将各振动连接单元7所反馈的光信号转换成电信号传输至交换机3中，光缆信号采集器4为ZDM-S-500-M型；OLT光线路终端5为常用的光信号接入处理单元，其用于将汇集单元6所发出的光信号处理后传输至交换机3中，OLT光线路终端5的型号为MA5680T,也可使用具有相同功能的设备进行替换。

所述光缆信号采集器4与报警器通信连接。

当光缆信号采集器4接收到异常信号后，能够启动报警器发出警报提醒监测人员。

一种GIL电缆隧道在线监测方法，包括以下步骤：

S1、使用若干振动传感器监测GIL线路隧道支架的振动参数，并将所检测到的数据实时回传至汇集单元6处，汇集单元6将振动传感器所检测到的数据进行汇集后传输至OLT光线路终端5中；

S2、OLT光线路终端5将所接收到的信号进行信号转换后传输至交换机3中；

S3、振动传感光缆实时监测GIL线路隧道内的振动信号，并将振动信号转换成变化的光学物理量，所述的光学物理量包括光强、偏振态、偏转角、光信号频率，并将光学物理量传输至振动连接单元7中，通过若干振动连接单元7将若干段振动传感光缆进行连接，振动连接单元7将所接收到的数据传输至光缆信号采集器4中，光缆信号采集器4则将接收到的光信号进行信号转换，并将转换后的信号传输至交换机3中 ；

S4、交换机3将所接收到的所有信号通过综合数据网2传输至计算机中，计算机根据其预置程序进行数据处理和计算，计算得出的数据超出预设的振动信号阈值，计算机则发出相应的警报信息。

本GIL电缆隧道在线监测系统及方法通过均布在GIL线隧道内的振动传感器和振动传感光缆，实时对GIL线路隧道及其内的线路进行监测，能够及时发现GIL线路隧道内的异常振动，保障输电线路安全稳定运行，避免出现安全事故的发生。

以上所述仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的适用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (4)

1.一种GIL电缆隧道在线监测系统，其特征在于：包括控制模块和若干监测模块，所述控制模块与监测模块通信连接，所述监测模块包括传感器监测组件和光缆监测组件，所述传感器监测组件、光缆监测组件分别与控制模块通信连接，所述传感器监测组件包括若干汇集单元和若干振动传感器，所述汇集单元与振动传感器通讯连接，汇集单元与控制模块通过通讯光缆连接，所述振动传感器安装在GIL线路隧道支架上，所述光缆监测组件包括若干振动连接单元和振动传感光缆，各所述振动连接单元之间通过振动传感光缆连接，振动连接单元与控制模块通信连接且振动连接单元安装在GIL线路隧道内壁上，所述振动传感光缆敷设在GIL隧道内壁上且振动传感光缆与GIL线路隧道的内壁紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的GIL电缆隧道在线监测系统，其特征在于：所述控制模块包括计算机、服务器、综合数据网、交换机、光缆信号采集器和若干OLT光线路终端，所述计算机通过综合数据网与交换机通信连接，所述服务器与交换机通信连接，交换机与综合数据网、光缆信号采集器、OLT光线路终端通信连接，所述OLT光线路终端与汇集单元通管光缆通信连接，所述光缆信号采集器与振动连接单元通过振动传感光缆通信连接。

3.根据权利要求2所述的GIL电缆隧道在线监测系统，其特征在于：所述光缆信号采集器与报警器通信连接。

4.一种使用权利要求1至3任一项所述GIL电缆隧道在线监测系统的GIL电缆隧道在线监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、使用若干振动传感器监测GIL线路隧道支架的振动参数，并将所检测到的数据实时回传至汇集单元处，汇集单元将振动传感器所检测到的数据进行汇集后传输至OLT光线路终端中；

S2、OLT光线路终端将所接收到的信号进行信号转换后传输至交换机中；

S3、振动传感光缆实时监测GIL线路隧道内的振动信号，并将振动信号转换成变化的光学物理量，所述的光学物理量包括光强、偏振态、偏转角、光信号频率，并将光学物理量传输至振动连接单元中，通过若干振动连接单元将若干段振动传感光缆进行连接，振动连接单元将所接收到的数据传输至光缆信号采集器中，光缆信号采集器则将接收到的光信号进行信号转换，并将转换后的信号传输至交换机中 ；

S4、交换机将所接收到的所有信号通过综合数据网传输至计算机中，计算机根据其预置程序进行数据处理和计算，计算得出的数据超出预设的振动信号阈值，计算机则发出相应的警报信息。

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