基于电缆隧道单防区内监测系统.pdf

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020429643.9 (22)申请日 2020.03.27 (73)专利权人 西安金源电气股份有限公司 地址 710000 陕西省西安市高新区毕原一 路西段901号 (72)发明人 王孝敬刘家兵武健薛华 李小兵陈领战 (74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任 公司 61200 代理人 王艾华 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G05B 19/042(2006.01) (54)实用新型名称 一种基于电缆隧道单防区内监测系统 (57)摘要

2、本实用新型基于电缆隧道单防区内监测系 统， 包括： 隧道防区综合监控站， 及安装在电缆隧 道防区内并与所述隧道防区综合监控站连接的 监控系统； 所述监控系统包括： 隧道环境监控系 统、 隧道护层接地电流监测系统、 隧道电缆局部 放电监测系统、 隧道视频监控系统、 隧道井盖系 统、 隧道防盗应急通信系统和隧道沉降监测系 统； 所述隧道防区综合监控站还与变电站级监控 中心连接。 隧道防区综合监控站能汇总电缆隧道 单防区内各监控系统的数据， 再由光纤环网或者 无线电力专网传送到变电站级监控中心， 各个监 控系统能够全面地监控隧道防区内的情况， 实现 分布式监控。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页

3、 CN 211477221 U 2020.09.11 CN 211477221 U 1.一种基于电缆隧道单防区内监测系统， 其特征在于， 包括： 隧道防区综合监控站(2)， 及安装在电缆隧道防区内并与所述隧道防区综合监控站(2)连接的监控系统； 所述监控系 统包括： 隧道环境监控系统、 隧道护层接地电流监测系统、 隧道电缆局部放电监测系统、 隧 道视频监控系统、 隧道井盖系统、 隧道防盗应急通信系统和隧道沉降监测系统； 所述隧道防 区综合监控站(2)还与变电站级监控中心(24)连接。 2.根据权利要求1所述的基于电缆隧道单防区内监测系统， 其特征在于， 还包括设置在 电缆隧道防区内的隧道机器人

4、(1)和手持PDA设备(3)。 3.根据权利要求1所述的基于电缆隧道单防区内监测系统， 其特征在于， 所述隧道环境 监控系统包括： 分别与隧道防区综合监控站(2)连接的气体检测传感器(4)、 风机控制箱 (5)、 烟感传感器(6)、 水泵控制箱(7)和水位监测传感器(8)。 4.根据权利要求1所述的基于电缆隧道单防区内监测系统， 其特征在于， 所述隧道护层 接地电流监测系统包括： 与隧道防区综合监控站(2)连接的电缆护层接地电流采集箱(10)， 所述电缆护层接地电流采集箱(10)包括分别安装在电缆的A、 B、 C三相及总接地线的高精度 电流传感器， 所述高精度电流传感器接入采集单元。 5.根据

5、权利要求1所述的基于电缆隧道单防区内监测系统， 其特征在于， 所述隧道电缆 局部放电监测系统包括： 与隧道防区综合监控站(2)连接的局部放电检测器(14)， 所述局部 放电检测器(14)安装在电缆上， 用于检测电缆的放电信号。 6.根据权利要求1所述的基于电缆隧道单防区内监测系统， 其特征在于， 所述隧道视频 监控系统包括： 与隧道防区综合监控站(2)连接的红外智能球机(9)， 所述红外智能球机(9) 用于采集隧道防区内的图像信号。 7.根据权利要求1所述的基于电缆隧道单防区内监测系统， 其特征在于， 所述隧道井盖 系统包括： 井盖(13)， 所述井盖(13)包括外井盖和内井盖， 所述外井盖和

