/電力電纜隧道綜合在線監測系統的設計和應用（蘇州光格設備有限公司215000）摘要：近年來，隨著我國對電力電纜基礎設施的不斷投入，電力隧道的長度也在不斷地增長中。電力電纜隧道在運行和維護過程中的增長速率不成正比，使其在經濟快速發展的前景下出現諸多運行和維護工作方面的問題。因此，讓供電公司的各個部門也遭遇了更多的挑戰和壓力。隨著智能電網建設工作的不斷發展，電力電纜的在線監測需求也在不斷地增加中。目前，運用電力電纜隧道綜合在線監測系統能夠實現對系統電纜的監測工作。但是，此類系統照舊存在確定問題，在理論方面無法剛好收集相關信息的動態數據，導致電力電纜隧道綜合系統成為一個信息孤島。通過電力電纜隧道在線監測數據不難發覺，動態支配相應的設備檢修工作，能夠在很大程度上降低電纜設備故障。通過確定的監測技術手段，將潛在的隱患進行提前預警處理，再制定出針對性地預防措施，將損失降低到最小，從根本上變更傳統的周期性監測模式，既能夠節約電力系統的運行成本，還能夠防止人為事故的發生。關鍵詞：電力電纜隧道；綜合在線監測系統；設計和應用電力電纜隧道在生活當中較為常見，尤其是對于一些大型電力設備工況企業而言，往往在電纜隧道中被鋪設一段距離又長走向又很困難的電力電纜。電纜隧道是電纜高度集中的地方，發生災難事故也較為頻繁[1]。電力電纜隧道的火災事故發生主要集中在電纜橫截面上，電纜溫度上升。在電纜著火時，其局部輻射作用特殊強，再加上電纜著火時局部的熱輻射比較強，所以使得電纜很快被燃燒。在電力電纜接頭位置之處，由于電阻過高導致散熱不好和接觸不良等狀況出現。溫度一旦過高時就會引起電纜線頭炸裂問題，從而引起電纜火災的狀況出現。在造成比較大的經濟損失之后，確定要駕馭好電力電纜的運行狀態，以期能夠更好地維護好電力系統的平安和穩定運行。對電力電纜和電力隧道的溫度進行實時監控，能夠對火災實施預警和報警行為，在溫度監控方面和異樣報警功能方面能夠達到更好的效果。通過對電纜溫度的測量，制定出相關支配，從而經濟方面和技術方面加以考慮，能夠加大對電力電纜的運行狀態監測[2]。一、電力電纜隧道運行狀態在線監測系統功能的基本需求利用先進的通信技術和數字傳感器技術等完成電纜隧道運行狀態在線監測系統的設計和開發，在線監測系統中主要包括以下幾個方面：其一，光纖測溫；其二，水位、氣體、溫濕度傳感；其三，視頻監控；其四，處理單元等。光纖測溫系統，利用拉曼散射測溫原理、光時域反射定位原理和載流量評估原理。通過在電纜上敷設感溫光纖，分布式光纖主機上連續測電纜沿線全部點的溫度值。測量精度±1℃，空間辨別率和定位精度分別為1m。傳感器傳輸路途不收到電磁的干擾。實時采集電纜工作環境的相關參數，傳送到后臺監控系統中。在后臺監測系統中，實時處理且分析好溫度數據，再查詢基本歷史數據，能夠建立長期的數據庫，再提出預警功能[3]。整個系統接受雙層總線結構，軟件內置國際通用的技術協議（IEC61850、ModbusTCP等），具有高度開放性，既可兼容第三方廠家，又可便利和上層自動化系統、電力綜合監控系統等無縫對接。當隧道內設備出現異樣時，聯動隧道內相關設備改善異樣。光纖通訊網實時地將現場監控數據傳送至電纜隧道監控中心，實現集中監控、統一管理。二、電力電纜隧道監控系統的基本結構1.高壓電纜監控子系統高壓電纜監控子系統分為：電纜測溫DTS、載流量計算AgiCAP、局放監控APD、護套環流監測ASC。分布式光纖測溫系統（DTS）由光纖測溫主機、測溫光纖、監控管理軟件及相關附件組成，能精確探測高壓電纜沿線全部測量點的溫度，具有實時在線、測溫精度高、本征平安、不受電磁干擾等優點。電纜測溫DTS系統本身具備超強的信號傳輸功能，和此同時也就具備感溫功能。將測溫光纜緊密地固定在隧道頂部之處，能夠測量出電力電纜隧道內的表面溫度[4]。一旦被監測的溫度達到預警值，能夠立刻進行報警發送處理，發送短信，也能夠通過網絡的形式發送到主網站中。