[發明專利]電力電纜隧道綜合監控系統和方法

在審

• 申請號: 201711098065.4
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107991999A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 蔣旭東;張東;王德金;楊澄;張國蘭;李遠;呂志來;喻宜
• 申請（專利權）人: 北京許繼電氣有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京立成智業專利代理事務所(普通合伙)11310
• 代理人: 張江涵

1.一種電力電纜隧道綜合監控系統，其特征在于，包括：電纜本體信息監測機構和隧道環境監測配套機構；

其中電纜本體信息監測機構包括：環流監測子系統、局放監測子系統、光纖測溫子系統；

其中隧道環境監測配套機構包括：視頻監控子系統、安防子系統、消防子系統、風機/水泵/照明控制子系統、有毒有害氣體監測子系統、人員定位子系統、機器人巡檢子系統、無線通信子系統，隧道防破壞監測子系統。

2.根據權利要求1所述的電力電纜隧道綜合監控系統，其特征在于，其中電纜本體信息監測機構包括：環流監測子系統、局放監測子系統、光纖測溫子系統；

環流在線監測子系統包括：采集單元、環流監測主機、遠程監控服務器；其中所述環流在線監測子系統通過監測電纜運行電流和護層電流來監測電纜的運行狀態；其中采集單元包括傳感器、采集器；每個前端的采集單元連接環流監測主機和遠程監控服務器以進行數據分析、管理和故障判斷；

光纖測溫子系統包括：設置在待測電纜回路表面的測溫光纜，且所有測溫光纜都連接DTS測溫主機以實時監測運行電纜的表面溫度；以在待測電纜的溫度達到報警設定值即進行報警；

局放監測子系統包括：高頻電流傳感器、局部放電采集器、局放監測主機；其中所述局放監測主機連接控制中心以使控制中心實時獲取局部放電量趨勢曲線和典型局部放電圖譜，以監測待測電纜的局部放電趨勢和典型局部放電圖譜；其中高頻電流傳感器和局部放電采集器用于實時采集待測電纜的高頻局部放電信號的波形圖。

3.根據權利要求1所述的電力電纜隧道綜合監控系統，其特征在于，其中隧道環境監測配套機構包括：視頻監控子系統、安防子系統、消防子系統、風機/水泵/照明控制子系統、有毒有害氣體監測子系統、人員定位子系統、機器人巡檢子系統、無線通信子系統，隧道防破壞監測子系統；

其中隧道環境監測配套機構包括：視頻監控子系統、安防子系統、消防子系統、風機/水泵/照明控制子系統、有毒有害氣體監測子系統、人員定位子系統、機器人巡檢子系統、無線通信子系統，隧道防破壞監測子系統；

視頻監控子系統至少包括設置在電力隧道入口、集水井、電纜接頭處、隧道交叉處的攝像頭，所述視頻監控子系統利用720P帶紅外夜視功能網絡高清網絡攝像頭，且這些帶紅外夜視功能網絡高清網絡攝像頭連接通過光纖接入視頻信息子網，將視頻數據存儲至NVR存儲單元；

有毒有害氣體監測子系統用于采集電力隧道內各區間的環境參數，其中環境參數包括以下的至少一種：溫度、濕度、氧含量、硫化氫含量、一氧化碳、集水坑液位；有毒有害氣體監測子系統用于根據環境信息和網絡型采集單元實現實時數據信息的遠程遙測，并與排水泵、排風機、照明設備聯動；

風機/水泵/照明控制子系統用于采集設備運行狀態信息以及時發現設備故障現象；且風機/水泵/照明控制子系統與水位儀、水泵、風機、照明進行聯動；

消防子系統包括：消防監測、滅火系統、智能專家控制；消防子系統用于實時采集上報自動滅火裝置啟動裝置狀態信息，自動滅火裝置啟動后實時報警，且消防子系統與排風機、視頻監控、照明設備聯動以提供現場信息；

安防子系統包括：讀卡器、開門按鈕、電鎖、門禁控制器；其中門禁控制器將門禁狀態等信息傳給控制中心；其中有人出入的井蓋處安裝智能電子井蓋以進行遠程遙控開啟、實時狀態監視、非授權開啟告警；其中電子井蓋與風機/水泵/照明控制子系統、視頻監控子系統聯動以實現自動自控開燈排風和視頻監控；其中電子井蓋設有機械強制開啟機構以在斷電時開啟；

人員定位子系統包括：半有源RFID標簽、半有源低頻激活器、讀寫器，以根據現場人員佩戴的半有源RFID標簽進行定位；

隧道防破壞監測子系統用于監測電纜本體、電纜排管、電纜隧道的異常振動；其中隧道防破壞監測子系統包括：傳感光纜、光纖振動主機；其采用分布式光纖振動傳感技術并結合C-OTDR技術，通過對電力電纜沿線區域敷設振動探測光纜來實現對外力破壞行為的有效預警并精確定位；

無線通信子系統包括無線接入點AP，且該AP通過光纖交換機接入到光纖網中；

機器人巡檢子系統用于對隧道環境和電纜運行狀態進行遠程巡檢以實時動態采集數據；其中電纜隧道內設有軌道且每間隔一定距離配置一臺軌道式攝像機；軌道式攝像機上設有自動監測機構、測溫機構，其中自動檢測機構包括：攝像機、紅外熱像儀、數控云臺、控制/傳輸機構；其中軌道式攝像機設置在預先布設的導軌上，其中控制/傳輸機構包括：交換機、傳輸設備、服務器軟件和管理軟件；利用數控云臺搭載攝像機、紅外熱像儀，可以實現視頻監控、設備溫度遠程自動測量；結合導軌可以實現自動巡航，且數控云臺可以控制攝像機、紅外熱像儀轉動以實現全覆蓋監測；當監測到設備異常時，通過控制/傳輸機構向控制中心進行報警。

4.一種利用如權利要求1-3任一項所述的電力電纜隧道綜合監控系統的電力電纜隧道綜合監控方法，其特征在于，包括：

利用環流監測子系統監測環流參數，利用局放監測子系統實時監測待測電纜以獲取局部放電量趨勢曲線和典型局部放電圖譜，利用光纖測溫子系統實時監測待測電纜回路表面的溫度；

利用視頻監控子系統至少包括設置在電力隧道入口、集水井、電纜接頭處、隧道交叉處的實時圖像，利用安防子系統的門禁和電子井蓋獲取電纜隧道的進出信息，利用消防子系統進行火災報警，利用風機/水泵/照明控制子系統與其他子系統聯動以自動開啟風機、水泵、照明，利用有毒有害氣體監測子系統監測電纜隧道內的氣體，利用人員定位子系統中現場人員身上的半有源RFID標簽進行實時定位，利用機器人巡檢子系統定期沿軌道進行運動巡檢，利用無線通信子系統提供電纜隧道內的現場人員的通訊，利用隧道防破壞監測子系統用于監測電纜本體、電纜排管、電纜隧道的異常振動。