高壓電纜隧道智能化建設和高壓電纜運行管理的新模式

1、高壓電纜隧道智能化建設和高壓電纜運行管理的新模式 張文新1李華春2周作春1 叢光3 王立2（1北京市電力公司 100031；2北京市電力電纜公司 100027；北京電力設計院 100055）摘要結(jié)合北京電網(wǎng)高壓電力電纜線路現(xiàn)有的主要敷設方式、電纜標準段的建設、發(fā)展方向以及狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的應用探討，為保證高壓電力電纜線路運行平安，必需把電纜隧道以電力設備的標準進行建設和管理，提出了電纜隧道智能化建設的方法；對于高壓電纜線路，不僅要采納科學的手段加強巡察，而且要大力開展電纜線路的運行狀態(tài)監(jiān)測。為了實現(xiàn)集中限制和管理，建立集電纜隧道智能化管理、電纜線路狀態(tài)監(jiān)測和PDA巡察的實時監(jiān)控平臺是適時和必要的。

2、用多狀態(tài)監(jiān)測漸漸取代電纜線路預防性試驗將成為高壓電纜運行管理的新模式。關(guān)鍵詞 電纜隧道建設高壓電纜運行管理0序言截止到2008年6月底，北京地區(qū)共有220千伏電纜線路64路164.1公里，110千伏電纜線路565路647.4公里，電纜隧道495公里，97.6的高壓電纜都敷設在電纜隧道內(nèi)。近年來，北京地區(qū)高壓電力電纜及電纜隧道設備增長快速，110千伏及以上電纜每年以100公里左右的速度增長，電纜隧道每年以40公里左右的速度增長。依據(jù)北京市電力公司十一五規(guī)劃，到2010年，北京地區(qū)500千伏電纜將達到12公里，220千伏電纜將達到449.1公里，110千伏電纜將達到782.4公里，電纜隧道將達到6

3、98公里。但北京地區(qū)原先建設的電纜隧道只是一條地下深溝，沒有電源照明以及其它監(jiān)控設備。多次發(fā)生電纜和其他附屬設施的失竊；隧道內(nèi)長期存在積水和污濁氣體，對電纜平安運行和工作人員人身平安形成嚴峻的威逼。依據(jù)傳統(tǒng)的電纜運行管理模式，就是對電纜線路進行半個月一次的地面巡察，三個月一次的隧道內(nèi)巡察，重點地區(qū)隧道采納特巡方式，加強巡察密度。地面巡察主要看隧道旁邊有沒有施工隱患，隧道和直埋電纜上方有沒有占壓，隧道井蓋有沒有丟失。隧道內(nèi)巡察主要看隧道內(nèi)設備有沒有丟失、破壞。隧道本體和電纜外表面有沒有破損，等等。狀態(tài)監(jiān)測方面主要工作是定期對電纜終端進行紅外成像監(jiān)測，三個月對電纜線路接地電流進行測量。在電纜線路的

4、巡察過程中，雖然能夠發(fā)覺四周環(huán)境對電纜造成的威逼和損害并剛好排出這些威逼和損害。但在某些狀況下，對電纜已經(jīng)造成了較大的損害，而對電纜形成損害的環(huán)境已經(jīng)消逝或復原正常，巡察人員就不能發(fā)覺電纜中的損害而形成隱患?？傮w來說原來的運行管理模式，比較粗放，難以實現(xiàn)對電纜系統(tǒng)和地下設施資源的有效管控。為保證高壓電力電纜線路運行平安，就要對電纜隧道進行智能化建設和監(jiān)控，剛好發(fā)覺威逼并予以消退。由于絕大多數(shù)故障事前都有先兆，發(fā)展連續(xù)或選時的電纜運行狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，以便做出設備是否須要修理的結(jié)論。本文認為要對電纜運行的環(huán)境電纜隧道依據(jù)電力設備的標準加強管理，實現(xiàn)電纜隧道管理的智能化，同時對電纜線路采納多種在線監(jiān)測

5、技術(shù)，監(jiān)測電纜的實時運行狀況，并建立專家系統(tǒng)進行異樣分析和解決。1電纜隧道的智能化建設電纜隧道的智能化建設主要包括照明、機械通風、自動排水、光纖測溫、井蓋集中監(jiān)控、視頻監(jiān)控等系統(tǒng)。1.1隧道內(nèi)照明系統(tǒng)的建設1.1.1限制回路對隧道全線的照明燈具實行分段限制，250米左右為一段，一般狀況下，隧道內(nèi)可以只有一段燈具同時開啟，當然，須要時可以同時開啟多段，但不允許同時開啟三段以上的照明燈具。圖1所示是照明系統(tǒng)圖。圖1照明系統(tǒng)圖照明系統(tǒng)共分為三個回路，L1(主電源回路)、L2（開關(guān)限制回路）、L3（照明燈具安裝回路）?？紤]到三相負載平衡，每段照明電路分別接在A、B、C三相上。全部的雙控開關(guān)均選用防潮防

