专利名称：一种基于电缆温度测量的电缆隧道环境监测方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及高压输配电技术领域，特别是城市输配电技术领域。
背景技术：
近几年来随着我国城市用电容量的快速增长，IlOkV输电线与220kV输电线在国内大城市中已经成为主力输电线路。为了改进城市的市容以及减小输电线路的占地面积，越来越多的地下电力电缆在国内的大城市开始进行敷设、运行。 目前部分10kV、110kV以及220kV电缆采用的主要敷设方式是电缆隧道，由于国内电缆隧道建设以及运行管理的还不够规范，电缆隧道内的环境常常遭到破坏，例如电缆隧道出现淤泥、积水以及堆积杂物等。电缆隧道内出现淤泥、积水以及杂物堆积时，其内部敷设的电力电缆的运行环境遭受到破坏，进而影响电力电缆的正常运行，导致电缆遭受到破坏，包括导致电缆的外护套击穿、散热不良造成的电力电缆老化等问题。为了使得电力电缆安全运行，需要对其运行环境，即电缆隧道内的环境进行监测。目前国内对于电缆隧道内的环境监测多数还是采用人工巡线的方式，即巡线工人沿着电缆隧道逐点检测，这种方式的问题是需要耗费大量的人力，并且也不能有效保证每个巡线工人严格的查询了所有的电缆隧道。目前国内关于电缆隧道环境监测系统研究还未见报道，很多研究都是围绕电缆的故障检测以及电缆的运行温度监测进行的。因此，需要研究一种能够监测电缆隧道内环境的方法以及监测系统，确保电力电缆在良好的环境中运行，避免电缆事故的发生。目前关于电力电缆运行温度测量技术的研究已经比较成熟，本发明通过利用该技术提出了一种电缆隧道环境监测方法以及系统。

发明内容
本发明的目的是提供一种可以用于电缆隧道的环境监测的方法。该发明的依据是当电力电缆在正常的电缆隧道内运行时，根据电力电缆的负荷电流、电缆的尺寸参数以及电缆隧道的尺寸参数，可以计算出电力电缆内导体的温度。如果电缆隧道环境发生改变时，例如淤泥、积水或者是隧道内电缆支架倒塌等，电力电缆传输相同的负荷电流时，其内部导体的温度将会改变。因此通过测量电力电缆的运行时的实际温度，并与根据电力电缆参数、电缆隧道参数以及负荷电流计算得出的电力电缆的温度进行比较，判断电缆隧道环境内是否发生改变，当判断出电缆隧道环境发生改变时，可以进行相应的人工检查，节省了大量的人力。本发明的另一目的是提供一种实现上述方法的电缆隧道环境监测系统。为实现上述第一目的而采用的技术方案是这样的，即一种可以用于电缆隧道的环境监测的方法，其特征是包括以下步骤
I)确定电缆温度测量点
根据需要监测的电缆隧道的长度，确定温度测量点的数量与位置首先根据电缆隧道的长度确定其中点位置，在电缆隧道中点的电缆表面布置一个温度测量点，然后由该中点测量点依次间距向电缆两端布置测量点，电缆隧道两个端头的电缆上不布置测量点，记录电缆隧道内的温度测量点的位置与数量；
2)电缆运行时表面温度测量
将光栅温度传感器分别安装在每个测量点的电缆表面，测量电缆的表面温度，通过光纤与光端机采集各个温度测量点的测量数据，然后由光端机将采集的测量数据通过GPRS发送到数据处理中心；
3)电力电缆内部导体温度计算
光栅温度传感器测量的是电力电缆表面的温度，数据处理中心根据测量得到的电力电缆的表面温度，根据建立的从电缆表面到电缆内部导体之间的等值热路公式计算出电力电缆缆芯温度TO，该温度是电力电缆运行时内部导体的实际测量温度；
等值热路计算电缆缆芯温度的计算公式为
权利要求
1.一种基于温度监测的电缆隧道运行环境监测方法，其特征是包括以下步骤 1)确定电缆温度测量点 根据需要监测的电缆隧道的长度，确定温度测量点的数量与位置首先根据电缆隧道的长度确定其中点位置，在电缆隧道中点的电缆表面布置一个温度测量点，然后由该中点测量点依次间距向电缆两端布置测量点，电缆隧道两个端头的电缆上不布置测量点，记录电缆隧道内的温度测量点的位置与数量； 2)电缆运行时表面温度测量 将光栅温度传感器分别安装在每个测量点的电缆表面，测量电缆的表面温度，通过光纤与光端机采集各个温度测量点的测量数据，然后由光端机将采集的测量数据通过GPRS发送到数据处理中心； 3)电力电缆内部导体温度计算 光栅温度传感器测量的是电力电缆表面的温度，数据处理中心根据测量得到的电力电缆的表面温度，根据建立的从电缆表面到电缆内部导体之间的等值热路公式计算出电力电缆缆芯温度TO，该温度是电力电缆运行时内部导体的实际测量温度； 等值热路计算电缆缆芯温度的计算公式为
2.一种基于电缆温度测量的电缆隧道环境监测系统，其特征在于包括温度测量终端和数据处理中心 1)、所述温度测量终端由光栅温度传感器、光端机、中央信息处理器、GPRS数据通信模块和电源管理模块构 成；其中 a)光栅温度传感器用于现场测量电力电缆的表面温度，固定在电力电缆外表面上，通过光纤与光端机的输入端连接； b)光端机用于将一个隧道内的所有光栅温度传感器的测量数据进行汇集，并将光信号转换成数字信号，其输出端与中央信息处理器的输入端连接； c)中央信息处理器接收数字信号，并进行存储，其输出端与GPRS数据通信模块的输入端连接； d)GPRS数据通信模块将数据通过GPRS网络发送至中心数据处理服务器，并接收中心数据处理服务器发送来的信息； e)电源管理模块提供+5.OV电压为不同模块供电，其输出端分别与中央信息处理器和GPRS数据通信模块的电源端连接； 2)、所述数据处理中心由GPRS通信模块，分析计算模块、数据库系统和PC机构成；其中 a)GPRS通信模块接收测量终端通过发送的数据； b)分析计算模块自动处理检测分析收到的测量数据信息，包括测量点的位置编号、温度、测量时间，并且能够根据测量点的编号从数据库系统查询电力电缆与电缆隧道的参数，根据测量时间可以从数据库系统查询电力电缆的负荷电流大小，从而建立热力学方程，计算出电力电缆内部导体的理论温度Tl ;同时 根据温度测量点处对应的电力电缆的参数，建立该电力电缆外表面至内部导体的等值热路，根据电力电缆的表面温度得出电力电缆内部导体温度T0，将计算得到的电力电缆的内部导体与测量得到的温度进行比较，判断分析电缆隧道环境是否正常。
全文摘要
本发明涉及一种基于温度监测的电缆隧道运行环境监测方法，其特征是包括的步骤有1)确定电缆温度测量点；2)电缆运行时表面温度测量；3)电力电缆内部导体温度计算；4)电缆隧道环境的判断；通过理论温度T1与实测温度T0比较，如果，则认为该温度测量点对应的电缆隧道内环境发生了改变，需要安排人员进行检查。本发明还涉及基于电缆温度测量的电缆隧道环境监测系统，由温度测量终端和数据处理中心构成。
文档编号G01K1/02GK102680135SQ20121016203
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月23日 优先权日2012年5月23日
发明者杨帆, 程鹏, 高兵 申请人:重庆大学