電纜隧道環境監控系統的製作方法
2023-08-10 11:10:11 1
專利名稱：電纜隧道環境監控系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是供電網絡在線檢測技術，更詳細地講是關於供電網絡、管網、隧道中對管路、電纜進行實時監測的電纜隧道環境監控系統。
背景技術：
由於高壓電力電纜鋪設於地下，長時間運行後檢修常常不到位，再加上環境溫度等因素的影響，部分有缺陷的位置往往會發熱，並且電流越大，溫度升高越快，發熱點電阻增大，從而產生更多的熱量，使得電阻進一步增大，溫度繼續升高，形成惡性循環。如果不及時發現和處理，最終將導致起火或爆炸，造成線路損壞，嚴重的可引發火災和大面積的停電事故。這一現象在負荷增長較快的地區顯得尤為普遍。目前，對電力電纜的重要部位如接頭等的溫度監測主要仍靠人工去測量，例如定期派人到現場用紅外線或雷射測溫儀進行遠距離測量，這種人工測量的方法主要存在以下問題①監測周期長，許多地方發熱現象得不到及時發現和處理；②監測範圍受限制，只能檢測電纜接頭，無法對封閉在管道裡的電力電纜部分進行監測；③檢測和分析判斷由人工進行，因此檢測和分析結果受人為因素影響較大；④紅外線或雷射測溫儀價格往往比較昂貴，受資金影響，其普及和推廣難度較大。近年來，ABB、西門子及國內一些生產廠家也陸續開發出了一些高壓電力電纜溫度監測設備，但從應用情況來看，效果不是很理想，主要表現在以下幾個方面①高電壓的隔離是高壓電力電纜溫度監測系統的技術難點也是技術關鍵。現有的溫度監測方法主要採用熱電耦、熱電阻、半導體溫度傳感器等溫度傳感元件實現，這些溫度傳感器一般都不是直接測量帶電物體的溫度，並且需要通過金屬導線傳輸信號，傳感器本身以及其信號傳輸通道受電磁幹擾和環境的影響較大，無法保證絕緣性能，因而無法保證監測結果的準確性 』②傳統的溫度監測普遍存在傳感器體積偏大、安裝困難、易受環境和周圍電磁場的幹擾、需人工操作、實現在線監測的成本高昂等問題，尤其無法在整條電力電纜上安裝，只能實現一小部分電力電纜的部分接頭的溫度監測，無法實現全部電力電纜的系統、全面、準確監測；③現有的電力電纜溫度監測系統或設備，絕大部分是電力一次設備生產廠家開發出的針對自己產品的監測設備，功能單一，通用性差，執行標準混亂，並且與變電綜合自動化等監控系統接口困難，很難進行普及和推廣。
發明內容
本發明提供了一種能消除上述缺點，具有結構合理、操作簡單、安全可靠、監測及時、判斷準確、成本低、效率高、穩定性好等特點的電纜隧道環境監控系統，尤其是採用智能前置機邏輯控制器帶485總線形式進行網絡連接，把各個測量單元和控制單元連接組成一個完整的網絡。達到集中測量，集中顯示報警，集中控制和集中管理的目標，提高了監測結果的準確性和通用性，實現電力電纜使用環境的系統、全面和準確的監測；該系統採集的信息傳輸，不受電磁幹擾，防潮溼，傳輸距離長，損耗小，也易擴展；是理想的供電網絡中對電力電纜使用環境進行實時監測的電纜隧道在線監測專用配套裝置。為實現上述目的，本發明採用下述技術方案
一種電纜隧道環境監控系統包括安裝在變電站主控室內的主機，主機與前置機相連， 前置機通過總線與若干個測量單元和若干個控制單元相連。所述的總線選用RS485總線。 所述若干個測量單元為水位探測器、可燃氣體濃度探測器、溫度檢測器、防火門傳感器、風機傳感器、煙感式檢測器、井蓋檢測器中的一個或多個任意組合。所述若干個控制單元為排水泵、排風機和防火門中的一個或多個任意組合。該電纜隧道環境監控系統主機設備安裝在變電站主控室內，主機與各路傳感器之間採用智能前置機邏輯控制器帶485總線形式進行網絡連接，把各個測量單元和控制單元連接組成一個完整的網絡。達到集中測量，集中顯示報警，集中控制和集中管理的目標。
圖1 電纜隧道環境監控系統結構示意圖
其中1.主機，2.前置機，3.水位探測器，4.可燃氣體濃度探測器，5.溫度檢測器，6.防火門傳感器，7.風機傳感器，8.煙感式檢測器，9.井蓋檢測器，10.排水泵，11.排風機， 12.防火門。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明
如圖1所示，一種電纜隧道環境監控系統包括安裝在變電站主控室內的主機1，主機1 與前置機2相連，前置機2通過總線與若干個測量單元和若干個控制單元相連。所述總線採用通訊電纜連接的工業現場RS485總線，具有較遠的通訊距離和較強的抗幹擾能力。所述若干個測量單元為水位探測器3、可燃氣體濃度探測器4、溫度檢測器5、防火門12傳感器6、風機傳感器7、煙感式檢測器8和井蓋檢測器9，其可以對多種環境狀況檢測。所述若干個控制單元為排水泵10、排風機11和防火門12。控制單元可提供對排風機11、防火門12等設備控制的輸出節點，對這些設備進行遠程控制
