系统整体概述System overview

电缆隧道综合在线监测系统建设依据物联网技术三层架构体系感知层、网络层、平台层，制定隧道建设方案，建设方案框图如下图所示：

通过在感知层布署前端采集终端设备，实现基础数据采集；网络层建设基于物联网无线通信网络和光纤局域网络，实现数据高效、安全、快速传输；平台层建设隧道综合在线监控系统平台，实现隧道信息化管理与运维。 电缆隧道综合在线监测系统拓扑图如下图所示：

系统组成结构System structure

电缆隧道综合在线监测系统从结构层次的角度可分为如下三层，如下：

第一层是由数据库服务器、分布式光纤测温主机等软硬件设备为优化系统结构层次、提高信息传输效率、便于系统组网而在电缆隧道就近的变电站内设置的站控级电缆状态监测子站，主要包含综合监控服务器、数据库服务器、工控机、分布式光纤测温主机、局放上位主机、硬盘录像机、机器人服务器、智能井盖服务器、网络交换机、UPS电源及标准电力机柜等软硬件设备，部署在电缆隧道就近的变电站内(以下简称站控级电缆状态监测子站)。

第二层是实现采集功能的采集装置，主要涉及护层电流采集器、局放采集装置、井盖控制器、环境采集装置、电缆故障预警与精确定位装置等，部署安装在电缆隧道内。

第三层是终端监测装置(即各种传感器)，属于系统的最底层，主要涉及摄像机、电子井盖、护层电流传感器、局放传感器、气体传感器、温湿度传感器、水位传感器、温度感测多模光缆、重点区域自动灭火装置及巡检机器人等设备，部署安装在电缆隧道内。

最终所有数据根据业主要求上传到指定监控中心进行数据监测、分析。

电缆隧道综合在线监控系统对电力隧道内有害气体、空气含氧量、水位等环境参量、动力电缆运行状态进行监测，可有效监测到隧道内水位及气体情况和隧道内水泵及防火门运行状态的实时监测，及时发现由于外部跑水至电力隧道内，外部可燃气体进入隧道内等情况。通过水位、气体监测报警，及时发现隐患点所在位置及水位数值、气体成分含量等情况，并上报和记录原始数据。采用光纤测温系统实现隧道环境温度的监控。隧道内安装球机视频监控设备，实现隧道内无死角实时视频画面监控。通过温感传感器、烟雾传感器实时监测隧道内消防信息，与贮压悬挂式灭火装置实现联动，实现出现火灾情况自动灭火同时上传报警信息。井盖防入侵系统可有效的防止人员非法进入隧道，同时可监控震动、非法进入、倾斜等报警状态，并实现智能化开启。由于隧道特定环境导致手机无法与外界通信，因此部署手机信号全覆盖信号装置，实现手机与外界通信环境畅通，出现异情能保障人员与外界即时通信。一体化电流传感器能够实时监测电缆接地电流值，并且采用自取电，无线LORA技术方式实现数据传输。在线局放监测系统，能够实时监测电缆局放信息，从而实现提前预防电缆故障等。隧道内加装智能巡检机器人，实现全方位智能巡检。吊轨式智能巡检机器人，能够按照设定巡检时间对隧道内进行巡检，通过可视光摄像机和红外热成像摄像机以及有毒有害气体检测传感器实现隧道内电缆运行状态和环境情况检测。智能化门禁管理系统实现人员进入权限设置，并对进入隧道内人员信息进行轨迹记录，可实现远程门禁控制，防止非工作人员非法进入。智能照明系统，通过智能控制模块，实现照明设备远程控制开启及关闭，能够检测照明设备开启与关闭状态。

当隧道内的氧气、一氧化碳、甲烷、硫化氢等有害气体含量超过一定标准时，报警系统立刻在监控中心和设备安装地点发出声响信号，并通过隧道口LED显示屏显示相关气体值，并通过不同颜色进行区分显示。气体超标的同时与风机联动，实现隧道内换气，使环境达到标准状态，保障作业人员人身安全。

当隧道水位超过设定标准时，监控系统立刻将报警信号和水泵启动、停止信号传送至集中监控中心。目前隧道内水泵均为浮球联动式水泵，无需增设远程自动控制功能。

在变电站内电力隧道综合监控主机加装无源干接点信号接收板，当环境温度超过限定温度时，光纤测温系统主机发出无线干接点信号，由电力隧道综合监控主机向监控中心发出报警信号并立刻联动关闭整段隧道所有防火门，防止火情扩大。

当隧道内温感和烟感传感器实时监测到火灾信息时，能够第一时间与灭火装置联动，实现超级干粉自动灭火，并实现报警信息远程上传至综合监控系统，保障历史轨迹信息可追溯。

系统组网方式System networking mode

根据在线监测系统的整体构架，通讯传输采用TCP/IP有线网络、以太网总线相结合一体网络通讯系统，以达到远程集中监测、集中显示报警、集中联动控制和集中管理的目标。主要包含:

