电力电缆隧道综合监控系统的应用

电力电缆隧道综合监控系统的应用

李忆畅李智

（国网重庆市电力公司建设分公司401121）

摘要：本文对电力电缆隧道综合监控系统的功能及架构进行深入探析。通过实践证明，该系统的运用，可以有利减少巡检人员的工作量，提高巡检效率和准确度，对设备缺陷与安全隐患进行有效的预警和监控，做到及时发现问题、分析问题、处理问题，能够有效的控制电力电缆隧道内运行设备的稳定运行。

关键词：电缆隧道；；综合监控；电力设备

1综合监控系统的组成

电力电缆隧道综合监控系统主要包括隧道出入口门禁系统、视频监控系统、隧道井盖状态监测及远程开启系统、集水坑潜水泵运行状态监测及高水位报警系统、隧道环境监测系统、风机监控系统、电缆金属护层接地电流监测系统、应急通信及人员定位系统。隧道综合监控系统机柜一般设在电缆隧道的起点或终点附近的变电站内，各子系统的数据采集设备与综合监控机柜之间的供电和数据交换均通过一根多芯的低烟无阻燃通信电缆实现，每对电缆最多可接16个数据采集单元。视频监控系统信息通过光端机，以光纤通信的方式传至综合监控系统柜。隧道综合监控系统的结构如图1所示。

1.1隧道进出口门禁系统

电缆隧道沿线设有地面出入口，隧道建成后，供人员进出隧道使用。在这些出入口处装有门禁系统，其主要由门禁锁控制器、电控锁、信息钮扣读卡器、信息钮扣等设备组成。

1.2隧道视频监控系统

在电缆隧道与地面出入口的连接处和一些重点部位安装视频监控系统，实现对电缆隧道内防护目标的实时监控。隧道视频监控系统由摄像头、视频光端机、视频编码器等设备组成

1.3隧道井盖状态监测及远程开启系统

电缆隧道沿线设有上人孔，主要供隧道内放置高压电缆时使用。由于井盖多裸露在地面，经常成为犯罪分子盗窃的目标，上人孔也成为不法分子进入电缆隧道的通道。为解决这一问题，在上人孔内安装内井盖状态监测及远程开启系统。该系统由井盖电子锁、玻璃钢人井内盖等设备组成，一旦遭到人为破坏，将发起远程告警。同时，井盖监测单元具备远程开启、现场手动应急开启等功能。

1.4集水坑潜水泵运行状态监测和高水位报警系统

电缆隧道内的集水坑设有潜水泵和液位计。潜水泵控制箱设在集水坑旁，当集水坑内水位超过设定值时，液位计自动联锁潜水泵排水。当液位超过高报警值后，送一个无源干接点信号至远程状态监测单元，同时也将水泵的运行状态送至远程状态监测单元。当隧道综合监控平台发现高水位报警信号后，运行人员可结合水泵当前运行状态信号，判断是水位计误报还是水泵出现故障不排水，是否需要相关人员至现场维护。

1.5隧道环境监测

电缆隧道内若有毒有害气体无法及时排放，会对进入隧道巡视和检修人员的人身安全构成极大威胁。为解决这一问题，必须对隧道内容易产生的有害气体（如CO、H2S、CH4等）进行监测，同时也监测隧道内空气中的含氧量、温湿度等情况，最大程度确保运行维护人员的人身安全。

1.6风机监控系统

当隧道综合监控平台显示隧道内的有害气体浓度超标时，须联动风机通风，降低有害气体浓度，方便运行人员维护和检修。

1.7隧道电缆金属护层接地电流监测系统

高压电缆在长期工作电压的作用下产生电场，电缆的绝缘在足够强的电场作用下发生局部放电。轻微的局部放电对电力设备绝缘的影响较小，绝缘强度下降较慢，而强烈的局部放电会使绝缘强度快速下降，严重影响电网的安全稳定运行。隧道电缆金属护层接地电流监测系统主要通过监测电缆金属护层接地电流的大小，判断电缆局部放电的情况。该系统主要由精确的接地电流采集器、超限接地电流采集器、双模CT电流互感器等设备组成。