6、内井盖之间连接有 金属链。 8.根据权利要求1所述的基于电缆隧道单防区内监测系统， 其特征在于， 所述隧道防盗 应急通信系统系统用于实现通话， 包括： 电缆隧道内每隔一段距离设置的呼叫对讲机终端 (11)或者便携电话插头盒(12)。 9.根据权利要求1所述的基于电缆隧道单防区内监测系统， 其特征在于， 所述隧道沉降 监测系统包括： 安装在隧道管廊内壁的压差式形变传感器(15)和液压式静力水准仪(22)， 及安装在顶管与标准段处的裂缝计(23)。 10.根据权利要求1所述的基于电缆隧道单防区内监测系统， 其特征在于， 所述隧道防 区综合监控站(2)包括： ARM主控板(16)、 显示屏(17)、

7、 电力无线专网天线(18)、 外部电源 (19)、 光纤环网(20)、 监测设备总线(21)； 所述ARM主控板(16)通过电力无线专网天线(18)与变电站级监控中心(24)通信， 或者 通过光纤转化器(27)连接光纤环网(20)， 然后再与变电站级监控中心(24)通信； 所述ARM主 控板(16)连接显示屏(17)； 所述ARM主控板(16)通过电源模块(25)与外部电源(19)连接； 所 述ARM主控板(16)通过通信模块(26)连接监测设备总线(21)， 然后再与所述监控系统连接， 所述监测设备总线(21)包括以太网、 CAN总线、 电力载波中的一种或多种。 权利要求书 1/1 页 2

8、CN 211477221 U 2 一种基于电缆隧道单防区内监测系统 技术领域 0001 本实用新型属于远程监控技术领域， 具体涉及一种基于电缆隧道单防区内监测系 统。 背景技术 0002 现在国内外， 通常采用智能感知、 智能管理及智能决策的方式， 以取代传统的人工 巡检， 即智慧管廊系统， 智慧管廊是以各类智能化监控设备为基础， 数据融合分析应用为手 段， 结合智能传感、 3S(Remote Sense、 GIS、 GPS)和三维建模(BIM)等技术， 实现对管廊各类 信息的快速、 准确、 可靠的收集与处理， 并在统一的信息管理平台上展现和操作。 0003 电缆隧道在线监测系统主要由前端装置

9、和后台监控分析软件两部分组成， 前置部 分通过传感器对电缆本体和隧道环境进行监测， 将监测量传输至后台监控分析中心。 便于 相关部门工作人员对隧道内环境进行远程监控， 一旦发生异常， 可及时准确采取相应的维 护措施。 但是现有的电缆隧道在线监测系统监测不全面， 无法全面掌控隧道内的情况， 一旦 发生险情， 无法及时反馈情况， 做出应对措施。 发明内容 0004 本实用新型的目的在于提供一种基于电缆隧道单防区内监测系统， 以解决现有技 术中电缆隧道在线监测系统监测不全面， 无法全面掌控隧道内的情况， 一旦发生险情， 无法 及时反馈情况， 做出应对措施的问题。 0005 为实现上述目的， 本实用新

10、型采用如下技术方案： 0006 一种基于电缆隧道单防区内监测系统， 包括： 隧道防区综合监控站， 及安装在电缆 隧道防区内并与所述隧道防区综合监控站连接的监控系统； 所述监控系统包括： 隧道环境 监控系统、 隧道护层接地电流监测系统、 隧道电缆局部放电监测系统、 隧道视频监控系统、 隧道井盖系统、 隧道防盗应急通信系统和隧道沉降监测系统； 所述隧道防区综合监控站还 与变电站级监控中心连接。 0007 进一步的， 还包括设置在电缆隧道防区内的隧道机器人和手持PDA设备。 0008 具体的， 所述隧道环境监控系统包括： 分别与隧道防区综合监控站连接的气体检 测传感器、 风机控制箱、 烟感传感器、

11、水泵控制箱和水位监测传感器。 0009 具体的， 所述隧道护层接地电流监测系统包括： 与隧道防区综合监控站连接的电 缆护层接地电流采集箱， 所述电缆护层接地电流采集箱包括分别安装在电缆的A、 B、 C三相 及总接地线的高精度电流传感器， 所述高精度电流传感器接入采集单元。 0010 具体的， 所述隧道电缆局部放电监测系统包括： 与隧道防区综合监控站连接的局 部放电检测器， 所述局部放电检测器安装在电缆上， 用于检测电缆的放电信号。 0011 具体的， 所述隧道视频监控系统包括： 与隧道防区综合监控站连接的红外智能球 机， 所述红外智能球机用于采集隧道防区内的图像信号。 0012 具体的， 所述