6、爆型，安裝在溝道頂板燈具電源線旁，位置盡量靠近隧道人井口。工作人員進入隧道出入口限制室時可打開第一段燈具開關(guān)，走至其次段時，打開其次段燈具開關(guān)，并關(guān)閉第一段燈具開關(guān)。依次類推，巡完整個隧道，人員從另一個出入口離開時，關(guān)閉照明電源。1.1.2照明燈具為確保燈具在困難環(huán)境中的運用壽命及隧道道內(nèi)工作人員的人身平安，燈具必需選用防潮防爆型。為避開燈具的大量發(fā)熱引起隧道環(huán)境溫度的上升，每個照明燈的發(fā)熱量要盡量小，因此需選用冷光源燈具。另外還要求燈詳細積小，運用壽命長。1.1.3隧道內(nèi)照明照度的確定單位時間內(nèi)向四周空間輻射出的能使人眼產(chǎn)生光感的能量稱之為光通量Ø（lm），單位面積上接受的光通量稱

7、為照度E（Lx）。隧道內(nèi)燈光的照度值除和燈具本身的光通量有關(guān)外，還和燈具安裝的位置、間距、隧道內(nèi)空間的大小、隧道內(nèi)側(cè)墻采納的材質(zhì)反射系數(shù)等都有關(guān)系，甚至隧道內(nèi)電纜的條數(shù)、敷設位置都會對隧道內(nèi)照度值產(chǎn)生肯定影響。隧道內(nèi)照明主要為滿意人員對隧道的巡察和施工便利。城市電力電纜線路設計技術(shù)規(guī)定（DL/T 5221-2005）第12.3.2條規(guī)定：在隧道內(nèi)人行通道上的平均照度不應小于10Lx、最小照度不應小于2Lx。我們將照明燈具安裝于隧道的頂部或側(cè)頂部，燈具間距為5m，來滿意照明度的須要。圖2所示是安裝了照明燈的隧道。圖2安裝了照明燈的隧道1.2隧道內(nèi)機械通風系統(tǒng)的建設1.2.1隧道內(nèi)機械通風的基本原

8、則當電纜隧道長度超過100米但在300米以內(nèi)時，應在在電力隧道的一端出入口處通風亭內(nèi)應安裝混流風機一臺，當隧道長度超過300米的，應在電力隧道出入口、豎井以及每隔250米通風井上的通風亭內(nèi)依次安裝進風混流風機和出風混流風機。電力隧道內(nèi)風速不小于2米/秒，隧道內(nèi)換氣次數(shù)應滿意隧道內(nèi)電纜運行的要求。電力隧道內(nèi)機械通風分區(qū)長度為500米，在每個電力隧道出入口限制室或電力隧道應井內(nèi)應安裝向左右兩個隧道方向的風機電源箱，由限制室或應井內(nèi)安裝的電源系統(tǒng)電源限制箱內(nèi)各引出兩路380V溝通電源至風機電源箱，風機電源箱應能限制一個通風分區(qū)內(nèi)的風機的啟動。風機的開啟采納人工開啟方式。為防止電纜隧道火災事故的擴大，

9、風機前必需安裝防火排煙閥并設置溫感限制裝置。當發(fā)生火災時，全部風機前的防火排煙閥要馬上關(guān)閉，使隧道火災段缺氧而熄滅，削減其它電纜的損失。等到確認火災熄滅時，才重新打開防火閥。1.2.2隧道內(nèi)機械通風的安裝電纜隧道出入口限制室內(nèi)設有風機啟動限制箱，便利人員進入隧道前對隧道進行通風換氣。風機固定安裝在自然通風亭內(nèi)，如圖3。風機依據(jù)電纜隧道的地勢進行安裝，地勢高處排風，地勢低處進風。風機電源線穿管后沿通風亭和隧道相連的Ø800內(nèi)徑水泥管敷設并固定在其管壁上，電源線進入隧道后，擺放在位于第一層支架上的防火槽盒內(nèi)。圖3風機安裝示意圖1.3隧道內(nèi)自動排水系統(tǒng)的建設北京地區(qū)電纜隧道由于起步早、建設

10、標準低等緣由，防水效果差，隧道滲漏水現(xiàn)象時有發(fā)生。部分電纜及隧道長期浸泡在水里，在需進入隧道前才組織人員帶著發(fā)電機和潛水泵到現(xiàn)場抽水。不僅消耗大量的人力、物力，而且嚴峻影響了電纜設備的正常運行、巡察和檢修。實行措施變更這種現(xiàn)狀，在隧道內(nèi)安裝自動排水裝置是很有必要的。1.3.1隧道內(nèi)機械排水的限制隧道內(nèi)自動排水依據(jù)水位限制原理，即采納浮球感受積水的水位，水位限制系統(tǒng)和水泵聯(lián)動，水位到達肯定值時，水泵啟動，將積水提出排至隧道旁邊的市政雨水管線內(nèi)。在圖4中，SA為水泵手動、自動切換開關(guān)，KM為電機主溝通接觸器，KA為水位限制中間接觸器。SA選擇手動位置時，按下SB，KM吸合，潛水泵啟動。SA選擇自動

