高压电缆及电缆隧道综合监控系统研究与应用探析

黄斌

摘要：在城市化进程逐渐加快的当下，电力需求也在不断攀升，电力系统通过高压电缆为各行业通过发展动力。考虑到城市规划，许多城市开始将电缆线路建成电缆隧道，从而代替以往电缆铺设方法。为提高电缆应用安全性，本文针对监控系统展开详细剖析，并对其具体功能深度研究，旨在为我国城市发展提供思路，推动城市化有序进行。

关键词：高压电缆;电缆隧道;监控系统

前言：在我国经济迅猛发展的当下，城市规划水平也在逐渐提升，原本暴露在外的电缆铺设，逐步被电缆隧道所取代，减少线路无序铺设的同时，也为城市运行提供稳定的电力资源。可是，电缆隧道处于封闭的地下环境，众多管线布设在隧道中，需要应用监控技术针对隧道展开全面监测，从而提高电缆安全性，减少盗窃与火灾产生概率，为城市健康运转打下基础。

1应用监控系统目的

作为城市运转基础的高压电缆，其用于传输各行业生产的电力资源，需要保障其正常运转。而且电缆隧道则要保证高压电缆可以稳定输电，让其可以在正常环境下高效工作，并要保证作业人员在隧道的封闭环境下安全作业，减少电气设备算好问题[1]。这就要求监测系统不仅要对高压电缆进行监测，保证其拥有良好应用状态。同时，也要确保隧道拥有符合作业标准环境，落实安防工作。对于电缆状态，需要监测内容覆盖电缆自身是否可以高效运作，接头温度是否超过标准，局部放电情况等多项内容，并将这些数据通过实时采集，传输到监测系统中，由技术人员调整相关数值或展开技术修理;对于内部环境，则是温湿度是否符合设备运转条件，管道内是否存在有毒有害气体，用于内部空气流程的通风设备、将积水排除隧道的排水设备、为修理人员提供便利性的照明设备等诸多设备是否拥有良好运转状态;对于安防监控则涉及到修理人员与技术人员沟通的视频监控，用于传递紧急信息的广播系统，保证隧道正常运转的火灾报警。落实如上内容，才能真正意义上为城市建设提供稳定电力供应。

2综合监控系统构成

以《城市综合管廊工程技术规范》（GB 50838-2015）相关内容，可以将综合监测系统设计成作为调度中心的系统主站，以及用于收集设备运转数据、执行主站命令的子系统[2]。前者用于将独立运转子系统收集数据高度集成于平台，从而让信息全面融合，让业务相互联动，降低资源消耗。而借助通信系统汇总数据的系统主站，可以将过去子系统独立作业监控方法有效突破，让所有子系统可以根据其他系统反馈信息，接收系统主站提供运转命令，参与到系统运作当中，提高系统运转效率，提高监控质量。后者则是涉及监测系统各个方面，包括环境监控、光纤测温、环流监测。对于环境监控子系统，是借助OPC协议，完成和系统主站信息交流，并和火灾报警、接地环流等其他子系统保持良好通信效果;光纤测温也借助OPC协议，完成主站信息对接工作;环流监测会将设备收集到模拟信号，输送至控制器中，并借助Modbus-RTU协议，将信息转送到环境系统中，再借助OPC协议完成向主站传输信息工作。

3监控系统应用简述

对于综合监测系统，其在电缆隧道与高压电缆监控中，主要用于光纤测温、电流监测与环境监测三方面内容，达到全方位提供电缆运转条件，提高电力资源运输质量目的。

3.1光纤测温

作为电缆隧道重要设备的电力电缆，如果长期使用，但是缺少定期检修，极易造成绝缘层磨损，进而造成电缆局部温度偏高，容易产生火灾等安全事故，威胁财产安全。如果电缆长期处于潮湿环境，也会产生类似影响。在这种情况下，需要针对电缆运转时产生温度变化进行实时监测，让其可以于局部电缆位置温度异常时，精准分析故障产生位置，提高检修效果。由主机、软件与相应光缆构成的光纤测温，将用于测量温度的光缆铺设于电缆表面，实现对电缆与附件运转温度、当前环境等多种项目温度高效监测。该系统应用光时域反射与拉曼散射技术原理，在测定温度的同时，将故障产生距离一并确定。可以做到实时监测电缆温度，确保电缆可以得到全方位、无盲区的高效监测，在固定时间范围内也可以做到连续测温。一旦电缆运转温度超过其他位置，表现数据异常时，则可以将问题迅速定位，借助信号向监控人员报警，让其协调修理人员前往现场修理，保证线路健康运转。