12、隧道井盖系统包括： 井盖， 所述井盖包括外井盖和内井盖， 所述外井 说明书 1/5 页 3 CN 211477221 U 3 盖和内井盖之间连接有金属链。 0013 具体的， 所述隧道防盗应急通信系统系统用于实现通话， 包括： 电缆隧道内每隔一 段距离设置的呼叫对讲机终端或者便携电话插头盒。 0014 具体的， 所述隧道沉降监测系统包括： 安装在隧道管廊内壁的压差式形变传感器 和液压式静力水准仪， 及安装在顶管与标准段处的裂缝计。 0015 具体的， 所述隧道防区综合监控站包括： ARM主控板、 显示屏、 电力无线专网天线、 外部电源、 光纤环网、 监测设备总线； 0016 所述ARM主控板通

13、过电力无线专网天线与变电站级监控中心通信， 或者通过光纤 转化器连接光纤环网， 然后再与变电站级监控中心通信； 所述ARM主控板连接显示屏； 所述 ARM 主控板通过电源模块与外部电源连接； 所述ARM主控板通过通信模块连接监测设备总 线， 然后再与所述监控系统连接， 所述监测设备总线包括以太网、 CAN总线、 电力载波中的一 种或多种。 0017 本实用新型的有益效果如下： 0018 本实用新型基于电缆隧道单防区内监测系统， 包括： 隧道防区综合监控站， 及安装 在电缆隧道防区内并与所述隧道防区综合监控站连接的监控系统； 所述监控系统包括： 隧 道环境监控系统、 隧道护层接地电流监测系统、

14、隧道电缆局部放电监测系统、 隧道视频监控 系统、 隧道井盖系统、 隧道防盗应急通信系统和隧道沉降监测系统； 所述隧道防区综合监控 站还与变电站级监控中心连接。 隧道防区综合监控站能汇总电缆隧道单防区内各监控系统 的数据， 再由光纤环网或者无线电力专网传送到变电站级监控中心， 各个监控系统能够全 面地监控隧道防区内的情况， 实现分布式监控。 0019 本实用新型基于电缆隧道单防区内监测系统的隧道防区综合监控站还包括： 设置 在电缆隧道防区内的隧道机器人和手持PDA设备， 实现电缆隧道数据互联互通、 开放共享。 0020 本实用新型基于电缆隧道单防区内监测系统的隧道环境监控系统包括： 与隧道防 区

15、综合监控站分别连接的气体检测传感器、 风机控制箱、 烟感传感器、 水泵控制箱和水位监 测传感器。 利用气体检测传感器可对防区内有害气体数据进行监控， 当有害气体超标， 风机 控制箱开启隧道风机， 排除气体， 减少隧道内有害气体含量。 利用水位监测传感器可对防区 内各集水坑的水位数据进行监控， 当水位超过规定警戒阀值， 水泵控制箱开启， 降低隧道内 水位。 利用烟感传感器， 发生火灾时， 在防区内无人巡查的情况下， 进行灭火辅助， 如禁止风 机开启， 使隧道火灾段缺氧而熄灭， 减少其他电缆损失。 0021 本实用新型基于电缆隧道单防区内监测系统的隧道护层接地电流监测系统包括： 与隧道防区综合监控

16、站连接的电缆护层接地电流采集箱， 所述电缆护层接地电流采集箱包 括分别安装在电缆的A、 B、 C三相及总接地线的高精度电流传感器， 所述高精度电流传感器 接入采集单元。 如A、 B、 C三相及总接地线上电流值异常增高， 减少采集数据间隔， 能够对异 常进行密切关注。 0022 本实用新型基于电缆隧道单防区内监测系统的隧道电缆局部放电监测系统包括： 与隧道防区综合监控站连接的局部放电检测器， 所述局部放电检测器安装在电缆上， 能够 监测电缆的放电信号， 当发现信号异常时能够及时处理。 0023 本实用新型基于电缆隧道单防区内监测系统的隧道视频监控系统包括： 与隧道防 区综合监控站连接的红外智能球

