地下电缆运行智能综合在线监测系统及方法
【专利说明】地下电缆运行智能综合在线监测系统及方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及电网安全监测与评价领域，具体是一种地下电缆运行智能综合在线监测系统及方法。
【背景技术】
[0003]近年来，随着电网的迅猛发展，电缆越来越多的应用到城市电网中。伴随着电缆线路的日趋庞大，一个严峻的问题日益明显的暴露出来一电缆线路故障。
[0004]一方面，电缆厂家的技术能力和生产水平参差不齐；另一方面，由于原材料价格提升，市场竞争激烈等客观因素，有一些厂家因盲目追求利益而降低产品质量，两方面的原因，造成电缆及其附件本身质量就不稳定。同时，电缆线路在地下运行，相应的监测和维护比较困难。电缆沟内的环境，如温湿度、水质水位、有害气体等等，地面上是无法做到预防预测的。城市地下管线的增多，地下空间资源的占有使电缆管线的施工运行状况越来越复杂，特别是天然气、煤气及其它易燃易爆气体一旦渗入电缆管沟，将给电缆的安全运行乃至社会公共安全带来极大的威胁。为保证人身和设备安全，需定期开启井盖对管辖设备进行可燃气体检测。电力电缆的外力破坏现象也越来越多，轻则造成财产损失，重则造成安全事故，给电缆的安全运行造成重大威胁。因此，电缆管沟的防火、防气、防爆、防水、防盗问题日益重要，为满足电缆通道的“五防”要求，必须对电缆的运行环境进行监测，提早发现问题，及时处理，避免重大问题的发生。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种地下电缆运行智能综合在线监测系统及方法，实现电缆防盗实时监测，对隧道内的电缆和电缆环境进行监测，并对地下隧道内的重要位置进行视频监视，最后通过地上的监测中心进行统一分析、管理，当出现异常时，实现报警，及时进行故障排除。
[0006]本发明的技术方案为:
地下电缆运行智能综合在线监测系统，包括有监控中心，分别与监控中心进行连接的电缆防盗检测单元、电缆视频监测单元、电缆接头温度监测单元、电缆金属护层接地电流监测单元、环境气体监测单元、电缆隧道水位监测单元和电缆隧道烟雾监测单元；所述的电缆防盗检测单元包括有与监控中心通信连接的防盗监控模块，分别与防盗监控模块连接的井盖开合状态传感器、井盖防盗锁和安装于地下隧道内的多个人体红外传感器；所述的电缆视频监测单元包括有与监控中心通信连接的多个摄像装置；所述的电缆接头温度监测单元包括有与监控中心通信连接的温度监测模块，与温度监测模块连接的多个温度传感器；所述的电缆金属护层接地电流监测单元包括有与监控中心通信连接的电流监测模块，与电流监测模块连接的用于采集电缆金属护层接地电流的多个电流互感器；所述的环境气体监测单元包括有与监控中心通信连接的环境气体监测模块，分别与环境气体监测模块连接的多个氧气传感器和多个可燃气体传感器；所述的电缆隧道水位监测单元包括有多个与监控中心通信连接的水位监测模块，多个与对应的水位监测模块连接的水位传感器；所述的电缆隧道烟雾监测单元包括有多个与监控中心通信连接的烟雾监测模块，多个与对应的烟雾监测模块连接的烟雾传感器。
[0007]所述的监控中心包括有综合状态监控平台和视频监视平台，所述的综合状态监控平台和视频监视平台均包括有数据采集服务器，分别与数据采集服务器连接的操作控制平台、磁盘阵列、显示屏、报警器和通信模块；所述的防盗监控模块、温度监测模块、电流监测模块、环境气体监测模块、水位监测模块和烟雾监测模块均与综合状态监控平台的通信模块连接，所述的多个摄像装置均与视频监视平台的通信模块连接。
[0008]所述的防盗监控模块、温度监测模块、电流监测模块、环境气体监测模块、水位监测模块和烟雾监测模块均通过光纤与综合状态监控平台的通信模块连接；所述的摄像装置选用网络摄像装置，网络摄像装置通过光纤与视频监视平台的通信模块连接。
[0009]所述的地下隧道内每200米设置有一个人体红外传感器；所述的多个摄像装置分别安装于地下隧道入口处、人井入口处、电缆集中处和电缆接头处；所述的多个温度传感器分别安装于电缆接头处，以及接头跟电缆本体连接部位；所述的多个电流互感器均选用开合式电流互感器，分别安装于接地箱处的A、B、C三相接地线上；所述的多个氧气传感器和多个可燃气体传感器安装于电缆与燃气管道交汇或者相近处，集水沟或者集水井附近；所述的多个水位传感器安装于电缆接头处、水泵附近和集水井处；所述的地下隧道内每200米设置有一个烟雾传感器，且电缆集中处和电缆接头处也安装有烟雾传感器。
[0010]地下电缆运行智能综合在线监测方法，具体包括以下监测步骤:
(1)、电缆防盗监测:井盖开合状态传感器采集人井井盖的开合状况，人体红外传感器监测隧道内是否有人员，以及对人员定位，然后采集的数据信息通过防盗监控模块传输给监控中心，监控中心实时显示人井井盖的开合状况以及隧道内的人员位置，对非法进入隧道内的情况给予报警，同时远程通过防盗监控模块控制井盖防盗锁的关闭，实现防护；
