智慧管廊方案

智慧管廊方案内容摘要：

测 温 光 纤8 图 6动态载流量模型 DCR 动态载流量分析系统的核心算法为动态载流量模型 DCR（ Dynamic Cable Rating），它基于国际电工委员会标准 IEC60287 和国际大电网会议 CIGRE 动态热路模型开发，可以实现电缆导体温度和电缆负荷的监测。 接地电流 监测 电缆护层接地电流监测系统通过在电缆接头的接地线上安装电流监测装置，实时监测接地电流瞬变、突变情况，实现对电缆接地故障快速预警和准确定位，为线路抢修提供先决条件。 图 8高压电缆护层电流监测系统拓扑图 上 位 监 控 主 机带 保 护 接地 箱直 接 接地 箱交 叉 互联 箱交 叉 互联 箱直 接 接地 箱电 缆 接 头 电 缆 接 头 电 缆 接 头采 集 器采 集 器采 集 器采 集 器采 集 器通 信 链 路图 7 分布式光纤测温优点 9 局放监测 电缆局放在线监测系统能够实时检测电缆内部发生的局部放电信号，有效地去除干扰信号。 检测到的局部放电信号通过光缆传输到变电站监控中心，通过分析系统对局部放电的类型和局部放电水平进行分析判断，从而评估局部放电的影响，判断设备绝缘状态，并给出相应设备维护维修指导方案。 图 9 电缆局放在线监测拓扑图 以上四个监测项， 载流量、接地电流和局部放电三项监测，可以 考虑 直接从电力公司获取数据。 通信光缆监测 系统 对通信光纤的监测包括： 断纤、故障 监测。 基于 OTDR 的自动监听技术可进行光纤的传输衰减、故障定位、光纤长度、接头衰减的测量。 OTDR 对光纤断点测量又有很强的鲁棒性，在电力通信网的光纤监测中有着广泛的应用。 光纤监测 通常包括在线监测和离线监测 ： 1， 在线监测方式 采用与工作波长不同的测试波长通过 WDM设备，合波在同 1 根光纤通道中运行在远端利用滤波器将测试波长滤掉，让工作波长通过。 但是在监测实施时必须断开工作光路 ,只让监测光路通过 ,此时将对用户通信造成通信间断的影响 ,对于实时性要求不高的通信网络可以采用此种监测方式。 2， 离线监测方式 在施工中通过增加两条备用光纤作为监测通道 ,这种监测系统构建容易实现且对用户不会造成影响。 系统架构清晰简单，利于维护，但是必须占用监测专用通道。 这种监测方案监测的光纤是与通信光纤并排的 光纤，并不是实际应用的通信光纤。 离线监测实时性高，可在上 位 监 控 主 机电 缆 接 头 电 缆 接 头 电 缆 接 头通 信 链 路局 放 信 号处 理 器局 放 信 号处 理 器局 放 信 号处 理 器局 放 信 号处 理 器局 放 信 号处 理 器光 端 机 光 端 机光 端 机光 端 机光 端 机光 端 机高 频 C T低 频 C T低 频 C T高 频 C T高 频 C T低 频 C T高 频 C T低 频 C T高 频 C T低 频 C T10 施工过程中预留 2 芯作为监测光纤， 1 芯用于光功率计实时监控， 1 芯用于 OTDR 测试。 光纤功率计和 OTDR 共同完成对光纤的监测功能。 光纤监测的两种方法 各有优缺点， 在实际 正式施工中 鉴于离线监测不影响通信，建议使用离线 监测方式。 给水管线监测 系统 通过对供水系统输配管 线压力、流量、水质等情况进行实时在线监测，有效提高供水调度工作的质量和效率，实现供水自动化管理。 对给水管线的监测包括： 压力、流量、水质。 （当前给水管线中不做水质监测）。 热力管线监测 系统 对热力管线的监测包括： 泄露。 热力管线 泄漏监测：通过分布式光纤温度监测系统，实时在线监测热力管线泄漏的发生，图 10 给水管线监测系统 11 并通过后台泄漏监测软件实时读取温度、压力、流量等需要的热力数据。 