17、机， 所述红外智能球机用于采集隧道防区内的图像信号。 说明书 2/5 页 4 CN 211477221 U 4 主要监测对象： 电缆接头、 隧道出入口、 电缆隧道内主要积水处、 电缆隧道交汇处和拐弯处、 其它需要重点监测的区域， 全面直观地监控隧道内的情况。 0024 本实用新型基于电缆隧道单防区内监测系统的隧道防盗应急通信系统系统用于 实现通话， 包括： 电缆隧道内每隔一段距离设置的呼叫对讲机终端或者便携电话插头盒， 当 发生紧急情况时及时传递信息， 不会延误险情。 0025 本实用新型基于电缆隧道单防区内监测系统的隧道沉降监测系统包括： 安装在隧 道管廊内壁的压差式形变传感器和液压式静力水

18、准仪， 及安装在顶管与标准段处的裂缝 计。 能够很好地监测沉降数据， 当数据异常增大时， 减少采集数据间隔， 密切关注， 方便及时 采取措施。 0026 本实用新型基于电缆隧道单防区内监测系统的隧道防区综合监控站支持更多的 通用接口通信协议， 如以太网/CAN总线/电力载波进行通信， 便于系统集成及扩展。 附图说明 0027 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解， 本实用 新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型， 并不构成对本实用新型的不当限定。 在附图中： 0028 图1为本实用新型基于电缆隧道单防区内监测系统的结构示意图； 0029 图2为本实用新型基于电缆

19、隧道单防区内监测系统的隧道防区综合监控站的结构 示意图； 0030 其中： 1-隧道机器人、 2-隧道防区综合监控站、 3-手持PDA设备、 4-气体检测传感 器、 5- 风机控制箱、 6-烟感传感器、 7-水泵控制箱、 8-水位监测传感器、 9-红外智能球机、 10-电缆护层接地电流采集箱、 11-呼叫对讲机终端、 12-便携电话插头盒、 13-井盖、 14-局部 放电检测器、 15-压差式形变传感器、 16-ARM主控板、 17-显示屏、 18-电力无线专网天线、 19-外部电源、 20-光纤环网、 21-监测设备总线、 22-液压式静力水准仪、 23-裂缝计、 24-变 电站级监控中心、

20、 25-电源模块、 26-通信模块、 27-光纤转化器。 具体实施方式 0031 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。 需要说明的是， 在不冲突 的情况下， 本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 0032 以下详细说明均是示例性的说明， 旨在对本实用新型提供进一步的详细说明。 除 非另有指明， 本实用新型所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常 理解的含义相同。 本实用新型所使用的术语仅是为了描述具体实施方式， 而并非意图限制 根据本实用新型的示例性实施方式。 0033 如图1所示， 一种基于电缆隧道单防区内监测系统， 包括： 隧道防区综合监控站2， 及安

21、装在电缆隧道防区内并与所述隧道防区综合监控站2连接的监控系统； 所述监控系统 包括： 隧道环境监控系统、 隧道护层接地电流监测系统、 隧道电缆局部放电监测系统、 隧道 视频监控系统、 隧道井盖系统、 隧道防盗应急通信系统和隧道沉降监测系统； 所述隧道防区 综合监控站2 还与变电站级监控中心24连接。 0034 在监控系统和变电站级监控中心24之间设置隧道防区综合监控站2， 隧道防区内 说明书 3/5 页 5 CN 211477221 U 5 各监测系统对电缆本体和隧道环境进行监测， 将监测数据传输至隧道防区综合监控站2， 由 隧道防区综合监控站2通过光纤环网20或者无线电力专网天线18传送到变

