電纜隧道綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案

電纜隧道綜合監(jiān)控系統(tǒng)電力電纜隧道綜合監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的實現(xiàn)，包括其供電設(shè)計、通信傳輸組網(wǎng)設(shè)計和監(jiān)控中心設(shè)計等由于涉及的監(jiān)控內(nèi)容多系統(tǒng)覆蓋的隧道距離長以及系統(tǒng)的兼容性和平臺統(tǒng)一性，以及不同子系統(tǒng)之間的聯(lián)動關(guān)系，其中以多網(wǎng)融合、多狀態(tài)監(jiān)控信號統(tǒng)一接入/傳輸和信息優(yōu)化展示技術(shù)難度最高，供電系統(tǒng)雖無技術(shù)難度單需要仔細(xì)測算。系統(tǒng)組成電纜隧道綜合監(jiān)測系統(tǒng)由以下子系統(tǒng)——電纜網(wǎng)集中監(jiān)控中心一體化平臺子系統(tǒng)電纜隧道環(huán)境綜合在線監(jiān)控子系統(tǒng)、安防監(jiān)控子系統(tǒng)（包含電力隧道進(jìn)出口門禁/井蓋管理應(yīng)用子系統(tǒng)電力隧道智能視頻監(jiān)控應(yīng)用子系統(tǒng)高壓電纜線路分布式光纖測溫應(yīng)用子系統(tǒng)、高壓電纜線路金屬護(hù)層接地電流在線監(jiān)測應(yīng)用子系統(tǒng)高壓電纜局部放電監(jiān)測子系統(tǒng)高壓電纜防盜割監(jiān)測子系統(tǒng)高壓電纜接頭溫度監(jiān)測子系統(tǒng)隧道應(yīng)急通信子系統(tǒng)等組成。整個監(jiān)控系統(tǒng)分為四層架構(gòu)三個網(wǎng)絡(luò)：(1).平臺層硬件設(shè)備主要集中于電纜網(wǎng)集控中心機房主要有服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲磁盤陣列監(jiān)控計算機以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成其中服務(wù)器上部署并運行監(jiān)控平臺應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)庫管理軟件，并通過服務(wù)器發(fā)布web版的監(jiān)控數(shù)據(jù)，監(jiān)控計算機安裝監(jiān)控客戶端應(yīng)用軟件實現(xiàn)對各子系統(tǒng)的操控。(2).站控層：變電站控制室。在變電站內(nèi)安裝各子系統(tǒng)的監(jiān)控主機（或數(shù)據(jù)采集前端機通訊管理機組屏式就地監(jiān)控和現(xiàn)場操作終端等設(shè)備實現(xiàn)對所管轄多條電力隧道內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行通信監(jiān)測現(xiàn)場調(diào)試自動聯(lián)動和數(shù)據(jù)上傳等功能一般設(shè)置在電力電纜隧道匯聚的主要變電站內(nèi)。(3).間隔層分布式控制（數(shù)據(jù)采集控制終端安裝于電力隧道內(nèi)的重要位置信息點相對集中位置或按一定長度間隔設(shè)置。主要實現(xiàn)遙測，遙信，遙控，遙調(diào)功能實現(xiàn)對門禁等智能設(shè)備的通訊統(tǒng)一接入為視頻和語音消防設(shè)備提供統(tǒng)一，高速和高可靠性的通訊通道，為傳感器和執(zhí)行器等設(shè)備就地供電，提供所需的電壓等級和一定的功率。(4).設(shè)備層傳感器執(zhí)行設(shè)備傳感器包括煙霧探頭有害/可燃?xì)怏w探頭水位傳感器電流互感器溫度傳感器紅外探測器等執(zhí)行機構(gòu)/設(shè)備包括電控鎖、攝像頭、風(fēng)機、水泵、警示燈等。(5).系統(tǒng)廣域網(wǎng)：一般利用電力系統(tǒng)已有的綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)，一般不單獨鋪設(shè)，以節(jié)省成本，減少工期。(6).電力隧道局域網(wǎng)：主要用于連接設(shè)置控制室的變電站和電力電纜隧道內(nèi)分布式控制器。為防止電力電纜隧道內(nèi)強烈的電磁干擾可能對弱電設(shè)備和長距離通訊的影響一般采用千兆光纖實現(xiàn)高速和雙環(huán)自愈功能除監(jiān)控信號外還可實現(xiàn)視頻和語音通訊的三網(wǎng)融合統(tǒng)一傳輸。提供變電站到分布式控制器的供電。(7).設(shè)備網(wǎng)主要為分布式控制器及其周圍的傳感器執(zhí)行機構(gòu)提供通訊和供電主要特點為采用串行通訊或設(shè)備間采用硬接線方式。