电缆隧道监控系统介绍
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电缆隧道监控系统介绍电缆隧道监控系统介绍1.引言本文档旨在详细介绍电缆隧道监控系统,包括其功能、组成部分以及使用方法等内容。
该系统以监测和管理电缆隧道的安全运行为目的,提供实时监控、报警和数据分析等功能,可有效预防事故发生,保障隧道运营的安全性和稳定性。
2.系统概述2.1 功能介绍电缆隧道监控系统主要包括实时图像监控、温度和湿度监测、烟雾和火灾报警、电缆负载监测等功能。
通过这些功能,系统能够快速发现隧道内部的异常情况,并及时采取应对措施,保障电缆和隧道设施的安全运行。
2.2 组成部分电缆隧道监控系统由以下几个组成部分构成:①摄像头:用于实时监控电缆隧道内部的情况,可以进行远程监控和录像存储。
②温湿度传感器:用于监测电缆隧道内部的温度和湿度情况,及时发现异常情况。
③烟雾探测器:用于监测电缆隧道内部的烟雾情况,一旦发现有火灾风险,系统会及时报警。
④电缆负载监测设备:用于监测电缆的负载情况,及时发现负载过大或过小的情况。
3.系统使用方法3.1 实时图像监控使用方法用户可以通过系统提供的监控界面,实时查看电缆隧道内部的图像。
用户可以放大、缩小图像,查看特定区域的情况,并可以进行视频录制和存储。
3.2 温湿度监测使用方法用户可以通过系统提供的界面查看电缆隧道内部的温湿度情况。
用户可以设置温湿度报警阈值,一旦温度或湿度超过预设值,系统会自动发出报警。
3.3 烟雾和火灾报警使用方法系统会自动监测电缆隧道内部的烟雾情况,一旦检测到烟雾,系统会发出报警信号并进行声光提示,同时将报警信息发送给维护人员。
3.4 电缆负载监测使用方法系统会实时监测电缆的负载情况,用户可以通过系统界面查看负载曲线和历史数据,及时判断电缆负载是否正常。
4.附件本文档涉及的附件包括:4.1 监控系统软件安装包4.2 监控系统使用指南4.3 隧道结构图5.法律名词及注释5.1 《隧道安全管理条例》:指中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和国家安全生产监督管理局发布的《隧道安全管理条例》文件。
电缆隧道监控工程方案一、前言电缆隧道是城市电缆线路的重要组成部分,其安全运行和管理对于保障城市电力供应起着至关重要的作用。
随着城市化进程的加快和电力需求的增长,电缆隧道的规模和数量也在不断增加。
随之而来的是电缆隧道的安全隐患和管理需求愈发尖锐,传统的巡检和管理方式已经无法满足当今社会快节奏发展的需求。
因此,采用现代化、智能化的监控手段对电缆隧道进行全面高效的管理和监控势在必行。
本工程方案旨在针对电缆隧道的特点和现状,结合现代监控技术和管理经验,制定一套全面、科学、实用的电缆隧道监控工程方案。
二、电缆隧道监控系统概述1.目标本次监控工程的目标是建立一套完备的电缆隧道监控系统,通过对电缆隧道进行全面的实时监控和数据采集,实现对电缆隧道的安全管理和维护保障。
2.需求分析电缆隧道监控系统需求主要包括以下几方面:(1) 安全监测需求:实时监测电缆隧道内部环境,包括温度、湿度、气体浓度等参数,对异常情况及时报警。
(2) 安全防护需求:安装视频监控设备对电缆隧道内部和外部实施全方位监控,保障电缆隧道的安全。
(3) 数据采集需求:对电缆隧道运行状态数据进行实时采集和存储,为后期管理和维护提供数据支持。
(4) 远程监控需求:实现对电缆隧道的远程监控,及时掌握电缆隧道的运行状况。
三、监控系统方案设计1.系统整体设计(1) 基础设施建设:根据电缆隧道的布局和结构,在隧道入口、出口、弯道等关键位置建设监控设施,包括视频监控设备、气体监测设备、温湿度监测设备等。