感温光纤作为热力管道泄漏监测的传感器系统，使用寿命长达 30 年。 投资成本低、测量精度高、能够将泄漏位置准确定位在 1 米范围内。 天然气管线监测 系统 对天然气管线的监测包括： 泄露。 天然气管道在各种复杂因素的影响下，常常会出现管道泄漏的情况，泄漏的气体很容易引起火灾，严重时会带来爆炸。 天然气主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷等，因此通过监测天然气敷设沿线空间环境的甲烷浓度，可有效发现天然气泄漏。 环境监测系统 地下管廊装有各种线信号线、热力管、燃气管、电信管道、给水管道、电力管道等等，是一个多种信号与传输对象交汇的场所，为了充分保障管廊内环境安全，需要对其内部环境进行监测，以达到实时、自动监测地下管廊内的环境，其重要性不言而喻。 舱室容纳、管线类别 给水管道、再生水管道、雨水管道 污水管道 天然气管道 热力管道 电力电缆、通信线缆 温度 ● ● ● ● ● 湿度 ● ● ● ● ● 水位 ● ● ● ● ● 氧气 ● ● ● ● ● 硫化氢 ▲ ● ▲ ▲ ▲ 甲烷 ▲ ● ● ▲ ▲ 表格 1 环境监测参数 注： ●应检测， ▲宜监测 系统主要是对管廊内的温度，湿度， CO、 CH H2S 等有害气体浓度、空气含氧量、水位等环境参数进行实时监测，并通过区域控制器与管廊内排水系统、通风系统、照明系统进行联动。 通过在地下管廊配置相应的传感器及报警器，并通过通信将监测信号从投料口引出到地面上，并通过无线通信（ GPRS）传输到监控中心，通过配套的综合管理软件对数据进行分析。 通过软件对每个测点的地理位置、测量值或工作状态进行连续采集，如出现异常，系统会自动生成报警（声光报警、短信报警、邮件报警可选），第一时间通知到相关人员 ，将可能出现的险情消灭在萌芽状态，避免造成大的经济损失及影响管 廊 的正常工作。 12 图 11 环境监测系统 由于管廊较长，需要选择合适的距离来设置监测点 ： 对于温湿度数据可以对参考 200 米一个测点。 对于燃气报警则要针对实现情况选择布的距离要大大缩短 (或 者选择可能会发生报警的特殊区域 )。 对于积水报警则选择 集水坑水位监测方式。 对于有害气体监测 ， 则要判断具体是什么气体为主，为何产生，如果产生了积水 (污水 )可能会产生恶臭气体等。 图 12 环境监测设备 13 管廊 监测 系统 管廊防外破监测系统 城市综合管廊属于地下隐蔽设备，常常由于市政建设需要，大型机械会在管廊周边持续、频繁的施工，对管廊结构造成极大的影响，严重时还会导致地表坍塌等重大事故。 针对第三方破坏导致电缆隧道结构损坏的现象，可通过管廊防外破监测系统对地下设施周边一定范围内的土壤振动信息进行连续监测和分析，从而实现地下管廊安全预警，有效防止第三方破坏。 图 13 防外破监测系统 管廊结构沉降监测系统 城市综合管廊建于地壳表层下，其结构一般为衬砌结构，经过长时间运营，隧道段与隧道段的接缝处会产生相对位移，这种相对位移分为水平方向和垂直方向的位移，而发生在垂直方向的位移会导致地表沉降，严重时会导致隧道坍塌等重大事故，因此对管廊结构的沉降情况进行连续监测，及时对管廊结构沉降状态和变形趋势作出判断和预警，有效保障城市综合管廊的安全运营。 地 下 综 合 管 廊探 测 主 机以 太 网上 位 监 控 主 机网 络 交 换 机远 程 监 控探 测 光 缆14 图 14 管廊结构沉降监测系统 现场通信总线 现场主通信采用 2+2 方式 ： 2 芯光纤组成基于光纤现场工业以太网，可供所有监 测系统复用 ， 2 芯电源线统一提供电源接口，可供所有监测系统复用。 图 15供电回路 以 太 网上 位 监 控 主 机网 络。