專利名稱：電纜隧道環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是供電網(wǎng)絡(luò)在線檢測技術(shù)，更詳細(xì)地講是關(guān)于供電網(wǎng)絡(luò)、管網(wǎng)、隧道中對管路、電纜進(jìn)行實時監(jiān)測的電纜隧道環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于高壓電力電纜鋪設(shè)于地下，長時間運行后檢修常常不到位，再加上環(huán)境溫度等因素的影響，部分有缺陷的位置往往會發(fā)熱，并且電流越大，溫度升高越快，發(fā)熱點電阻增大，從而產(chǎn)生更多的熱量，使得電阻進(jìn)一步增大，溫度繼續(xù)升高，形成惡性循環(huán)。如果不及時發(fā)現(xiàn)和處理，最終將導(dǎo)致起火或爆炸，造成線路損壞，嚴(yán)重的可引發(fā)火災(zāi)和大面積的停電事故。這一現(xiàn)象在負(fù)荷增長較快的地區(qū)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(jiān)測主要仍靠人工去測量，例如定期派人到現(xiàn)場用紅外線或激光測溫儀進(jìn)行遠(yuǎn)距離測量，這種人工測量的方法主要存在以下問題①監(jiān)測周期長，許多地方發(fā)熱現(xiàn)象得不到及時發(fā)現(xiàn)和處理；②監(jiān)測范圍受限制，只能檢測電纜接頭，無法對封閉在管道里的電力電纜部分進(jìn)行監(jiān)測；③檢測和分析判斷由人工進(jìn)行，因此檢測和分析結(jié)果受人為因素影響較大；④紅外線或激光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(nèi)一些生產(chǎn)廠家也陸續(xù)開發(fā)出了一些高壓電力電纜溫度監(jiān)測設(shè)備，但從應(yīng)用情況來看，效果不是很理想，主要表現(xiàn)在以下幾個方面①高電壓的隔離是高壓電力電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)難點也是技術(shù)關(guān)鍵?，F(xiàn)有的溫度監(jiān)測方法主要采用熱電耦、熱電阻、半導(dǎo)體溫度傳感器等溫度傳感元件實現(xiàn)，這些溫度傳感器一般都不是直接測量帶電物體的溫度，并且需要通過金屬導(dǎo)線傳輸信號，傳感器本身以及其信號傳輸通道受電磁干擾和環(huán)境的影響較大，無法保證絕緣性能，因而無法保證監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性 ’②傳統(tǒng)的溫度監(jiān)測普遍存在傳感器體積偏大、安裝困難、易受環(huán)境和周圍電磁場的干擾、需人工操作、實現(xiàn)在線監(jiān)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(xiàn)一小部分電力電纜的部分接頭的溫度監(jiān)測，無法實現(xiàn)全部電力電纜的系統(tǒng)、全面、準(zhǔn)確監(jiān)測；③現(xiàn)有的電力電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng)或設(shè)備，絕大部分是電力一次設(shè)備生產(chǎn)廠家開發(fā)出的針對自己產(chǎn)品的監(jiān)測設(shè)備，功能單一，通用性差，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)混亂，并且與變電綜合自動化等監(jiān)控系統(tǒng)接口困難，很難進(jìn)行普及和推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種能消除上述缺點，具有結(jié)構(gòu)合理、操作簡單、安全可靠、監(jiān)測及時、判斷準(zhǔn)確、成本低、效率高、穩(wěn)定性好等特點的電纜隧道環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是采用智能前置機邏輯控制器帶485總線形式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，把各個測量單元和控制單元連接組成一個完整的網(wǎng)絡(luò)。達(dá)到集中測量，集中顯示報警，集中控制和集中管理的目標(biāo)，提高了監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和通用性，實現(xiàn)電力電纜使用環(huán)境的系統(tǒng)、全面和準(zhǔn)確的監(jiān)測；該系統(tǒng)采集的信息傳輸，不受電磁干擾，防潮濕，傳輸距離長，損耗小，也易擴(kuò)展；是理想的供電網(wǎng)絡(luò)中對電力電纜使用環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)測的電纜隧道在線監(jiān)測專用配套裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種電纜隧道環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)包括安裝在變電站主控室內(nèi)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?xì)怏w濃度探測器、溫度檢測器、防火門傳感器、風(fēng)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(fēng)機和防火門中的一個或多個任意組合。該電纜隧道環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主機設(shè)備安裝在變電站主控室內(nèi)，主機與各路傳感器之間采用智能前置機邏輯控制器帶485總線形式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，把各個測量單元和控制單元連接組成一個完整的網(wǎng)絡(luò)。達(dá)到集中測量，集中顯示報警，集中控制和集中管理的目標(biāo)。


圖1 電纜隧道環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
其中1.主機，2.前置機，3.水位探測器，4.可燃?xì)怏w濃度探測器，5.溫度檢測器，6.防火門傳感器，7.風(fēng)機傳感器，8.煙感式檢測器，9.井蓋檢測器，10.排水泵，11.排風(fēng)機， 12.防火門。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明
如圖1所示，一種電纜隧道環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)包括安裝在變電站主控室內(nèi)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。所述總線采用通訊電纜連接的工業(yè)現(xiàn)場RS485總線，具有較遠(yuǎn)的通訊距離和較強的抗干擾能力。所述若干個測量單元為水位探測器3、可燃?xì)怏w濃度探測器4、溫度檢測器5、防火門12傳感器6、風(fēng)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(huán)境狀況檢測。所述若干個控制單元為排水泵10、排風(fēng)機11和防火門12。控制單元可提供對排風(fēng)機11、防火門12等設(shè)備控制的輸出節(jié)點，對這些設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制