(2) 控制中心建设:建设电缆隧道监控管理中心,负责对电缆隧道进行实时监控和数据采集。
(3) 联网通信建设:采用现代化通信设备,实现监控系统与各个监控点的联网通信,保障监控数据的实时传输和管理。
2.监控设备选型(1) 视频监控设备:选择高清晰度、夜视功能好的摄像头,实现对电缆隧道内外的全方位监控。
(2) 气体监测设备:选择灵敏度高、准确性好的气体监测仪,对电缆隧道内部的气体浓度进行实时监测。
电力电缆隧道监测及通信系统设计技术导则随着城市化进程的加快和电力需求的增长,地下电缆隧道作为城市电力配送的重要组成部分,承载着越来越多的电缆和通信线路。
对电力电缆隧道的监测和通信系统设计技术要求也日益提高。
本文将从监测系统和通信系统两个方面,总结电力电缆隧道监测及通信系统设计的关键技术要点,为相关从业人员提供技术指导。
一、电力电缆隧道监测系统设计技术导则1. 传感器选择及布局电力电缆隧道监测系统的核心是传感器,传感器的选择及布局直接关系到监测系统的准确性和可靠性。
选用具有高精度和稳定性的传感器,如应变传感器、温湿度传感器、烟雾传感器等。
在布局上,应根据电缆隧道的实际情况确定传感器的数量和位置,要覆盖到每一处潜在的监测区域。
2. 监测数据采集与处理监测系统应能及时、准确地采集传感器传输的数据,并能对数据进行实时处理和分析。
在监测系统设计中,需要考虑到数据采集设备的选型、数据传输方式、数据存储及处理能力等方面的技术。
3. 监测系统的远程监控与预警功能远程监控能够实现对电缆隧道监测数据的远程实时监控,及时发现并处理监测异常情况。
监测系统还应具备预警功能,能够对电缆隧道内的安全隐患进行预警,确保电力设备和人员的安全。
4. 系统稳定性与可靠性监测系统应具备高稳定性和可靠性,确保在恶劣环境条件下能够正常运行并提供准确的监测数据。
在监测系统的设计中,应考虑到系统的防水防尘、抗干扰、抗雷击等技术要求。
5. 系统维护和管理监测系统的维护和管理是保证系统长期稳定运行的关键。
在监测系统设计时,应考虑到系统的远程维护、报警功能、故障自诊断及维修等方面的技术要求。
二、电力电缆隧道通信系统设计技术导则1. 通信网络架构设计通信系统的网络架构设计是通信系统设计的重要环节。
在电力电缆隧道内,由于环境复杂、空间狭小等因素,在通信网络架构设计时需要考虑到网络拓扑结构、信号传输路径、网络设备的布放位置等方面的技术要求。
2. 通信设备选型通信设备的选型直接关系到通信系统的性能和可靠性。
电缆隧道论文综合监控系统论文摘要:系统的研究弥补了隧道事故与应急领域的空白,能够对电缆隧道自然性火灾进行预警,能够对高压积水电缆隧道进行有效监测,对可燃性气体泄漏、线路腐蚀进行有效预警,特别地,对封闭空间的电力隧道灭火进行有效的应急事故处理。
1 概述日常巡检是电力隧道可靠运行的保证,在保障电力隧道正常生产、安全运行方面占有极其重要的作用。
然而电力隧道内电缆、排水、通风、供电、照明、消防、通信等输电设备及附属设备数量多、分布点多、总里程长,造成了监控信息量大、交互性强、监控距离长、巡检周期短等特点,给日常巡检带来了繁重的巡检内容,需要耗费大量的人力和时间;同时电缆及附属设施长期处于地下的特殊环境,具有易积水、易产生有害气体、空气不易流通、散热较慢等问题,对日常巡检提出了高质量的巡检要求,也增加了人员巡检的危险性[1]。
目前,国内投入运行的多数隧道都是根据自身的需要和特点,配置一种或多种监控装置,目前较为常见的隧道监控系统包括环境监测系统、固定式安防系统、隧道灭火系统、隧道在线监测系统等,每种装置各自独立完成单一的监控功能,但相互间缺乏必要的联系和协作,并未形成一个完善的智能化隧道监控系统。
由于这种离散、独立的固定式传感监测设备灵活性不足,联动性不足,成本和维护成本都过高,使得电力隧道的监测监控成本高居不下,为电力管理部门与民生部门造成巨大的经济压力。
