楊彬彬 馮銳濤

（安徽繼遠(yuǎn)軟件有限公司，安徽 合肥 230088）

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)情況

1.1 需求分析

電纜及通道是整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行過程中的重要組成部分，更是施工、運(yùn)檢等部門的重點(diǎn)工作項(xiàng)目。隨著城市電纜朝著電纜化方向發(fā)展，電纜自身所占比例將會(huì)越來越高。想要將地下電纜運(yùn)行可靠性和安全性特點(diǎn)展示出來，實(shí)際運(yùn)檢維護(hù)操作成為重中之重。更為重要的是，電纜及通道屬于是地下隱蔽性工程，其檢測(cè)難度極高，而且電纜敷設(shè)時(shí)間較長(zhǎng)，改造工作開展也極為頻繁，自身信息化水平也比較低，容易出現(xiàn)資料庫(kù)數(shù)據(jù)缺失等問題，為后續(xù)調(diào)度、巡檢、搶修等工作的開展創(chuàng)造了很大難度。對(duì)于已有電纜資料的數(shù)字化錄入，需要對(duì)已有的竣工圖紙、CAD設(shè)計(jì)圖等錄入到專用電纜數(shù)據(jù)庫(kù)之中，為后續(xù)共享操作創(chuàng)造有利條件。對(duì)于已有的電纜設(shè)備和通道，還應(yīng)該做到精確、全面的檢查，將其基本屬性、拓?fù)潢P(guān)系等全部錄入到電纜管理系統(tǒng)之中。對(duì)于整個(gè)搶修和巡檢工作的執(zhí)行，需要做到查詢方便、定位準(zhǔn)確，并對(duì)內(nèi)部穿孔、盤余情況等內(nèi)容進(jìn)行查看，這也是整個(gè)地線電纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用的本質(zhì)所在。

1.2 數(shù)據(jù)模型

在整個(gè)地下電纜和通道建設(shè)上，涉及的設(shè)備設(shè)施數(shù)量和種類極高，形態(tài)也比較復(fù)雜。為此，當(dāng)實(shí)際模型設(shè)計(jì)工作開展過程中，需要對(duì)設(shè)備設(shè)施對(duì)象的幾何類型和屬性字段等情況進(jìn)行選擇，為后續(xù)工作執(zhí)行創(chuàng)造有利條件。對(duì)于系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)，最為重要的當(dāng)屬軟件架構(gòu)，主要包含的內(nèi)容有數(shù)據(jù)層、服務(wù)層以及應(yīng)用層。也正是由于分層設(shè)計(jì)存在，可以讓相關(guān)功能設(shè)計(jì)顯得更具可行性，將模塊之間的耦合度降到最低，為后續(xù)開發(fā)和維護(hù)創(chuàng)造更多有利條件。對(duì)于數(shù)據(jù)層建設(shè)，主要涉及的內(nèi)容有地圖數(shù)據(jù)、電纜以及通道的圖形數(shù)據(jù)等。對(duì)于實(shí)際硬件架構(gòu)，主要涉及的內(nèi)容包括客戶端、移動(dòng)設(shè)備以及服務(wù)器等情況，讓相關(guān)移動(dòng)設(shè)備與服務(wù)器保持良好通信，在專用網(wǎng)接入上，主要以VPN方式為主。

2 基于GIS的地下電纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用

2.1 監(jiān)控及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)與電纜防盜單元

首先，從監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)中能夠看出，整個(gè)監(jiān)控中心屬于是電纜運(yùn)行監(jiān)控和管理的重要設(shè)計(jì)內(nèi)容，主要功能包括地下電纜運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、電纜于小寧集中指揮、集控等。在實(shí)際功能設(shè)計(jì)上，也可以將實(shí)際硬盤陣列監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，以及JAVA語(yǔ)言建立監(jiān)控中心平臺(tái)應(yīng)用其中，幫助人們了解實(shí)際操作臺(tái)的應(yīng)用情況。其次是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的設(shè)計(jì)，該項(xiàng)功能主要是對(duì)光纖通信內(nèi)容進(jìn)行整合和應(yīng)用，確保監(jiān)控中心與監(jiān)控單元能夠建立連接關(guān)系，該種關(guān)系建設(shè)以光纖應(yīng)用為主，這樣一來，便可以向監(jiān)控中心發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。另外，光纖通信網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⑼ㄐ盘攸c(diǎn)更好地展示出來，為后續(xù)電纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信創(chuàng)造更多有利條件。最后是防盜電控單元設(shè)計(jì)，也正是在該功能的作用下，可以讓感應(yīng)裝置作用更好地展示出來，確保對(duì)井蓋開合狀態(tài)的全面統(tǒng)計(jì)，將隧道之中的人員位置反映出來，將信息傳輸?shù)奖O(jiān)控人員手中。從實(shí)際監(jiān)控中心軟件應(yīng)用上能夠看出，一旦出現(xiàn)非法出入隧道的情況，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，并通過防盜監(jiān)控單元，對(duì)隧道入口門和井蓋防盜鎖開合情況進(jìn)行控制，強(qiáng)化系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