3.2电流监测

对于单芯电缆，会借助金属护套提高提高机械强度，电缆故障时，流过故障电流。如果正常使用，其多为一点接地，所以环流数值较小，并不会影响其正常使用。而在多点接地后，电缆则会和大地构成回路，导致环流数值快速上升，让电缆在使用中产生严重损耗，进而在发热影响下，让绝缘层加速老化，对于电缆正常运转产生严重威胁。为避免这种情况产生，需要借助实时监测方法，针对护层电流落实管控工作，提前预知故障，并通过修理人员处理问题。对于护层得接地电流，其监测系统是由用于系统运转的主机、用于传输信号的通信单元、对于护层电流真实情况采集数据设备、以及电流互感器几个部分共同组件。这种监测系统，可以针对金属护套产生的环流做到实时监测，记录其变化数值，从而针对多点接地达到全面监测效果，保证电缆接地可以在第一时间报警，并为修理人员提供准确定位，减少线路排查所需时间，为线路抢修提供良好条件，降低电缆安全事故产生频率，为电缆提供安全运转环境。同时，也要在接地线位置增加防盗割设备，在对电流监测的同时，也要让系统监测接地线是否产生人为盗割，保证电缆得到全方位管控[3]。

3.3环境监测

因为电缆隧道处于地下位置，长时间保持封闭状态，这导致设备运转会向隧道释放对人体有毒有害的气体。在缺少检测隧道含氧量的情况下，无法让风机系统做好通风换气工作，极易造成修理人员在隧道内作业产生人身安全风险。为提供修理人员良好作业环境，需要让环境监测成为监测系统一部分，由用于系统运转的主机，控制、通信与数据采集等单元，以及气体、温湿度、水位等传感器共同构成，可以控制风机系统，对隧道通风换气。气体传感器主要用于检测一氧化碳、甲烷等气体浓度，对于当前隧道空气含氧量一并检测。在低于标准作业水平，将会通过主机进行报警，提示技术人员通过联动单元，控制通风系统运转，让隧道保持正常良好通风效果，把隧道气体更换为新鲜空气;而温湿度传感器，则是则对隧道的温湿度落实监测工作，由监控人员通过数据分析隧道当前环境是否符合修理人员进入，采用合适方法控制温湿度回归正常水平;针对水位传感器，主要是对集水井当前水位监测。如果水位超过预先设计标准，则会通过报警方式，提示修理人员前来处理。借助联动单元，控制水泵系统对集水井向外排水，避免因水位问题影响电缆正常运转。

结论：用于电缆隧道的监控技术，是通过各类自动化技术，代替过去人工巡检。同时，监测系统覆盖隧道各个位置，技术人员可以做到实时监测设备运转情况，分析当前隧道环境，为修理人员提供安全作业环境。除提高监测系统水平外，也要对工作人员做好培训工作，让其可以在日常作业中借助监控技术，提高工作质量，推动未来城市稳定发展。

参考文献

[1]李新丽，李建，傅春明，等.基于微服务的电缆隧道综合状态监控系统[J].国外電子测量技术，2020，39;309（08）：87-91.

[2]党宁军，骆超，刘豪.330kV电力电缆隧道监控系统设计探讨[J].西北水电，2020，186（S2）：88-94+104.

[3]张冰，李忠柱，牛洪海，等.电缆隧道设备状态监测与运维系统设计实现[J].工业控制计算机，2020，33（10）：14-15.