随着输电线缆铺设的地下化,电力隧道的巡检越来越需要借助智能化的巡检设备[2,3]。
2 监控范围假设电缆隧道约 1.29km,主要包括电缆本体监测(电缆温度、载流量评估、局部放电、电缆护套环流)、隧道振动沉降监测、电缆隧道环境监测(气体监测、温湿度监测、水位监测、风机联动、水泵联动)、隧道安防监测(视频监控、应急通信、门禁监控)、智能照明控制等子系统。
所有监测设备集成于统一的监控平台进行管理和控制,实时监测高压电缆及电缆隧道的各项状态。
电缆隧道采用暗挖顶管方式,管内径3.5m,空间规划4回220kV 电缆线路(本期建设2回),6回110kV电缆线路(本期无)。
康威通信电缆隧道在线监测系统解决方案康威通信(833804)电缆隧道在线监测系统主要包括康威通信电缆隧道运维管理中心、站级信息汇集控制中心、通信电源总线系统、光纤测温系统、局部放电监测系统、金属护层接地电流监测系统、环境监控系统、门禁监控系统、井盖监控系统、视频监控系统、防盗定位应急通信系统的系统、智能巡检机器人系统及火灾报警控制系统的系统集成。
康威通信电缆隧道在线监测系统遵循“超前规划,适度预留,稳定可靠,易于扩展,功能分散、信息集中”的原则,结合国内目前成熟领先的一体化综合监控理念,运用计算机网络技术、智能控制技术、多媒体技术、管理开发技术,采用先进的信息采集与获取、信息传输与管理、信息展示与利用的三层设计理念,提供先进与科学的综合管理机制和联动控制机制,实现对电力隧道进行集中监控及历史信息进行集中查询,以实现整个隧道监控系统的一体化综合集成、集中管理、信息共享、智能控制的目标。
中心级监控平台康威通信电缆隧道运维管理中心(简称中心级监控平台)通过一个或多个站级信息汇集控制中心接入光纤测温系统、局部放电监测系统、金属护层接地电流监测系统、环境监控系统、门禁监控系统、井盖监控系统、视频监控系统、防盗定位应急通信系统的系统、智能巡检机器人系统及火灾报警控制系统的数据,以实现对多个变电站相关联的电缆在线状态实时监控、设备运行管理以及高压电缆网突发事故的应急指挥等功能,并具备对后续扩展系统的扩容接入能力。
康威通信电缆隧道运维管理中心的建设包含运维管理中心装修及基础配套机电设备安装、屏幕显示系统、信号管理系统、音响扩音系统、数字会议系统、中央控制系统及电缆隧道在线监测系统管理软件等7部分软硬件设备。
站级信息汇集控制中心站级信息汇集控制中心为优化系统结构层次、提高信息传输效率、便于系统组网而在电缆隧道就近变电站或电缆隧道工作井内组建的中间信息汇集控制层,实现所管辖范围内的信息汇集、处理或故障处理、通信监视等功能。
电缆多状态在线监测系统一、综述目前全国大多数电力公司一样,对电力隧道、沟道内主干电缆的管理还处于计划检修阶段,一般采用定期巡视的方法对电缆的运行状况进行检查。
从经济角度和技术角度来说,计划检修都有很大的局限性,例如定期试验和检修造成了很大的直接和间接经济浪费,许多绝缘缺陷和潜在的故障无法及时发现。
随着国家电力基础设施投入的逐年增大,电力隧道的长度也正在迅速增加,由于运行维护人员的增长速度远远跟不上电力基础设施的增长速度,致使电力隧道运行工作面临着巨大压力,再者随着城市的加速发展,电力沟道和高压管线的迅速增长,电力负荷的急剧增加,电力公司对隧道的运行维护工作面临着巨大压力。
如何保证隧道内电缆不因过载、过热等情况突发大的运行安全事故,隧道内积水、可燃气体等不影响到供电系统的安全等新的要求,想解决当前面临的种种问题,仅靠大量增加运行人员数量来应对电力隧道的迅速增长和管理压力已经不现实,采用现代化的技术手段来提高电力隧道运行维护水平是当务之急。
电力隧道加装水位、气体探测装置,可有效监测到隧道内水位及气体情况,及时发现由于外部跑水至电力隧道内,外部可燃气体进入隧道内等情况。