11、位置時，當積水井水位上升至設定位置時，啟動水位繼電器KA,KA一閉合，主溝通接觸器KM吸合，潛水泵電機啟動，當水位降至設定低水位時，KA釋放，KM解鎖，潛水泵停止抽水。圖4機械排水原理圖 圖5 水泵安裝示意圖1.3.2隧道內(nèi)自動排水水泵的安裝排水裝置和市政雨水管線相連通，將隧道內(nèi)積水剛好排出。自動排水水泵的安裝如圖5所示，水泵安裝在集水坑中。水泵裝置設有止回閥，防止污水回流。排污水的鍍塑鋼管貼墻固定，通過彎管和水泵及穿墻管連接。1.4隧道內(nèi)通信系統(tǒng)的建設圖6 掛鉤固定光纜圖電纜隧道內(nèi)的通信系統(tǒng)采納有線電話的通信方式，即在有條件的出入口限制室內(nèi)安裝電話電源箱及電話交換機箱各一套，在隧道第一層支架

12、上的槽盒內(nèi)敷設通信纜，建立起隧道內(nèi)部的有線通信網(wǎng)。在隧道轉(zhuǎn)彎處、直線間距約250米處預留電話插口。兩部限制室內(nèi)的電話選用同一號，隧道內(nèi)電話插口選用同一號。工作人員進入隧道內(nèi)，需隨身攜帶和插口配套的移動電話，在隧道內(nèi)相互通話及和留在出入口限制室內(nèi)的工作人員聯(lián)系。1.5隧道內(nèi)分布式光纖測溫系統(tǒng)的建設隧道內(nèi)安裝光纖主要是為了監(jiān)測隧道環(huán)境溫度，并完成火災預警，這項工作可以結(jié)合電纜分布式光纖測溫系統(tǒng)同時進行，在特殊重要的電纜隧道中，獨立安裝了光纜。測溫光纜安裝在隧道頂部，如圖6所示。光纜通過間距為1m的光纜掛鉤固定，并和隧道頂板保持約2cm的垂直距離，以保持良好的通風和溫度響應。光纜隨時可以取下，便利日

13、后檢修。1.6隧道井蓋集中監(jiān)控系統(tǒng)的建設建設電纜隧道人孔集中監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)電纜隧道人孔井蓋的遠程開啟、集中限制和非法進入報警，可以打擊非法進入電纜隧道的行為，規(guī)范電纜隧道管理流程，防止隧道內(nèi)各種線路的私拉亂放，保證電纜線路的平安穩(wěn)定運行。井蓋監(jiān)控系統(tǒng)采納有線方式，運用平安牢靠，功能擴展性強。可以利用井蓋監(jiān)控的數(shù)據(jù)線同時實現(xiàn)隧道內(nèi)環(huán)境因素監(jiān)測和在線局部放電監(jiān)測等。1.6.1隧道井蓋集中監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡建設 如圖7所示，隧道井蓋實時監(jiān)控系統(tǒng)由實時監(jiān)控平臺、監(jiān)控主機和電控人井內(nèi)蓋組成，監(jiān)控主機安裝在變電站內(nèi)，電控人井內(nèi)蓋安裝在人井內(nèi)。通過在人孔專用內(nèi)井蓋上安裝電子鎖將內(nèi)井蓋鎖住，同時通過在變電站內(nèi)安裝

14、的人孔遠端監(jiān)控主機實時采集人孔電子鎖的狀態(tài)信息，并傳輸?shù)诫娎|公司集中監(jiān)控中心集中監(jiān)控管理。變電站內(nèi)井蓋監(jiān)控主機和電纜隧道電力井下的電子鎖之間通過新布放的監(jiān)控電纜進行連接并通訊，電纜公司集控中心和變電站內(nèi)井蓋監(jiān)控主機之間通過電力公司局域網(wǎng)絡連接。人孔監(jiān)控系統(tǒng)告警信息的上傳、主控開鎖吩咐的下達、以及人孔鎖各種狀態(tài)信息的管理全部由監(jiān)控總中心實現(xiàn)。若人孔被非法開啟時，系統(tǒng)可通過電話、BP機、聲光和語音等多種方式進行告警，剛好通知各責任人。圖7井蓋集中監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.6.2隧道井蓋集中監(jiān)控系統(tǒng)的安裝如圖8所示每個井口下安裝一套帶電子鎖的玻璃鋼井蓋一套。井蓋監(jiān)控信號纜敷設在電纜隧道側(cè)壁的防火槽盒內(nèi)，過井

