基于光纖光柵傳感的電纜隧道多狀態在線監測系統技術方案

本發明專利技術提供基于光纖光柵傳感的電纜隧道多狀態在線監測系統，包括通信光纜、光纖光柵門禁傳感器、光纖光柵井蓋傳感器、光纖光柵液位傳感器和光纖光柵溫度傳感器，各傳感器分別與通信光纜連接，通信光纜通過光纖光柵解調器與上位機連接，上位機通過網絡與中控系統連接。本系統以光纖光柵傳感技術為支撐，結合光纖網絡技術，將電纜隧道內多狀態參量監測集成于統一的管理平臺，形成全新的電纜隧道狀態實時監測和運維管理模式，為電纜隧道事故預防、電纜網的安全可靠供電提供保障，實現電網生產運行管理和指揮決策的智能化。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種多狀態綜合監控系統，具體地說是基于光纖光柵傳感技術，針對電纜隧道電纜本體，環境監測及隧道安防的多狀態在線監測系統。
技術介紹
電纜隧道的使用，是滿足中心城區高負荷密度和電纜化的供電要求，有效保障電力通道的輸送容量和提高通道資源利用率的重要措施。伴隨著城市電力電纜隧道的飛速發展，對電力電纜隧道的維護、監控和管理要求也逐步提升。集智能化、無人化于一身的現代監控系統已經逐步取代了原有的傳統管理模式，先進的技術和設備將為電力電纜隧道的運行維護提供更多領域的技術支持和保障。 專利號為200420000941. 7的《一種電纜隧道的防火系統》和專利號為200810137337. I的《電纜隧道自動排水系統》都僅針對電纜隧道單一環境因素進行監測。專利號為201010182962. 5的《一種電纜隧道綜合控制系統》對電纜隧道內的溫度、液位、照明控制等多種狀態進行監測，但該技術所選用的電學原理傳感器，在惡劣的電纜隧道環境下的使用壽命、傳感器的現場取電、系統組網等方面都受到極大的限制。光纖光柵傳感技術是近年發展起來的先進傳感技術，與傳統電學類傳感技術相t匕，其在可靠性、安全性、測量參量范圍、組網能力等方面均擁有明顯優勢，是非常適合于電力領域的先進傳感技術。光纖光柵傳感技術可以對多種不同物理量進行監測，包括溫度、應變、壓力、位移、壓強、加速度等。將光纖光柵傳感技術與電纜隧道的實際監控需求相結合，對隧道內電纜本體溫度，隧道環境溫度，隧道井蓋狀態，隧道積水水位等多種環境參量，以及隧道的入侵防范等進行在線監測，并在此基礎上建立集成化管理平臺，真正推動電力電纜隧道監控運行管理水平的提升。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有傳感技術的不足，提供一種基于光纖光柵傳感的電纜隧道多狀態在線監測系統，實現電網生產運行管理和指揮決策的智能化。本專利技術為解決上述技術問題所米取的技術方案為一種基于光纖光柵傳感的電纜隧道多狀態在線監測系統，其特征在于它包括鋪設在電纜隧道中的通信光纜、用于檢測電纜隧道門禁狀態的光纖光柵門禁傳感器、用于檢測井蓋開合狀態的光纖光柵井蓋傳感器、用于檢測電纜隧道內積水液位的光纖光柵液位傳感器和用于測量電纜接頭溫度及隧道環境溫度的光纖光柵溫度傳感器，光纖光柵門禁傳感器、光纖光柵井蓋傳感器、光纖光柵液位傳感器和光纖光柵溫度傳感器分別與通信光纜連接，通信光纜通過光纖光柵解調器與上位機連接，上位機通過網絡與中控系統連接。按上述方案，各傳感器與通信光纜之間采用熔接的方式連接，信號的傳感和傳輸采用全光纖網絡。按上述方案，通信光纜與各傳感器熔接處采用熱縮管固定，熱縮管設置在光纖接續盒中。按上述方案，所述的每2-4個豎直排放的光纖光柵液位傳感器為一組,還包括能夠隨積水上浮的浮漂和設置在浮漂上的磁鐵，當積水上浮至與光纖光柵液位傳感器等高時浮漂上的磁鐵與光纖光柵液位傳感器接觸。按上述方案，所述的光纖光柵溫度傳感器的個數為2-40個，并通過通信光纜連接為串聯形式，沿通信電纜本體分布。按上述方案，所述的光纖光柵井蓋傳感器和光纖光柵門禁傳感器均為光纖光柵應變傳感器，分別安裝在井蓋下方和門上方。本專利技術的有益效果為 I、本系統以光纖光柵傳感技術為支撐，結合光纖網絡技術，將電纜隧道內多狀態參量 監測集成于統一的管理平臺，形成全新的電纜隧道狀態實時監測和運維管理模式，為電纜隧道事故預防、電纜網的安全可靠供電提供保障，實現電網生產運行管理和指揮決策的智能化。2、將光纖光柵傳感器與普通的機械結構相結合，當浮漂頂端的磁鐵與光纖光柵傳感器接觸時改變光纖光柵傳感器內部受力狀態，導致光纖光柵的波長發生變化，變化后波長信息經傳輸光纜到解調儀，解調儀和上位機，上位機處理后顯示出當前液位信息。