通过水位、气体监测报警,及时发现隐患点所在位置及水位数值、气体成分含量等情况,为及时有效处置提供技术支撑,改善电力隧道运行环境,保证电力隧道及隧道内电力电缆的安全稳定运行有重要意义。
电缆是电缆网发生故障几率较大的设施,分别通过传感器耦合电缆接地线的信号、传感器对电缆接头的局部放电及分布式光纤测温系统对电缆进行监测数据采集,将其采集到的接地电流参量、局部放电参量及电缆温度参量传送到监测中心,对电缆的运行状态进行分析评估,实现电缆运行状态的时时监控,从而为电力部门有效的预防事故灾害的发生提供有力的的保障。
二、总体结构电力电缆多状态在线监测系统,主要对电缆局部放电、温度、接地电流、有害气体及水位,井盖进行在线监测,将监测信号上传至工业服务器进行处理存储,可实现对各技术监测量进行界面显示,谱图分析,报表打印,数据查询,报警等功能。
1电缆隧道综合监测系统1.电缆隧道综合监测主站端电缆隧道综合监测系统总体上分为三层:分别是系统主站层、通信传输层、数据采集设 备层,各层在统一的安全框架下运行,完成电缆隧道综合检测的功能,系统典型结构如图 所示。
, — — — — — — — — —-——— — — —i 数据采集终端Ii 数据采集终端i_ —SMM SB a Sd I■:数据采集终端!严d SB = = u =q▲ .1 d =二====u a = a ni 数据采集终端1厂—」图1电缆监测系统典型结构图1.1系统主站主站系统采用分层分布式系统结构, 分为:系统管理平台层、数据采集层、业务应用层、 数据展示层。
充分利用成熟的网络管理技术、数据库中间件、面向对象以及应用组件技术, 遵循IEC 61970 CCAPI 系列的公用信息模型(CIM )和组件接口规范(CIS ),在基本的SCADAI 加密措施I I 加密网关 I公网通信^专网通信通信传输层传感器传感器传感器1传感器 数据采集设备层应用的基础上, 集成光纤测温及专家分析系统、 局放及专家分析系统、 接地电流及专家分析 系统、 环境监控系统等应用,完成实时的电力电缆运行状态、 求。
1.1.1 系统要求 1.1.1.1 标准性电缆隧道综合监测系统的软硬件平台应具有良好的开放性和广泛的适应性, 国际、 国家、行业及企业标准开发, 可插入任何符合相关标准的应用模块或子系统,并支持 模块或子系统间的数据和功能交互,系统规模和功能可按需扩展。
1.1.1.2 可靠性余配置、集群(主备 /负载均衡)技术、虚拟化技术、容灾备用等技术手段,消除单点故障, 确保不因部分软硬件故障而影响系统功能的正常运行。
1.1.1.3 可用性电缆隧道综合监测系统所采用的软硬件设备应具有良好的可管理性, 电缆隧道综合监测系统应提供方便易用的操作、维护和管理界面,系统功能组织合理、 界面美观易懂、操作方便快捷。
使用人员无需经过复杂的培训即可掌握并使用此系统。
1.1.1.4 安全性电缆隧道综合监测系统应满足信息系统安全等级保护及电力二次系统安全防护相关标 准、规范的要求。
在运行过程中应确保不对电网安全运行产生负面影响, 障或错误导致电网安全事故。
1.1.2 系统管理平台层系统管理平台层主要功能包括:系统模型、图形管理、系统资源管理、安全防护管理、 与其他系统交互等。
1.1.2.1 全景数据建模全景数据建模包括元数据管理功能和建模功能。
a ) 元数据管理实现对基础元数据、 业务元数据的管理, 其功能包括元数据的收集、 存储、编辑、发布、查询等。
b ) 系统具备可视化的绘图建模功能, 实现对电网运行相关各类模型、 图形信息的统一 维护,可提供图模一体化的图形绘制、模型建立与参数维护、模型库浏览与编辑、 模型导入与导出、模型合并与拆分、图形导入与导出等功能。
系统模型包括:电网模型、电缆隧道模型,图形包括:配网接线图、电缆接线图等,该 部分为系统应用层提供模型基础;系统能够完成模型、图形的备份与恢复。