15、蓋處需分支時，線纜從防火槽盒引出，沿側(cè)壁、頂板及井頸項壁敷設至電子鎖井蓋。圖8井蓋監(jiān)控系統(tǒng)安裝圖1.7隧道視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設在隧道內(nèi)安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可使值班人員在遠程就能剛好直觀了解隧道內(nèi)全部設備、線纜的運行狀況，保證隧道內(nèi)設備平安運行，有效遏制非法分子的犯罪活動。在北京市電力公司標準段隧道中安裝了視頻攝像頭，和井蓋監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動。奧體中心區(qū)隧道攝像頭對移動物體報警。如圖9所示，視頻監(jiān)控系統(tǒng)由實時監(jiān)控平臺、監(jiān)控主機和隧道內(nèi)攝像機組成。視頻監(jiān)控系統(tǒng)利用安裝在變電站內(nèi)的硬盤刻錄機和安裝在電纜隧道內(nèi)的攝像機采集有關(guān)圖像信息，通過有線通信方式，將被監(jiān)視目標的動態(tài)圖像及報警信號傳輸?shù)奖O(jiān)控端的限制主機

16、上，并實施數(shù)據(jù)處理、圖像存儲、顯示、報警聯(lián)動等功能。圖10是草廣標準段斷面圖，圖11是奧體中心區(qū)隧道攝像頭拍攝的畫面。圖9攝像監(jiān)控系統(tǒng)機構(gòu)圖圖10試驗段隧道斷面圖圖11電纜隧道攝像監(jiān)控畫面1.8其他監(jiān)控系統(tǒng)的建設為了更多駕馭電纜隧道的狀態(tài)，還應建設諸如水位監(jiān)控、空氣含氧量和有害氣體監(jiān)控等系統(tǒng)。如圖12所示，水位傳感器安裝在隧道墻壁上，貼近地面來監(jiān)測隧道中的水位，空氣含氧量和有害氣體檢測傳感器安裝在隧道頂板上來監(jiān)測隧道中的空氣質(zhì)量。圖12傳感器安裝位置2電纜線路的狀態(tài)監(jiān)測2.1分布式光纖測溫2.1.1分布式光纖測溫原理當光在光纖中的傳輸時，在每一點上激光都會和光纖分子相互作用而產(chǎn)生后向散射，既有

17、Rayleigh散射，也有Raman散射。Raman散射是處于微觀熱振蕩狀態(tài)下的固態(tài)SiO2晶格和入射光相互作用，產(chǎn)生和溫度有關(guān)系的比原光波波長較長的斯托克斯光和波長較短的反斯托克斯光。這兩種光的一部分沿光纖被反射回來，通過檢測出Raman散射光的比值，可以確定光纖沿線的溫度。通過沿電纜線路通長敷設一根光纖或?qū)⒐饫w在電纜生產(chǎn)時加裝在電纜以內(nèi)，可以沿著探測光纖，實現(xiàn)連續(xù)、實時、在線測量溫度信息的目的。2.1.2分布式光纖測溫系統(tǒng)的構(gòu)成該系統(tǒng)組成并不困難，主要包括：一臺主處理機，一臺當?shù)叵拗齐娔X，一臺遠端用戶限制電腦，一條或幾條傳感光纖，運用時將傳感光纖制造于電纜內(nèi)部或干脆敷設在電纜表面即可。測溫

18、數(shù)據(jù)通過測溫主機實現(xiàn)本地存儲、報警信號生成等，并通過TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議，將測溫主機和變電站計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)相連。測溫數(shù)據(jù)和報警信息除在測溫主機本地存儲、顯示外，還通過電力公司內(nèi)部網(wǎng)絡上傳到電纜公司集控中心對北京地區(qū)的分布式光纖測溫系統(tǒng)集中管理和監(jiān)視。圖13系統(tǒng)構(gòu)成示意圖當采納外敷式光纜時，測溫光纜緊貼在電纜表面固定于三相電纜溫度相對最高的一相上，在電纜中間接頭部位采納跨越布置方式，纏繞固定在中間接頭上，之后測溫光纜再回復到電纜上。為確保電纜和光纜能夠充分接觸，采納如圖14所示的固定夾具來固定光纜。測溫光纜綁扎固定方式為可拆卸式，為避開意外損傷，測溫光纜安裝在電纜側(cè)面，固定間距為0.5m。圖14