2综合监控系统通信

隧道综合监控系统（二级监控平台）的数据通过TCP/IP以太网接口送至变电站通信机柜，由变电站通信机柜传至电业局送电部的一级监控中心。如果电业局管辖范围内的所有电缆隧道均安装了隧道综合监控系统（二级监控平台），高级管理人员可在一级监控平台查看任何一条电缆隧道当前的运行情况，变电站内的运行人员可在二级监控平台查看相应隧道的运行情况。各级监控平台还可设置不同层级的监控权限，真正实现了分级分层的自动化管理，大大提高了电业局的工作效率和现代化管理水平。

3综合监控系统功能设计

3.1火灾预警系统

该功能模块主要采用预警/控制总线连接方式，由火灾预警控制主机与火灾探测器、消防联动装置以及报警提示设备组建构成，可接收各探测区域返回具有地址码的火灾预警信号，并显示详细的位置与信息。在隧道两头各设立1个火灾控制器，火灾预警控制器接收到火灾报警信号后，可手动或自动向防火门、风机、消防设备发出控制信号，并给予报警信号。

提示工作人员迅速处理火灾。

3.2气体监测系统

电力电缆隧道中如果存在有毒有害气体，并且无法及时排出时，对进入隧道巡检的工作人员人身安全造成极大威胁，针对该问题，必须对电缆隧道中容易产生的CH4、H2S、CO等有害气体，进行实时监控。对电缆隧道防火墙划分为若干分区，在各分区内设定一组环境监测传感器，对有害气体进行实时监控，将采集到的环境信息传输到综合监控平台。同时，还需对隧道内的空气温湿度、含氧量进行监控，尽可能的保障工作人员的人身安全。

3.3环境温度监测系统

随着社会用电需求的不断增长，电缆隧道长度也随之增加，传统线性感温电缆已无法满足当前环境温度的监测需求，综合监控系统设计采用分布式测温光纤系统，该系统是由光电检测器、二极管激光器、信号处理器、传感回路以及计算机处理模块等设备构成。具有可定位、精度高、稳定性强等特点，可对单通道1.5-4.5km长度范围内的电缆进行温度监控。每个监控控制区均可进行预警参数的设定。最多可设定500个电缆监控点，监控点与系统主机相连，可准确显示电缆的报警信息、温度轨迹以及受损点。

3.4视频防盗系统

在位于电缆隧道出入口或重要设备位置安置视频监控设备，对电力电缆隧道内安全防护进行实时监控。该监控系统由摄像设备、视频光端机以及编码器等设备构成。本系统采用红外防水摄像机，具有外置红外灯，可达到IP68防护等级，有效监控范围为50m。系统将采集到的视频信息通过视频电缆SYV75-5传输至视频光端机，在利用通信光纤把视频信息传输到视频编码器，然后把模拟信息转换成DVD画质的D1数字信号，最后，实时显示在控制室的显示器中。

结语

城市土地资源稀缺，且由于景观和环保问题，使建设架空线路走廊越发困难，亟需建设以电力电缆隧道为主的地下电能输送网络。电缆隧道可容纳电缆数量较多，有供安装和巡视的通道和全封闭型的电缆构筑物。电缆隧道运行时，为防止井盖、电缆被盗，造成人身伤亡和大面积停电等事故，需建立综合监控系统，监控电缆绝缘性能及隧道内有毒有害气体、积水、通信信号等，以保证电缆的安全运行。

参考文献：

[1]李华春.北京地区高压电缆系统[J].高电压技术，2004（S1）.

[2]刘红彬.IP网络摄像机及其在远程视频监控系统的应用[J].设备管理与维修，2004（09）.

[3]王兴．便携式有毒有害气体检测仪使用与维护初探［J］．消防技术与产品信息，2012（增刊）：131－133．

作者简介：

李忆畅（1981.02.07），男，汉，研究生，中级工程师，国网重庆市电力公司建设分公司。

李智（1985.8.24），男，汉，研究生，工程师，国网重庆市电力公司建设分公司。