环境信息、监控及应用分析需应基于相关 电缆隧道综合监测系统建设时应充分考虑可靠性要求,通过关键硬件设备及软件采用冗可自动报告自身状态或响应状态查询指令,可响应运行控制指令(启动/停止、主备切换等) 。
不因系统本身的故1.1.2.2 系统资源管理系统资源主要包括硬件环境 (服务器、 工作站、存储设备、 网络等) 和通用基础软件 (操 作系统、关系数据库、商用中间件等) ,为系统主站运行提供软硬件基础平台。
系统应能对硬件资源的使用情况( CPU 负载率、内存使用、磁盘使用、网络流量等) 和软件资源的运行情况(服务状态、进程状态、主备状态等)进行监视,并能进行必要的调 整和控制,包括:停止服务 /进程、关闭异常进程、重启服务 /进程、主备切换等) 。
1.1.2.3 安全防护管理系统应统一考虑安全防护设备的配置及其管理, 应满足信息系统安全等级保护要求及电 力二次系统安全防护要求,进行权限管理、网络管理、安全审计等,为系统提供安全保障。
1.1.2.4 与其他系统交互系统通过企业总线与调度自动化系统、 配网自动化系统、 地理信息系统、 输电生产管理、 营销自动化系统等,以IEC 61970 CCAPI 系列的公用信息模型(CIM )和组件接口规范(CIS ) 为标准进行数据交互。
1.1.3 数据采集层数据采集层主要负责各类数据采集设备的数据交互。
提供开放的前置基础运行环境, 能够容纳各种前置应用的接入。
包括支持多种通信方式、 多种终端设备、多种通信规约,并可根据需要进行扩充。
能够对各种常见的通信规约,包括但不限于 IEC 60870- 6- 101 / 102 / 103 / 104、IEC61850等进行处理,实现与终端及其它系统数据及控制指令的交换。
接收、处理不同格式的模拟量、状态量、电能量,具体采集数据类型见附录 可对采集数据按设定周期进行召唤刷新,可对指定区域进行数据召唤刷新; 具备根据设定周期定时自动采集或人工随时召唤终端保存的历史数据。
1.1.4 业务应用层提供数据合理性检查和数据过滤; 能进行零漂处理,且模拟量的零漂参数可以设置; 能进行限值检查。
每个测量值可具有多组限值对, 用户可以自行定义限值对的 等级,不同的限值对可以根据不同的时段进行定义,可以定义限值死区; 能进行跳变检查, 当模拟量在指定时间段内的变化超过指定阀值时, 给出告警; 支持人工输入数据, 丢失或不正确的数据可以用人工输入值来替代并写入数据 库;能进行历史采样,所有写入实时数据库的遥测应记录在历史数据记录中。
A ;1.1.4.1数据基本处理 a) 对模拟量的处理b) 状态量处理支持误遥信处理,滤除抖动遥信。
在人工检修时,应打上检修标记但不报警,并可在指定的调试窗口中显示。
状态量应能由人工设定并写入数据库,人工设置的状态与采集状态一致时,给出提示信息。
支持信号的动作计次处理,一段时间内保护动作次数超过限值,则报超次告警。
c) 限值集处理每个量测都应可以对应到一个或者多个限值集。
每个限值集应有有效期的时间描述,有效期既可以是具体的时间段,比如2006-1-1~2006-1-15 、2006 年五一节、2006 年国庆节,也可以是相对的时间段,比如全年、春、夏、秋、冬、一月、二月、周一、周二、工作日、周末等,有效期决定了运行中的某一天该使用哪个限值集。
一个限值集应有一般报警、严重报警、事故告警三个级别的限值设置,以对应不同的优先级。
限值应可以是实际值,比如220KV电压可以定义限值213KV〜235KV,也可以是某个基准值的百分比,比如220KV 电压的基准值220KV ,限值百分比为5%。