載流量計算AgiCAP通過分布式光纖測得的電纜表面溫度計算出電纜芯線溫度，通過載流量評估軟件計算出電纜允許通過的最大穩態載流量。局放監控APD由局放傳感器、局放采集器、局放監測主機等組成。局放傳感器實時采集高壓電纜、電纜接?^處局部放電脈沖信號并將數據傳送給局放采集器，再將數據上傳至局放監測主機作進一步數據分析。護套環流監測ASC由護層接地電流傳感器、護層接地電流采集器以及護層接地電流監測主機組成，監測三相電纜的金屬護層接地電流和三相運行電流，實時數據傳輸至監控中心。2.隧道環境監控子系統隧道環境監控子系統分為：氣體監測、煙感探測、水位監測、井蓋監測和溫濕度監測。隧道環境監測系統可通過各種傳感器對電力隧道內有害氣體、空氣含氧量、溫濕度、水位等環境參量進行監測，可有效實時監測隧道內狀況，并依據監控狀況，通過手動或自動進行遠程，啟動風機通風、水泵排水、防火門阻斷火勢發展等。3.視頻監控子系統電力隧道出入口、電纜接頭等重要部位內安裝監控攝像機，進行實時的監控管理系統，能夠將遠程監控功能技術和數字視頻技術等運用起來，將監控攝像機的各個采集點進行實時監控，將視頻的信號接入到運行監控中心，最終形成一個立體化的隧道監控體系。基于此，對電力電纜隧道的日常狀況進行實時監控處理，顯著提高電纜隧道的基本運行平安。將隧道內的各個監控點從視頻服務器和防水設施等進行數字信號的模擬處理，再通過光纖傳送到變電站中，通過磁盤儲備方式來保存好視頻監控錄像。通過數字矩陣將數字信號轉換成模擬信號，再承接到電視屏上，實施電纜隧道的在線監控。通過數據分析，剛好發覺電力電纜系統的絕緣缺陷，分析潛在的隱患和故障，從而顯著降低電力電纜的設備故障。通過監測技術手段，實施有備無患行為，將潛在的平安隱患進行提前預警，制定出預防措施之后，將損失減到最小[5]。4.門禁子系統對隧道出入口進行有限的權限管理，防止非法入侵。三、電力電纜隧道運行狀態在線監測系統方案設計和應用依據系統功能的實際發展狀況，將電纜隧道的運行監測系統的工作原理弄清。電纜測溫DTS是激光器發出一束激光，通過耦合器調制，射入感溫光纖中，反射回的拉曼散射光通過光譜分別模塊分解成不同波長的Stokes和Antistokes反射光，其分別和溫度和傳輸介質產生關系，計算出溫度分布曲線。激光器發出的脈沖光信號在光纖中傳輸時，將后向散射光到達探測器和激光器發出光脈沖的時間差乘以光在光纖中的傳輸速度再除以2，就得到散射點在光纖上的位置。將采集到的溫度數據進行深化分析，再得出數據曲線，依據不同的設定值來進行分級報警處理。針對電纜隧道的基本狀況，實施監控電纜隧道的環境運行狀況。將實時監測到的氣體、溫濕度、水位等信息傳送到處理單元，并傳送至綜合監控平臺。電力電纜隧道綜合在線監測系統以云計算和物聯網為基礎，在設備層實現了隧道內各類設備的物聯互通、才智傳感；在數據層實現了各類數據的高速上傳、海量存儲；在應用層實現了跨部門之間、多平臺之間的信息互通和共享。四、結束語綜上所述，在電力電纜專業的管理和維護方面，主要通過溫度監測來檢查運行狀態，超過標準之后必需進行停電處理。開展電力電纜運行狀態綜合監測技術探討，對電纜接頭的表面溫度和有害氣體信息等進行??時監測，能夠剛好地發覺其中存在的問題，保證電力電纜系統的供電平安。參考文獻：[1]陳朝環.淺談電力電纜隧道監控系統的配置[J].浙江電力，2010，29（11）：25-27，38.[2]楊斌，田杰，江健武等.基于全光纖傳感技術的電纜健康狀態監測系統的探討[J].光學儀器，2012，34（6）：71-75.[3]嚴國仙，付才，梁東青等.上海世博會電力電纜隧道一標工程下穿越地鐵2號線施工技術[J].建筑施工，2009，31（1）：3-5.[4]王斌，張宇，賁飛等.基于虛擬現實技術的φ5.5m電力電纜隧道內部布置方