電源供電概述對于監(jiān)控系統(tǒng)必須要考慮監(jiān)控設(shè)備的安裝難度和安裝后能否正常工作的問題鑒于監(jiān)測設(shè)備種類多數(shù)量大供電電壓等級不同功率差異較大如何解決電力隧道和管溝內(nèi)惡劣環(huán)境下監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程供電，是整個系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵點之一。監(jiān)控系統(tǒng)的供電主要分為主控設(shè)備電源和電力隧道內(nèi)供電其中監(jiān)控系統(tǒng)中的主控設(shè)備，如綜合監(jiān)控主機部署在就近的變電站內(nèi)占用變電站內(nèi)的屏位為主控設(shè)備供電變電站內(nèi)為主控設(shè)備提供的AC220V電源都有完善的后備保護(hù)，整個系統(tǒng)的可靠性很高，供電無技術(shù)難度。供電方式間隔層和設(shè)備層設(shè)備部署在電力隧道或者管溝內(nèi)，距離變電站可達(dá)十幾公里遠(yuǎn)，各種現(xiàn)場采集單元呈離散狀分布，功率和電壓等級不同，如：門禁/井蓋控制要求控制器部署在各個井口隧道環(huán)境監(jiān)測設(shè)備的分布于各防火間隔且在電力隧道內(nèi)未提供供電電源這種情況需要采用遠(yuǎn)程集中供電方式來解決而對于視頻監(jiān)控系統(tǒng)來說每個視頻在工作時需要的功率很大這就決定了視頻監(jiān)控系統(tǒng)一定要單獨供電而本方案提供的電源系統(tǒng)采用的是主線AC220V供電方式與支線低壓48V電力載波的遠(yuǎn)程供電技術(shù)可以同時兼顧這兩種方式，這種供電方式需要從站端或者現(xiàn)場配電柜備用線路上引AC220V電到配電箱，配電箱經(jīng)過電壓變換之后為現(xiàn)場每個設(shè)備提供足夠的電壓和功率以確保每個設(shè)備能夠正常運行在每個防火隔斷內(nèi)需要至少設(shè)置一個電源分配箱電源分配箱最主要的功能是給電纜隧道綜合監(jiān)控主機、視頻設(shè)備、局放采集模塊及通訊設(shè)備(包含交換機、應(yīng)急電話系統(tǒng)及WIFI模塊等)來供電，而隧道內(nèi)的其他監(jiān)控設(shè)備如氣體采集系統(tǒng)、接地電流、風(fēng)機聯(lián)動控制系統(tǒng)、照明控制、水泵控制等系統(tǒng)的供電都由采用電力載波技術(shù)的電纜隧道綜合監(jiān)控主機來供給。采用主線220VAC供電方式與支線低壓48V電力載波遠(yuǎn)程供電技術(shù)的主要好處如下：（1）電壓等級較高，可以傳輸較長距離，可以傳輸較大功率，滿足設(shè)備電力電纜隧道內(nèi)設(shè)備數(shù)量多的現(xiàn)狀。（2）減少了隧道內(nèi)支線線路重復(fù)敷設(shè)傳感器、采集器供電線纜，降低了系統(tǒng)存在問題的分析，提高了供電系統(tǒng)的可靠性。由于減少電纜敷設(shè)數(shù)量，所以降低了整個供電系統(tǒng)成本。系統(tǒng)通信隨著電纜隧道建設(shè)規(guī)模的不斷增加以及智能電網(wǎng)建設(shè)的推廣，各種各樣的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、圖像化的監(jiān)測設(shè)備成為了電纜隧道內(nèi)安全生產(chǎn)的重要輔助手段，建立高效可靠的數(shù)據(jù)采集和光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)是對這些設(shè)備進(jìn)行集中控制管理的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的光纖網(wǎng)絡(luò)采用的是主干式的，中間的任何一條連接線斷掉，都至少會影響連接中的一個區(qū)域，建立自愈型光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，不僅可以防止傳輸系統(tǒng)在一處連接發(fā)生故障。而影響整體網(wǎng)絡(luò)情況的出現(xiàn)，還可以更加高效快速的采集隧道下數(shù)據(jù)，是電纜隧道優(yōu)化生產(chǎn)方案、高效管理的重要組成部分，本系統(tǒng)采用光纖環(huán)網(wǎng)和電力載波復(fù)合通信系統(tǒng)作為整體系統(tǒng)的通信網(wǎng)。本系統(tǒng)在設(shè)計時充分考慮了各子系統(tǒng)之間的集成與聯(lián)動控制。通過統(tǒng)一的監(jiān)控平臺和通信協(xié)議，實現(xiàn)了間隔層、設(shè)備層、系統(tǒng)廣域網(wǎng)、電力隧道局域網(wǎng)、設(shè)備網(wǎng)等各子系統(tǒng)之間的無縫對接和協(xié)同工作。當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生緊急情況時，如火災(zāi)、水浸、有害氣體泄漏等，系統(tǒng)能夠自動觸發(fā)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，聯(lián)動控制風(fēng)機、水泵、警示燈等執(zhí)行設(shè)備，迅速排除險情，保障隧道安全。