3、利用本系統可提高電力系統的運行安全監管水平，提高電力系統的工作效率，推進了電力行業的智能化、自動化管理，為輸電系統提供了更為安全有效的管理模式。附圖說明圖I為本專利技術的網絡結構示意圖。圖中1、通信光纜,2、光纖光柵解調器,3、上位機,4、中控系統,5、光纖光柵門禁傳感器，6、光纖光柵井蓋傳感器,7、光纖光柵液位傳感器,8、光纖光柵溫度傳感器。具體實施例方式圖I為本專利技術的網絡結構示意圖，包括鋪設在電纜隧道中的通信光纜I、用于檢測電纜隧道門禁狀態的光纖光柵門禁傳感器5、用于檢測井蓋開合狀態的光纖光柵井蓋傳感器6、用于檢測電纜隧道內積水液位的光纖光柵液位傳感器7和用于測量電纜接頭溫度及隧道環境溫度的光纖光柵溫度傳感器8,光纖光柵門禁傳感器5、光纖光柵井蓋傳感器6、光纖光柵液位傳感器7和光纖光柵溫度傳感器8分別與通信光纜I連接，通信光纜I通過光纖光柵解調器2與上位機3連接，上位機3通過網絡與中控系統4連接。光纖光柵門禁傳感器5，光纖光柵井蓋傳感器6，光纖光柵液位傳感器7和光纖光柵溫度傳感器8均從兩端引出尾纖，各種傳感器之間可以任意串聯，傳感器與通信光纜I之間采用熔接的方式連接，光纖熔接處采用熱縮管固定保護，然后置于光纖接續盒中。同樣，其他的解調儀通道，也采用同樣的方法連接成一串。各串通信光纜的傳輸信息在某一處匯聚于一條多芯光纜，然后傳輸至在主控站的光纖光柵解調器2，光纖光柵解調器把信息解調后通過網口傳輸至上位機3，上位機處理后發送至中控系統4。所述電纜隧道內輸電電纜本體、電纜接頭溫度及隧道環境溫度監測部分，采用光纖光柵傳感技術實現溫度測量。光纖光柵溫度傳感器是利用光纖光柵反射波長對溫度敏感特性進行溫度監測，通過傳輸光纜把波長溫度信息傳輸至光纖光柵解調器，解調器處理后傳輸至上位機系統，上位機系統處理后會輸出對應的電纜溫度、溫度預警或溫度報警信號。所述電纜隧道井蓋開合狀態監測部分，利用光纖光柵的應變特性對電纜隧道井蓋開合狀態進行監測。光纖光柵井蓋傳感器通過傳輸光纜把井蓋狀態信息傳輸至光纖光柵解調器，解調器處理后傳輸至上位機系統，上位機系統處理后會輸出對應的開、合狀態。所述電纜隧道風樓門禁狀態監測部分，利用光纖光柵的應變特性對風樓門禁狀態進行監測。光纖光柵門禁傳感器通過傳輸光纜把門禁狀態信息傳輸至光纖光柵解調器，解調器處理后傳輸至上位機系統，上位機系統處理后會 輸出對應狀態。所述電纜隧道內積水液位監測部分，利用光纖光柵的應變特性對電纜隧道內積水液位實現測量。光纖光柵液位傳感器利用光纖光柵的應變敏感特性探測液位，通過傳輸光纜把液位信息傳輸至光纖光柵解調器，解調器處理后傳輸至上位機系統，上位機系統處理后會輸出對應的液位高度。本實施例中，在需要監測液位高度的地方由上至下等距離安裝3個液位傳感器，3個液位傳感器將隧道的高度均分為四段。當積水液位上升到所安裝傳感器的高度時，傳感器下端的浮漂受到浮力作用開始上升，當浮漂上到約10毫米的高度后與光纖光柵傳感器本體接觸。浮漂頂端的磁鐵改變傳感器內部受力狀態，導致光纖光柵的波長發生變化，變化后波長信息經傳輸光纜到解調儀，解調儀和上位機，上位機處理后顯示出當前液位信息。該系統對液位實現分級監測，可根據現場實際情況設定報警閾值。井蓋狀態監測、門禁狀態監測與液位監測同屬開關量狀態監測，工作原理相似。光纖光柵溫度傳感器則將電纜隧道內溫度實時傳給中控系統，當溫度超過警戒值時即報警。隧道環境立體模型及監測信息顯示系統部分，包括隧道環境立體模型，隧道電纜本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于光纖光柵傳感的電纜隧道多狀態在線監測系統，其特征在于：它包括鋪設在電纜隧道中的通信光纜、用于檢測電纜隧道門禁狀態的光纖光柵門禁傳感器、用于檢測井蓋開合狀態的光纖光柵井蓋傳感器、用于檢測電纜隧道內積水液位的光纖光柵液位傳感器和用于測量電纜接頭溫度及隧道環境溫度的光纖光柵溫度傳感器，光纖光柵門禁傳感器、光纖光柵井蓋傳感器、光纖光柵液位傳感器和光纖光柵溫度傳感器分別與通信光纜連接，通信光纜通過光纖光柵解調器與上位機連接，上位機通過網絡與中控系統連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：常曉東，熊巖，印新達，
申請(專利權)人：武漢理工光科股份有限公司，
類型：發明
國別省市：