19、固定夾具來固定光纖圖2.1.3分布式光纖測溫系統(tǒng)的主要性能指標（1）測試通道端口為816個。（2）系統(tǒng)測量的空間辨別率為+/-1米。（3）測量時間辨別率：秒（4）系統(tǒng)的溫度精度好于+/-1.0度。（5）由于運用mW級的喇曼激光源，其工作壽命大于10年。2.1.4分布式光纖測溫的適用范圍和主要用途 分布式光纖測溫適用于電力電纜全線，并進行全天候的實時測量。2.1.4.1合理調(diào)整電纜的載流量 依據(jù)IEC60287標準，電纜的最大載流量是由一系列參數(shù)確定的，如所敷設位置的四周媒質(zhì)的溫度和熱阻。在電纜長期的運行中，環(huán)境條件是不斷變更的。因此為了確定電纜系統(tǒng)最佳的和最平安的載流量，有必要對電纜及其環(huán)境進

20、行實時的精確的溫度監(jiān)測。2.1.4.2防止電纜及隧道發(fā)生火災 引起電纜及隧道火災的干脆緣由是電纜及中間頭固有缺陷、制作質(zhì)量不良、壓接不緊、接觸電阻過大，長期運行造成電纜頭過熱而燒穿絕緣，最終導致火災的發(fā)生。分布式光纖測溫系統(tǒng)能早期進行預警，快速實行措施，將能有效的避開火災事故的發(fā)生。2.1.5特點 （1）適合用于110kV及以上電纜線路。 （2）能夠干脆找出故障或隱患點。 （3）能作為調(diào)整運行載流量的依據(jù)。 （4）受環(huán)境等因素的干擾。 （5）能全天候?qū)崟r監(jiān)測。2.2局部放電量的測量作為評估高壓電纜絕緣狀況的基本手段之一，局部放電的測量可以反映多種局部絕緣劣化的發(fā)展狀況，可以作為一個重要指標來檢

21、測一些危及電纜整體絕緣的有害缺陷。選用英國DMS或意大利TECHIMP（特因普）局部放電測試設備。2.2.1測量原理簡介 交聯(lián)聚乙烯電纜線路，由于電纜本體或附件絕緣中存在某一點或多點的缺陷如微孔、雜質(zhì)、半導電層表面突起或凹陷等，使得該點局部電場強度增加。當電場強度超過絕緣介質(zhì)的耐電強度時，就會在該點發(fā)生局部擊穿放電現(xiàn)象，所產(chǎn)生的放電脈沖電流，會在電纜線路回路中傳播，假如在線路中接上檢測傳感元件，就可以測量到這一局部放電量，但只是所謂的視在局部放電量，和放電點的真是放電量有肯定的相關(guān)性，但也存在很大差異。電纜線路局部放電常用的檢測方法為脈沖電流法。2.2.2測量方法測量局部放電的方法很多，主要有

22、：差分法，現(xiàn)場在接頭表面貼金屬箔和接頭金屬屏蔽構(gòu)成電容傳感器，現(xiàn)場運用耗時長，測試和分析須要長期專業(yè)閱歷。方向耦合法，須要在電纜接頭內(nèi)安裝傳感器，破壞密封結(jié)構(gòu)，在接頭制作時簡單留下質(zhì)量隱患，極少運用。超高頻電感耦合法。這種檢測方法要求被測電纜金屬屏蔽為螺旋帶狀繞制而成的，無法用于國內(nèi)的高壓電纜。超高頻電容耦合法，還停留在試驗室測量階段。電磁耦合法，利用高頻CT從接地線和交叉互聯(lián)線或電纜本體取局放信號，適合現(xiàn)場運用。PDCheck是基于不同的放電信號會產(chǎn)生具有不同隨機特征的脈沖這一假設的基礎(chǔ)上，利用高頻CT對放電的電流脈沖信號進行高速寬帶采樣獲得信號完整的時域波形，針對不同放電及噪聲間的差異提取

23、多種信號特征，從而將不同的放電分別開來，在此基礎(chǔ)上，運用模糊邏輯的方法對采集數(shù)據(jù)進行分析推斷，剔除噪聲干擾，分類識別局部放電類型，達到發(fā)覺運行電纜絕緣缺陷，預防電力電纜突發(fā)性運行故障，實現(xiàn)狀態(tài)檢修的目的。PDCheck局放測量系統(tǒng)如圖15所示。從傳感器中取得的局放信號和低頻同步信號都通過同軸電纜傳入主機內(nèi)，主機對數(shù)據(jù)進行初步處理，提取波形特征，并通過光纖、光電轉(zhuǎn)換器和便攜式電腦的RS232串口或USB口通訊，將特征傳到電腦，再用特地的軟件進行分別、分類及放電模式的識別。圖15PDCheck系統(tǒng)示意圖2.2.3建議的判別標準表1終端判別標準測試值（PC）判別及措施110正常10100要留意確認，