d) 智能告警综合分析运行状态及环境监测、二次设备运行监测的运结果,产生故障和告警信息,包括井盖非法打开、电缆表面温度越限,气体含量越限,水位越限等信息,实现系统的故障智能报警,并能够利用形象直观的方式展示报警结果;能够综合各类相关告警信息生成电缆隧道内关键节点的预警信息,能够以多种方式(声音、图形、短信、邮件等)通知用户。
告警信息能够按照重要程度进行分级、分类,并可根据结果分页面显示。
常用信息包括:正常信息、提示信息、告警信息等,用户可自定义报警级别。
e) 在线统计分析可以根据计算公式进行各种统计计算。
可根据考核要求,对用户指定的各类分量进行考核统计计算。
具备按照数据类型和区域自动统计功能。
具备各类考核指标统计。
f) 历史数据管理历史数据管理定期采集实时数据库和应用数据库的数据,进行统计、累计、积分等综合数据处理;对实时数据库和应用数据库中的每一个点可选定存储周期实现历史数据存储;史数据库存储具有定时存储数据和异常状态下存储历史数据的功能;提供访问历史数据库的接口,并可随时检索和使用;保存的数据可用报表和画面显示;历史数据应能方便的进行备份和离线的检索与使用。
1.1.4.2 电缆隧道环境监测与控制可实现电力隧道内有害气体、空气含氧量、水位等环境参量进行监测,可有效监测到隧道内水位情况及隧道内水泵运行状态并对其远程控制。
当隧道内的氧气、一氧化碳、甲烷等有害气体含量超过一定标准时,报警系统立刻在监控中心和设备安装地点发出声响信号。
隧道水位超过设定标准时,监控系统立刻将报警信号和水泵启动、停止信号传送至集中监控中心。
目前隧道内水泵控制方式为浮球水位计联动水泵控制。
远传水位,需现场安装增加压力式水位变送器。
主要采集的量包括:空气含氧量、人体有害气体监测(PPM 级微量:一氧化碳、甲烷、硫化氢)、水位、烟雾、接地电流、负载电流、门禁、水泵、风机、防火门等。
可以远程控制的量包括:风机、水泵、防火门、视频摄像头、照明等。
1.1.4.3 视频监控系统应具有视频接入能力,对视频监控区域出现的越界、区域闯入、区域离开、滞留、徘徊等行为做出准确判断并发出报警信息。
并在此重点关注视频图像的巨大变化,对遮挡、破坏摄像机的行为进行识别与预警,保证区域周界的高度安全级别控制要求。
能够对视频进行周界监测与异常行为分析,并可对于指定目标物体进行近距离持续动态跟踪;对于视频指定区域内的可疑或异常行为进行自动标记,及时报告可疑事件的发生, 并能够很好地抗摄像头抖动。
一旦有非法人员闯入隧道时, 系统平台能提供抓图和录像功能, 为取证工作提供了有力的证据。
1.1.4.4 系统二次设备监测二次设备运行监测对二次系统自身的运行状况及健康状况进行监视。
其监视的设备包括终端采集设备、安全防护设备、通信网络、主站系统设备等,在设备发生异常或故障时能及时向运行值班人员发出告警,同时通过对设备运行趋势进行跟踪分析,可在设备接近异常区域时提前发出预警。
1.1.5 数据展示层1.1.5.1 全景数据展示a) 系统应能够对电缆隧道的整体进行全景展示,并能够以不同的主题(隧道环境、视频、监测量信息)进行数据展示,各展示主题间能够互动、叠加,完成数据的全景展示,为使用人员提供一个智能的感知系统。
b) 系统显示除提供一般的分级索引图、分类索引图、接线图、棒形图、扇形图、曲线图、配置图、地理沿布图、系统运行工况图、网络状态监视图、表格图、计算过程控制图、设备参数图外,还提供其它多种显示图形,如实时/历史数据报表、表盘显示、模拟量填充显示、饼形图显示、温度计式显示、动态字符显示、动态图元显示、用户定义的各类画面等。
c) 监控数据展示:实时数据获取、实时数据标注、历史数据查讯统计、历史数据曲线分析、历史数据对比分析。
d) 电缆井三维显示及断面分析:包括:地表三维可视化分析、地下三维可视化分析、剖面分析、横剖面分析、纵剖面分。
e) 支持可视化技术,如三维立体图、三维平面图,颜色作为数据量的特征等。