遠(yuǎn)方工作站(主機1)為上位工控機，可對各種環(huán)境監(jiān)測傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和匯總， 并通過組態(tài)軟件在顯示器上顯示的隧道環(huán)境狀況和數(shù)據(jù)，使隧道內(nèi)的工作環(huán)境狀況一目了然。遠(yuǎn)方工作站(主機1)可連接多個前置機2。系統(tǒng)主控制單元采用智能前置機2，前置機2具有穩(wěn)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(fā)明的電纜隧道環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)功能實現(xiàn)
1.火災(zāi)監(jiān)控采用數(shù)字煙感探測器、火災(zāi)溫度傳感器(短隧道內(nèi)安裝)和分布式測溫光纖(長隧道內(nèi)安裝)，對隧道環(huán)境溫度和火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)測，并將相應(yīng)的控制節(jié)點輸出到對應(yīng)的防火門12。
火災(zāi)報警(第一優(yōu)先級)向遠(yuǎn)程發(fā)送報警數(shù)據(jù)(位置、溫度值)；手機短信報警給相
關(guān)人員。2.氣體濃度監(jiān)控采用可燃?xì)怏w濃度探測器4，對隧道內(nèi)的可燃?xì)怏w濃度進(jìn)行檢測和報警。氣體濃度報警(第二優(yōu)先級)自動啟動相應(yīng)區(qū)域的風(fēng)機；向遠(yuǎn)程發(fā)送報警數(shù)據(jù)(位置、濃度值)；現(xiàn)場聲光報警；手機短信報警給相關(guān)人員。3.水位監(jiān)控采用投入式水位探測器3對隧道內(nèi)積水情況進(jìn)行監(jiān)測，由系統(tǒng)根據(jù)實時水位數(shù)據(jù)提供水位信息。水位報警(第二優(yōu)先級)向遠(yuǎn)程發(fā)送報警數(shù)據(jù)(位置、水位值)；手機短信報警給相
關(guān)人員。4.井蓋狀態(tài)監(jiān)測實時對井蓋狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，并對非法的井蓋開啟進(jìn)行報警和定位
井蓋非法開啟報警(第三優(yōu)先級)當(dāng)?shù)芈暪鈭缶?；發(fā)送遠(yuǎn)程報警消息(井蓋類型、位置)； 手機短信報警給相關(guān)人員。5.電纜隧道環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)
匯接智能前置機控制器以及上位工控機，通過以太網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)，智能前置機與各個智能采集控制單元進(jìn)行通訊。智能采集控制單元采集火災(zāi)溫度、煙感信號、水位信號、氣體濃度、井蓋狀態(tài)信號等數(shù)據(jù)，并將相應(yīng)的輸出到排水泵10、排風(fēng)機11、防火門12等設(shè)備。前置機2與智能采集控制單元采用RS-485總線進(jìn)行通訊互聯(lián)，連接組成一個完整的通訊網(wǎng)絡(luò)， 以達(dá)到集中測量、集中顯示報警、集中控制和管理的目的。本發(fā)明的電纜隧道環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)可全面、連續(xù)、動態(tài)、實時在線顯示環(huán)境溫度曲線，并能根據(jù)用戶的報警設(shè)置參數(shù)，在溫度異?；蚧馂?zāi)時，提供報警信息和準(zhǔn)確的報警位置；實時采集和顯示隧道內(nèi)的水位、可燃?xì)怏w含量，并在超標(biāo)時提供相映的報警信息；實時顯示電力井蓋的開啟狀態(tài)，并進(jìn)行圖形化定位；可以提供對不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、保存、查詢、打印、復(fù)制等功能。數(shù)據(jù)類型有溫度曲線數(shù)據(jù)(位置和溫度值)、溫度平均值和最大值數(shù)據(jù)、溫度分析數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)、可燃?xì)怏w濃度數(shù)據(jù)、井蓋狀態(tài)數(shù)據(jù)、分級報警數(shù)據(jù)等；軟件具有通過網(wǎng)絡(luò)獲取溫度、水位、可燃?xì)怏w濃度等數(shù)據(jù)功能。本發(fā)明的電纜隧道環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)點式測溫儀精度士0. 3 V ；可燃?xì)怏w檢測范圍0-100% LEL ；水位檢測量程0-2. 0米，標(biāo)稱精度0. 5%滿量程；系統(tǒng)巡檢響應(yīng)時間小于5秒；報警、控制響應(yīng)時間小于1秒。
權(quán)利要求
1.一種電纜隧道環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于它包括安裝在變電站主控室內(nèi)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(quán)利要求1所述的電纜隧道環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述總線為RS485總線。
3.如權(quán)利要求1所述的電纜隧道環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述若干個測量單元為水位探測器、可燃?xì)怏w濃度探測器、溫度檢測器、防火門傳感器、風(fēng)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(quán)利要求1所述的電纜隧道環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述若干個控制單元為排水泵、排風(fēng)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(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)包括安裝在變電站主控室內(nèi)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(jié)構(gòu)合理、操作簡單、安全可靠、監(jiān)測及時、判斷準(zhǔn)確、成本低、效率高、穩(wěn)定性好等特點，尤其是采用智能前置機邏輯控制器帶485總線形式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，把各個測量單元和控制單元連接組成一個完整的網(wǎng)絡(luò)。達(dá)到集中測量，集中顯示報警，集中控制和集中管理的目標(biāo)，提高了監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和通用性，實現(xiàn)電力電纜使用環(huán)境的系統(tǒng)、全面和準(zhǔn)確的監(jiān)測；是理想的供電網(wǎng)絡(luò)中對電力電纜使用環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)測的電纜隧道在線監(jiān)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(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)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(tuán)公司青島供電公司