24、延長測試時間，視察變更傾向100300作出對策，親密追蹤，進行其它試驗，定位3001000調(diào)查確認，作出更換方案1000以上馬上停止試驗，作出更換方案表2中間接頭判別標準測試值（PC）判別及措施13正常310要留意確認，延長測試時間，視察變更傾向10100作出對策，親密追蹤，進行其它試驗，定位100300調(diào)查確認，作出更換方案300以上馬上停止試驗，作出更換方案2.2.4特點 （1）適合用于交聯(lián)聚乙烯電纜線路。 （2）能夠最早發(fā)覺電纜及附件中的缺陷。 （3）易受環(huán)境等因素的干擾。 （4）可分時或在線監(jiān)測。2.3.紅外熱成像技術(shù)監(jiān)測熱故障2.3.1原理簡介 由輻射理論可知，一切溫度高于肯定零度的

25、物體，每時每刻都會向外輻射人眼看不見的紅外線，也同時放射輻射能量。物體的溫度越高，放射的能量也越大。依據(jù)斯蒂芬玻爾茲曼定律，輻射能量W=AT4 式中 W發(fā)熱體放射的功率； 放射體的黑度（也稱放射率）； 玻爾茲曼常數(shù)； A放射體表面積，cm2； T放射體的肯定溫度（K）。 只要知道放射體表面的反射率，再檢測出紅外輻射能量，就可推斷動身射體的溫度。2.3.2電纜線路熱故障的分類 當帶電電纜線路有了熱故障，其特點是過熱點為最高溫度，形成一個特定的熱場，并向外輻射能量。通過紅外成像儀的光掃描系統(tǒng)，可以把這一熱場直觀的反映在熒光屏上。依據(jù)這個熱像圖，很簡單找出熱場中的最高溫度點，這個最高溫度點就是熱故障

26、點。電纜線路熱故障多種多樣，但一般分為兩類：5接觸熱故障（如導體連接件接觸不良，接地線連接不良，電流流過時發(fā)熱）和絕緣材料固有缺陷以及變質(zhì)老化。2.3.3幾種主要材料的放射率表3幾種主要材料的放射率材料溫度（）放射率鋁拋光501000.040.06表面粗糙氧化的505000.20.3合金鋁200.550.6銅表面氧化的500.60.7表面深度氧化的50.88鐵表面氧化的1000.741255250.780.82瓷涂釉的200.92白色光滑的常溫0.70.75橡膠硬的200952.3.4建議的熱故障判別標準表4接線端子處溫度（）判別及措施1015存在疑點，查明緣由后處理1525存在熱隱患，支配處

27、理2540存在熱故障，必需支配處理4060存在嚴峻熱故障，建議立刻停電處理60以上存在惡性熱故障，肯定停電剛好處理表5電纜附件內(nèi)部接地線連接處，應力錐尾部溫度（）判別及措施35存在疑點，需進行視察監(jiān)測，查明緣由后處理5以上存在接觸不良故障，肯定停電剛好處理表6接地線外部螺絲連接處溫度（）判別及措施13存在疑點，查明緣由后處理3以上存在接觸不良故障，肯定停電剛好處理表7附件抱箍、卡具處溫度（）判別及措施13存在疑點，查明緣由后處理35存在熱隱患，支配處理5以上存在惡性熱故障，肯定停電剛好處理2.3.5特點 （1）適合用于全部絕緣電纜線路。 （2）能夠干脆找出故障或隱患點。 （3）不簡單也不適合發(fā)

28、覺電纜及附件中的缺陷和絕緣老化。 （4）易受環(huán)境等因素的干擾。 （5）一般不能全天候?qū)崟r監(jiān)測。2.3.6應用紅外成像監(jiān)測的留意事項為了保證紅外成像監(jiān)測結(jié)果正確，必需留意以下幾點：（1）為了防止太陽輻射和背景輻射影響。戶外終端監(jiān)測應選擇在陰天、日出前或日落后，最好在晚上。戶內(nèi)終端監(jiān)測時，應關(guān)閉照明燈。當旁邊有高溫設備時，應進行遮擋或選擇合適的監(jiān)測方向。（2）應避開環(huán)境溫度過高和過低的夏季和冬季，以防止環(huán)境溫度的影響。（3）防止氣象條件的影響。（4）監(jiān)測時應正確設定放射率，并在監(jiān)測結(jié)果處理時，進行放射率修正。（5）監(jiān)測接觸類時，應選擇在滿負荷下監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)部絕緣類時，保證在額定電壓下，電流越小越好

29、。（但本文不建議用此種方法監(jiān)測內(nèi)部絕緣）2.4電纜線路交叉互聯(lián)系統(tǒng)接地電流的監(jiān)測2.4.1原理簡介 在溝通電壓作用下，電流的監(jiān)測一般都采納穿心電流互感器（羅哥夫斯基線圈），它是在一個環(huán)形鐵芯上繞上線圈，流過被測電流的導線穿過鐵芯。當被測的溝通電流通過時，線圈兩端就會出現(xiàn)感應電動勢，于是只要用儀表測出線圈兩端的電動勢，就可換算出被測的電流。實際工作中運用鉗行電流表，在每個交叉互聯(lián)段的干脆接地箱處測量每相電流和接地電流。測量儀表穿心導體鐵心線圈圖16原理圖 110kV及以上電纜線路的交叉互聯(lián)段是按把感應電壓限制在65V或100V內(nèi)設計的，每一分段長度是等長的，假如電纜排列對稱，三相載流量平衡，系統(tǒng)