2.2 溫度監(jiān)測(cè)與電纜金屬護(hù)層接地電流監(jiān)測(cè)單元

溫度監(jiān)測(cè)單元。在該項(xiàng)功能建設(shè)時(shí)，數(shù)字式溫度傳感器應(yīng)用尤為重要，能夠幫助工作人員對(duì)電纜接頭進(jìn)行全面的測(cè)量操作，而且在每個(gè)電纜中間頭設(shè)計(jì)時(shí)，所需要的溫度傳感器數(shù)量為3個(gè)。在整個(gè)監(jiān)測(cè)主機(jī)設(shè)計(jì)上，最為常見的規(guī)格為DC24V，實(shí)際消耗功率不會(huì)超過1 W，主機(jī)殼體防水等級(jí)能夠達(dá)到IP66。對(duì)于實(shí)際溫度監(jiān)測(cè)模塊設(shè)計(jì)，主要應(yīng)用溫度傳感器采集電纜溫度數(shù)據(jù)，隨后經(jīng)過光纖網(wǎng)絡(luò)將其信息傳遞到監(jiān)控中心之中。通過對(duì)數(shù)據(jù)的全面分析和統(tǒng)計(jì)，當(dāng)達(dá)到報(bào)警條件之后，報(bào)警信號(hào)便會(huì)生成和發(fā)出，而對(duì)于整個(gè)溫度傳感器監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)計(jì)，應(yīng)該以電纜接頭為主，并與電纜本體部分形成連接作用。第二，電纜金屬護(hù)層接地電流監(jiān)測(cè)單元。對(duì)于上述功能的展示，電流互感器應(yīng)用顯得尤為重要，實(shí)現(xiàn)對(duì)1套監(jiān)測(cè)主機(jī)和連接電纜等操作的有效利用。需要注意的是，所有接頭需要保持良好的密封狀態(tài)，實(shí)際密封要求需要達(dá)到IP66，為后續(xù)工作的開展創(chuàng)造有利條件。

2.3 電纜通道水位與氣體監(jiān)測(cè)單元

第一，水位監(jiān)測(cè)單元設(shè)計(jì)。在該功能設(shè)計(jì)過程中，主要應(yīng)用的是水位傳感器對(duì)電纜隧道中的水位數(shù)據(jù)進(jìn)行采集操作，并借助于光纖網(wǎng)絡(luò)將其傳輸回監(jiān)控中心之中。在后續(xù)，監(jiān)控中心會(huì)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的統(tǒng)計(jì)和分析操作，并設(shè)計(jì)自動(dòng)報(bào)警裝置，一般來說，水位測(cè)點(diǎn)主要集中在電纜接頭處，讓集水井設(shè)計(jì)保持在穩(wěn)定狀態(tài)下。第二，氣體監(jiān)測(cè)單元。在該項(xiàng)功能實(shí)施過程中，主要應(yīng)用的是氧氣傳感器、可燃?xì)怏w傳感器等，通過對(duì)氧氣含量以及有毒氣體含量統(tǒng)計(jì)，確保數(shù)據(jù)能夠傳輸?shù)奖O(jiān)控中心之中。此時(shí)，監(jiān)控中心會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的統(tǒng)計(jì)和分析操作，并確保報(bào)警系統(tǒng)按照實(shí)際要求啟動(dòng)。整個(gè)電纜通道氣體監(jiān)測(cè)單元設(shè)計(jì)主要集中在通風(fēng)口或者是燃?xì)夤艿乐校寣?shí)際管道水位或者是氣體監(jiān)測(cè)單元安裝變得更加可靠有效。

2.4 煙霧與電纜局放監(jiān)測(cè)單元

在整個(gè)煙霧監(jiān)測(cè)單元設(shè)計(jì)過程中，可以通過煙霧報(bào)警實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集操作，并通過光纖網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心之中，最終讓報(bào)警系統(tǒng)處于合理的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)之下。從實(shí)際電纜煙霧監(jiān)測(cè)裝置安裝過程中能夠看出，其主要集中在電纜集中處以及電纜接頭處。除此之外，整個(gè)電纜局部放電監(jiān)測(cè)單元設(shè)計(jì)之中，實(shí)際功能主要集中在電流傳感器上，進(jìn)而將耦合電纜本體以及接頭處局部放電信號(hào)耦合在一起，為后續(xù)采集器工作創(chuàng)造更多有利條件。測(cè)試主機(jī)也會(huì)對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行識(shí)別和分析，并通過對(duì)放電信息數(shù)據(jù)的讀寫，將監(jiān)測(cè)結(jié)果全年展示出來。需要注意的是，對(duì)于整個(gè)接地電流監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)接地電流增大問題，系統(tǒng)警報(bào)狀態(tài)將會(huì)出現(xiàn)變化，并觸發(fā)后續(xù)的預(yù)警服務(wù)。

3 基于GIS的地下電纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用效果

通過對(duì)電力電纜在線系統(tǒng)應(yīng)用，能夠幫助工作人員對(duì)設(shè)備故障位置進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，將故障尋找時(shí)間縮短，降低由于停電問題產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失。在實(shí)際GIS作用下，還能對(duì)電纜運(yùn)行管理與監(jiān)測(cè)進(jìn)行強(qiáng)化，降低電纜運(yùn)檢的工作量，并對(duì)電纜故障事故進(jìn)行全面預(yù)防，維護(hù)用戶供電的穩(wěn)定性，幫助人們實(shí)時(shí)了解地下電力電纜的運(yùn)行情況，為后續(xù)技術(shù)維護(hù)提供有利條件。

4 結(jié)語(yǔ)

在電力電纜實(shí)施在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用過程中，需要借助于相關(guān)管理系統(tǒng)的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)，并以遙感、地理信息系統(tǒng)等內(nèi)容為核心，實(shí)現(xiàn)接頭溫度、水位等問題的全面完善，避免對(duì)后續(xù)工作產(chǎn)生影響。而且為了維護(hù)供電效果不受任何影響，降低地下電纜運(yùn)檢工作量，實(shí)際在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須得到完善。