遠方工作站(主機1)為上位工控機，可對各種環境監測傳感器進行數據採集和匯總， 並通過組態軟體在顯示器上顯示的隧道環境狀況和數據，使隧道內的工作環境狀況一目了然。遠方工作站(主機1)可連接多個前置機2。系統主控制單元採用智能前置機2，前置機2具有穩定、可靠、通用的特點，使用方便。每個前置機2可通過總線連接多個傳感器和控制單元。本發明的電纜隧道環境監控系統功能實現
1.火災監控採用數字煙感探測器、火災溫度傳感器(短隧道內安裝)和分布式測溫光纖(長隧道內安裝)，對隧道環境溫度和火災進行監測，並將相應的控制節點輸出到對應的防火門12。
火災報警(第一優先級)向遠程發送報警數據(位置、溫度值)；手機簡訊報警給相
關人員。2.氣體濃度監控採用可燃氣體濃度探測器4，對隧道內的可燃氣體濃度進行檢測和報警。氣體濃度報警(第二優先級)自動啟動相應區域的風機；向遠程發送報警數據(位置、濃度值)；現場聲光報警；手機簡訊報警給相關人員。3.水位監控採用投入式水位探測器3對隧道內積水情況進行監測，由系統根據實時水位數據提供水位信息。水位報警(第二優先級)向遠程發送報警數據(位置、水位值)；手機簡訊報警給相
關人員。4.井蓋狀態監測實時對井蓋狀態進行監測，並對非法的井蓋開啟進行報警和定位
井蓋非法開啟報警(第三優先級)當地聲光報警；發送遠程報警消息(井蓋類型、位置)； 手機簡訊報警給相關人員。5.電纜隧道環境監控系統通訊網絡
匯接智能前置機控制器以及上位工控機，通過乙太網進行互聯，智能前置機與各個智能採集控制單元進行通訊。智能採集控制單元採集火災溫度、煙感信號、水位信號、氣體濃度、井蓋狀態信號等數據，並將相應的輸出到排水泵10、排風機11、防火門12等設備。前置機2與智能採集控制單元採用RS-485總線進行通訊互聯，連接組成一個完整的通訊網絡， 以達到集中測量、集中顯示報警、集中控制和管理的目的。本發明的電纜隧道環境監控系統可全面、連續、動態、實時在線顯示環境溫度曲線，並能根據用戶的報警設置參數，在溫度異常或火災時，提供報警信息和準確的報警位置；實時採集和顯示隧道內的水位、可燃氣體含量，並在超標時提供相映的報警信息；實時顯示電力井蓋的開啟狀態，並進行圖形化定位；可以提供對不同類型的數據進行統計、保存、查詢、列印、複製等功能。數據類型有溫度曲線數據(位置和溫度值)、溫度平均值和最大值數據、溫度分析數據、水位數據、可燃氣體濃度數據、井蓋狀態數據、分級報警數據等；軟體具有通過網絡獲取溫度、水位、可燃氣體濃度等數據功能。本發明的電纜隧道環境監控系統技術指標點式測溫儀精度士0. 3 V ；可燃氣體檢測範圍0-100% LEL ；水位檢測量程0-2. 0米，標稱精度0. 5%滿量程；系統巡檢響應時間小於5秒；報警、控制響應時間小於1秒。
權利要求
1.一種電纜隧道環境監控系統，其特徵在於它包括安裝在變電站主控室內的主機，主機與前置機相連，前置機通過總線與若干個測量單元和若干個控制單元相連。
2.如權利要求1所述的電纜隧道環境監控系統，其特徵在於所述總線為RS485總線。
3.如權利要求1所述的電纜隧道環境監控系統，其特徵在於所述若干個測量單元為水位探測器、可燃氣體濃度探測器、溫度檢測器、防火門傳感器、風機傳感器、煙感式檢測器、 井蓋檢測器中的一個或多個任意組合。
4.如權利要求1所述的電纜隧道環境監控系統，其特徵在於所述若干個控制單元為排水泵、排風機和防火門中的一個或多個任意組合。
全文摘要
電纜隧道環境監控系統包括安裝在變電站主控室內的主機，主機與前置機相連中，前置機通過總線與若干個測量單元和若干個控制單元相連。具有結構合理、操作簡單、安全可靠、監測及時、判斷準確、成本低、效率高、穩定性好等特點，尤其是採用智能前置機邏輯控制器帶485總線形式進行網絡連接，把各個測量單元和控制單元連接組成一個完整的網絡。達到集中測量，集中顯示報警，集中控制和集中管理的目標，提高了監測結果的準確性和通用性，實現電力電纜使用環境的系統、全面和準確的監測；是理想的供電網絡中對電力電纜使用環境進行實時監測的電纜隧道在線監測專用配套裝置。
文檔編號G05B19/418GK102495599SQ201110401239
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月6日 優先權日2011年12月6日
發明者張明才, 時翔, 李寶忠, 林曉禮, 梁濤, 武志剛, 江川, 王興照, 蔡健, 趙生傳, 陳志勇, 韓克存, 齊蔚海 申請人:山東電力集團公司青島供電公司