30、中的環(huán)流為0，一般狀況下也很小。通過監(jiān)測電流的大小，就可以推斷交叉互聯(lián)系統(tǒng)的好壞。2.4.2監(jiān)測交叉互聯(lián)系統(tǒng)電流的用途 （1）檢驗電纜分段長度是否相等。 （2）檢查接線是否正確。 （3）檢查互聯(lián)線是否受潮，交叉互聯(lián)箱、接地箱是否進水。 （4）檢查電纜外護套是否破損或受到外力破壞而形成多點接地。2.4.3特點 （1）適合用于全部絕緣交叉互聯(lián)電纜線路。 （2）不受環(huán)境等因素的干擾。 （3）一般不能夠干脆找出故障或隱患點。（4）一般不能全天候?qū)崟r監(jiān)測。3電纜隧道和電纜路徑的巡察和監(jiān)測3.1電纜隧道地質(zhì)雷達檢測北京地區(qū)最早修建的電纜隧道距今已近30年，設計壽命為50年，目前已經(jīng)普遍出現(xiàn)開裂、鋼筋銹蝕等

31、狀況，這些老隧道結(jié)構(gòu)平安性能如何，須要有一個評估，以便為今后的技術(shù)決策供應依據(jù)。新建的電纜隧道質(zhì)量檢查采納的是施工過程檢查，分部驗收，竣工驗收，而且往往以外觀檢查為主，缺乏一套先進的電纜隧道質(zhì)量檢查技術(shù)手段。通過采納地質(zhì)雷達技術(shù)對電纜隧道進行檢查可以發(fā)覺隧道本體及隧道外的地質(zhì)狀況，可以用來對新建隧道進行驗收檢查和對老舊隧道進行定期狀態(tài)評估。地質(zhì)雷達是一種寬帶高頻電磁波信號探測介質(zhì)分布的非破壞性的探測儀器。它通過天線連續(xù)拖動的方式獲得斷面的掃描圖像。雷達利用向地下放射高頻電磁波，電磁波信號在物體內(nèi)部傳播時遇到不同介質(zhì)的界面時，就會反射、透射和折射。介質(zhì)的介電常數(shù)差異越大，反射的電磁波能量也越大；

32、反射的電磁波被和放射天線同步移動的接收天線接收后，通過雷達主機精確記錄反射回的電磁波的運動特征，再通過數(shù)據(jù)的技術(shù)處理，形成斷面的掃描圖，通過對圖像的判讀，推斷出地下目標物的實際狀況。 地質(zhì)雷達技術(shù)能有效探測電纜隧道襯砌厚度、密實度、鋼筋分布、襯砌和背后土層之間的空洞等狀況，能滿意電纜隧道主體結(jié)構(gòu)探測的須要，可作為電纜隧道質(zhì)量檢測、結(jié)構(gòu)平安評估的重要技術(shù)手段。3.2PDA智能巡檢系統(tǒng) 我們開發(fā)了PDA智能巡檢系統(tǒng)，通過運行監(jiān)控中心，將PDA智能終端和電纜運行巡察結(jié)合在一起，使原有的信息系統(tǒng)延長到了工作現(xiàn)場，實現(xiàn)了在任何時候、任何地點都可以獲得工作所須要信息的目的，解決了現(xiàn)場工作人員對大量數(shù)據(jù)的查

33、詢須要；同時將數(shù)字化管理延長到現(xiàn)場運行巡察人員，剛好駕馭現(xiàn)場信息，將現(xiàn)場獲得的設備運行數(shù)據(jù)剛好進行分析并錄入設備檔案。PDA智能巡檢系統(tǒng)核心設備主要包括手持PDA巡檢終端、虛擬網(wǎng)關(guān)、通訊服務器。圖17PDA工作原理圖PDA智能巡檢系統(tǒng)包括三層結(jié)構(gòu)：GPS衛(wèi)星實時定位層、數(shù)據(jù)無線傳輸層和電纜網(wǎng)運行監(jiān)控中心數(shù)據(jù)處理層，如圖17所示。GPS衛(wèi)星實時定位層是指手持PDA自帶的GPS配件和衛(wèi)星進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程；數(shù)據(jù)無線傳輸層是指PDA巡檢終端通過GPRS功能和公司內(nèi)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交互的過程；電纜網(wǎng)運行監(jiān)控中心數(shù)據(jù)處理層是指中心在和PDA巡檢終端進行數(shù)據(jù)交互時，在GIS服務器、MIS服務器等生產(chǎn)管理相關(guān)服務