(2)、电缆视频监测:摄像装置采集隧道内的视频图像，然后视频图像传输给监控中心，监控中心对视频图像进行显示、存储并进行处理分析，当视频监测点画面出现异常时，监测中心发出报警信号并自动存储视频图像；
(3)、电缆接头温度监测:温度传感器采集电缆温度数据，通过温度监测模块集中发送给监控中心，监控中心对数据进行统计分析，当温度超过某一设置温度值时，监控中心启动报警，当单位时间内温度变化超过某一设置温度变化值时，监控中心启动报警，当电缆接头和接头延伸部位两个测试点之间的温度差值达到某一设置温度差值时，监控中心启动报馨.1=I ，
(4)、电缆金属护层接地电流监测:电流互感器采集电缆金属护层接地电流数据，通过电流监测模块集中发送给监控中心，监控中心对数据进行统计分析，当接地电流超过某一设置电流值时，启动报警，当单位时间内接地电流变化超过某一设置电流变化值时，启动报馨.1=I ，
(5)、环境气体监测:氧气传感器、可燃气体传感器分别采集隧道内的氧气含量和可燃气体含量，通过环境气体监测模块集中发送给监控中心，监控中心对数据进行统计分析，当氧气或者可燃气体浓度超过某一设置浓度值时，启动报警，当单位时间内气体浓度变化超过某一设置浓度变化值时，启动报警；
(6)、电缆隧道水位监测:水位传感器采集电缆隧道的水位数据，然后分别通过对应的水位监测模块发送给监控中心，监控中心对数据进行统计分析，当水位值超过某一设置水位值时，启动报警，当单位时间内水位值变化超过某一设置水位变化值时，启动报警；
(7)、电缆隧道烟雾监测:烟雾传感器采集电缆隧道的烟雾报警信号，然后分别通过对应的烟雾监测模块发送给监控中心，监控中心对数据进行统计分析，当烟雾浓度值超过某一设置浓度值时，启动报警，当单位时间内烟雾值变化超过某一设置烟雾变化值时，启动报目ο
[0011]本发明的优点:
本发明采用各种传感器和互感器对电缆和电缆的环境进行监测，监控中心实时掌握电缆的运行情况，当出现异常时，实现报警，提醒工作人员及时排除故障，防止出现大的安全隐患；本发明采用防盗监测，杜绝了电缆的被盗的可能，本发明结合采用视频监控，从而避免了由于视觉疲劳造成的漏报现象，建立一个“全天候无死角的监视平台”，实现电缆隧道内重要位置的可视化监测，替代人工巡检，降低了劳动成本和节省了时间，且视频可进行存储和调取，方便后期维护；本发明的网络连接采用光纤连接，其不与公网、企业内部网络连接，可扩展性强，网络预留接点多，且抗电磁干扰性好，传输质量佳。
【附图说明】
[0012]图1是本发明地下电缆运行智能综合在线监测系统的原理框图。
【具体实施方式】
[0013]见图1，地下电缆运行智能综合在线监测系统，、包括有监控中心分别与监控中心进行连接的电缆防盗检测单元、电缆视频监测单元、电缆接头温度监测单元、电缆金属护层接地电流监测单元、环境气体监测单元、电缆隧道水位监测单元和电缆隧道烟雾监测单元;
监控中心包括有综合状态监控平台11和视频监视平台12，综合状态监控平台和视频监视平台均包括有数据采集服务器111，121，分别与数据采集服务器111，121连接的操作控制平台112，122、磁盘阵列113，123、显示屏114，124、报警器115，125和通信模块116， 126 ；
电缆防盗检测单元包括有通过光纤与综合状态监控平台的通信模块116通信连接的防盗监控模块21，分别与防盗监控模块21连接的井盖开合状态传感器22、井盖防盗锁23和安装于地下隧道内的多个人体红外传感器24，且地下隧道内每200米设置有一个人体红外传感器24 ；
电缆视频监测单元包括有通过光纤与视频监视平台的通信模块通信126连接的多个网络摄像装置31 ;其中，多个网络摄像装置31分别安装于地下隧道入口处、人井入口处、电缆集中处和电缆接头处；
电缆接头温度监测单元包括有通过光纤与综合状态监控平台的通信模块116通信连接的温度监测模块41，与温度监测模块41连接的多个温度传感器42 ;多个温度传感器42分别安装于电缆接头处，以及接头跟电缆本体连接部位；
电缆金属护层接地电流监测单元包括有通过光纤与综合状态监控平台的通信模块116通信连接的电流监测模块51，与电流监测模块51连接的用于采集电缆金属护层接地电流的多个电流互感器52 ;多个电流互感器52均选用开合式电流互感器，分别安装于接地箱处的A、B、C三相接地线上；
环境气体监测单元包括有通过光纤与综合状态监控平台的通信模块116通信连接的环境气体监测模块61，分别与环境气体监测模块61连接的多个氧气传感器62和多个可燃气体传感器63 ;多个氧气传感器62和多个可燃气体传感器63安装于电缆与燃气管道交汇或者相近处，集水沟或者集水井附近；
电缆隧