22、电站级监控中心 24。 便于相关部门工作人员对隧道内环境进行远程监控。 也可由变电站级监控中心24给隧 道防区综合监控站2下发逻辑执行单， 在与变电站级监控中心24断网时， 隧道防区综合监控 站2根据逻辑执行单设置规则进行处理。 0035 进一步的， 还包括设置在电缆隧道防区内的隧道机器人1和手持PDA设备3。 隧道机 器人1可以实现对地下综合管廊的不间断智能巡检， 取代人工巡检， 还可以实现对突发性事 件的现场处理， 在第一时间内采取最有效的措施， 相对传统的人工干预， 具有快速、 安全、 高 效的优势。 0036 具体的， 所述隧道环境监控系统包括， 分别与隧道防区综合监控站2连接的气体检

23、 测传感器4、 风机控制箱5、 烟感传感器6、 水泵控制箱7和水位监测传感器8。 利用气体检测传 感器 12可对防区内有害气体数据进行监控， 当有害气体超标， 风机控制箱5开启隧道风机， 排除气体， 减少隧道内有害气体含量。 利用水位监测传感器14可对防区内各集水坑的水位 数据进行监控， 当水位超过规定警戒阀值， 水泵控制箱7开启， 降低隧道内水位。 利用烟感传 感器6， 发生火灾时， 在防区内无人巡查的情况下， 进行灭火辅助， 如禁止风机开启， 使隧道 火灾段缺氧而熄灭， 减少其他电缆损失。 0037 具体的， 所述隧道护层接地电流监测系统包括： 与隧道防区综合监控站2连接的电 缆护层接地电

24、流采集箱10， 所述电缆护层接地电流采集箱10包括分别安装在电缆的A、 B、 C 三相及总接地线的高精度电流传感器， 所述高精度电流传感器接入采集单元。 如A、 B、 C三相 及总接地线上电流值异常增高， 根据逻辑执行单， 减少采集数据间隔， 密切关注。 0038 具体的， 所述隧道电缆局部放电监测系统包括： 与隧道防区综合监控站2连接的局 部放电检测器14， 所述局部放电检测器14安装在电缆上， 用于检测电缆的放电信号。 0039 具体的， 所述隧道视频监控系统包括： 与隧道防区综合监控站2连接的红外智能球 机9， 所述红外智能球机9用于采集隧道防区内的图像信号。 主要监测对象： 电缆接头、

25、 隧道 出入口、 电缆隧道内主要积水处、 电缆隧道交汇处和拐弯处、 其它需要重点监测的区域。 0040 具体的， 所述隧道井盖系统包括： 井盖13， 所述井盖13包括外井盖和内井盖， 所述 外井盖和内井盖之间连接有金属链。 0041 具体的， 所述隧道防盗应急通信系统系统用于实现通话， 包括： 电缆隧道内每隔一 段距离设置的呼叫对讲机终端11或者便携电话插头盒12。 0042 具体的， 所述隧道沉降监测系统包括： 安装在隧道管廊内壁的压差式形变传感器 15和液压式静力水准仪22， 及安装在顶管与标准段处的裂缝计23。 沉降数据异常增大时， 减 少采集数据间隔， 密切关注。 0043 具体的，

26、如图2所示， 所述隧道防区综合监控站2包括： ARM主控板16、 显示屏17、 电 力无线专网天线18、 外部电源19、 光纤环网20、 监测设备总线21； 0044 所述ARM主控板16通过电力无线专网天线18与变电站级监控中心24通信， 或者通 过光纤转化器27连接光纤环网20， 然后再与变电站级监控中心24通信； 所述ARM主控板16 连接显示屏17； 所述ARM主控板16通过电源模块25与外部电源19连接； 所述ARM主控板16通 过通信模块26连接监测设备总线21， 然后再与所述监控系统连接， 所述监测设备总线21包 括以太网、 CAN总线、 电力载波中的一种或多种。 说明书 4/5 页 6 CN 211477221 U 6 0045 由技术常识可知， 本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实 施方案来实现。 因此， 上述公开的实施方案， 就各方面而言， 都只是举例说明， 并不是仅有 的。 所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包 含。 说明书 5/5 页 7 CN 211477221 U 7 图1 图2 说明书附图 1/1 页 8 CN 211477221 U 8