34、器以及智能巡檢系統(tǒng)終端之間所進行的數(shù)據(jù)處理過程。PDA巡檢終端配置了GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))，可以用衛(wèi)星定位的手段記錄運行人員巡察的路途，加強了詳細工作人員的責任心；系統(tǒng)的業(yè)務操作實行規(guī)程方式，真正實現(xiàn)業(yè)務的標準化和信息化；系統(tǒng)供應的業(yè)務管理功能，能把現(xiàn)場工作人員的工作和公司內(nèi)部的生產(chǎn)管理系統(tǒng)整合在一起。 4多狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng) 電纜隧道的智能化限制以及電纜線路的狀態(tài)監(jiān)測會采納很多相同的傳輸線路，假如各成體系，不僅奢侈資源，而且不便于集中管理和限制，這就須要建立一個實時多狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，在一個監(jiān)控平臺上實時各個子系統(tǒng)的集中管控。4.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)為四層拓撲結(jié)構(gòu)，第一層是隧道內(nèi)的各類多狀態(tài)傳感器；其次

35、層是負責采集傳感器數(shù)據(jù)的采集器，每個采集器都接入一個或多個傳感器；第三層是變電站內(nèi)的監(jiān)控主機，隧道內(nèi)的采集器都接入就近變電站的監(jiān)控主機上，數(shù)據(jù)實現(xiàn)匯合；第四層是電纜網(wǎng)運行監(jiān)控中心，通過TCP/IP網(wǎng)絡和各變電站監(jiān)控主機連接，實現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)據(jù)的匯總和集中監(jiān)測，如圖18所示。圖18系統(tǒng)四層拓撲結(jié)構(gòu)4.2系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)由一個集中監(jiān)控平臺和三個應用子系統(tǒng)構(gòu)成。即，集中監(jiān)控平臺：REAL-TIME電力監(jiān)控平臺，可實現(xiàn)多級多狀態(tài)遠程實時監(jiān)控。三個子系統(tǒng)：隧道環(huán)境綜合在線監(jiān)控子系統(tǒng)；護層接地電流及電纜接頭溫度在線監(jiān)測子系統(tǒng)；局部放電在線監(jiān)測子系統(tǒng)。4.2.1REAL-TIME電力實時監(jiān)控平臺REAL-TIME電力

36、監(jiān)控平臺是系統(tǒng)的核心，以該平臺為基礎(chǔ)，通過模塊化擴展，可構(gòu)建多個應用子系統(tǒng)和并實現(xiàn)多種監(jiān)控功能，如圖19所示。該平臺具備可疊加的模塊化結(jié)構(gòu)，便于用戶擴展新的功能模塊，如光纖測溫、局部放電、接地電流、隧道環(huán)境綜合監(jiān)控和智能視頻監(jiān)控等不同功能模塊，把多個子系統(tǒng)有機的整合到一起，避開出現(xiàn)多套監(jiān)控系統(tǒng)各自為政的混亂局面。此外，平臺自身擁有監(jiān)控常用的語音接口、短信接口、報警管理和遠程限制模塊，通過不同監(jiān)控模塊的有機組合，可以供應特性化、針對性強的各種監(jiān)控業(yè)務。圖19REAL-TIME電力監(jiān)控平臺5結(jié)論隨著全國電纜隧道建設的發(fā)展，國內(nèi)電纜隧道的規(guī)模越來越大，隧道內(nèi)敷設的電力電纜數(shù)量也隨著電纜隧道的規(guī)模增長

37、而越來越多。城市電網(wǎng)的發(fā)展確定了電纜網(wǎng)的發(fā)展會越來越快，而城市電纜網(wǎng)對于城市供電的重要性也越來越大。以管理電力設備的標準來監(jiān)控和管理電纜隧道，實現(xiàn)電纜隧道的智能化，是保證電纜線路平安運行的前提和基礎(chǔ)。應在隧道內(nèi)加裝有害氣體、水位檢測裝置，對隧道內(nèi)氣體和水量進行實時檢測。為了防止人員非法進入電纜隧道造成電力設施破壞，應在人員進出井口加裝井蓋監(jiān)控和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對井蓋實現(xiàn)遠程監(jiān)控和非法進入報警功能。照明、機械通風、自動排水的功能能夠能夠改善隧道的環(huán)境。重要隧道內(nèi)單獨設置光纖測溫并設置溫度異樣報警實時監(jiān)測環(huán)境溫度。另外以科學的手段來檢測電纜隧道的本體狀況也是不行缺少的。用狀態(tài)監(jiān)測漸漸取代預防性試驗是發(fā)展的趨勢，在線測量可以剛好了解電纜線路的運行狀態(tài)，以求維護的合理化