采用通信网或综合数据网以TCP/IP以太网接口的通信方式采用IEC标准通讯规约进行数据交互传输，考虑到综合监测预警数据有效交互和执行，网络通信带宽不应低于4M。

为保证数据通讯传输的实时性、准确性，站控级电缆状态监测子站与安装在电缆隧道内的终端监测装置之间采用光纤环网通讯网络，主要由部署在站控级电缆状态监测子站的通信主站及部署在电缆隧道内的通信单元组成，通信单元与通信主站之间通过通信光缆进行连接，满足各类监测数据的稳定传输。

系统供电方案System power supply scheme

部署在站控级电缆状态监测子站的综合监测屏机柜、测温监测屏机柜所需工作电源应由站内交流配电柜或站控级电缆状态监测子站内的UPS电源屏柜提供。 部署在电缆隧道内的摄像机、采集单元、通信单元，所需工作电源应由变电站内或隧道内交、直流配电箱集中供给。

系统整体概述System overview

随着电网建设的不断发展，110/220Kv电力电缆供电线路被越来越多的应用到城市电网建设当中。目前电缆出现接地故障后，因供电半径大，可能造成的影响也比较大。 因此研究110/220Kv电力电缆故障的快速在线定位方法以及环流的实时在线监测对提高供电质量具有重要意义。 利用故障产生的电压与（或）电流行波信号测量故障距离是一种较为成熟的技术，已在输电线路和部分结构简单的配电线路中获得成功应用。 110/220Kv电力电缆故障定位及环流监测系统利用高速暂态行波在线监测和电网拓扑分析的系统方法，实现电力电缆的在线监测，对110/220Kv电力电缆故障进行故障定位和环流监测。具体方法是在电缆屏蔽层直接接地点或者电缆头拨开屏蔽层线芯处安装高频传感器，电缆在发生故障时，采集高频暂态行波电流信号（电缆屏蔽层）或者高频暂态电压行波信号（电缆线芯），通过系统装置分析处理，将信号上传到系统后台，系统后台通过波形分析自动通过双端测距技术计算故障点距离，通过系统后台指示故障点位置。并且系统具有实时监测环流功能，可以设置环流报警门限，及时发现因护层损毁造成的电缆故障隐患。 系统平台可以部署在云服务端或当地主站，维护人员也可通过互联网访问、账号登录方式实现系统远程监控，实时了解电缆运行状况信息。使维护人员在线路故障时进行快速正确处理，大幅提高电网自动化程度，保证电网的安全性和可靠性，减少了大量的人力物力消耗，节约了运行成本。

产品功能Product function

 故障定位：系统采用双端自动测距技术，实现故障点距离测算，并且在系统后台界面明确指示故障点位置，对故障点进行标注，故障定位精度可达10m。
      环流监测：系统可以实时监测电缆线路的外护套绝缘情况，并绘制环流曲线，对于外护套绝缘异常电缆进行故障报警。
      断电防护：系统装置内电源模块处于热备份状态，当AC220V供电电源断电后，系统装置可持续工作2-3h，确保断电瞬间采集的数据完整性。
      系统云服务：针对每个用户提供足够的用户空间，用户可在任何时间地点随意通过浏览器访问现场的系统监测情况，并且系统历史数据永久存储，方便历史查看。
      电子值班：实现无人值守，报警信息及工作状态可通过发送短信息、APP推送的方式至相关人员。
      历史存储：实现实时存储信息，可进行历史数据查询，报警信息打印等。

产品技术指标Product technical indicators

电流监测：8路100MHz高速电流采样，可同时监测8条电缆
电压监测：4路100KHz工频电压采样
环流监测：8路20KHz工频电流采样，可同时监测8条单芯电缆
系统定位精度：10m
守时方式：GPS/北斗，光纤
守时精度：20ns
装置功耗：≤10W
防护等级：IP65
通讯接口：网口/光口/ 4G无线通讯/RS485/Loar无线
供电方式： AC220V/DC24V/CT取电/太阳能
监控中心主机：笔记本电脑/台式电脑
告警方式：云服务软件弹窗、GIS图弹窗、短信、手机App、微信推送
系统工作环境温度：-25℃~+70℃
工控机：网口
电源线：1.5平方
光纤：SC跳线，单纤单模，串联式

产品构成Product composition

 系统装置：系统装置由主控单元（CPU板）、高速数据采集单元（DAU板）、GPS授时模块、4G通讯模块及电源模块等部分构成，装置通过专门研制的电流传感器获取电缆接地线电流信号采集时的时间标签；并且装置具有远程无线通信功能，通过4G无线模块将采集信息实施上传系统软件平台。装置外观如下图所示。

装置示意图

系统装置在每条被测电缆接地导体上安装一个电流传感器。装置通过无线通讯网络或者光纤通讯方式，将系统装置采集到的暂态行波信号上传到系统后台，系统软件经特有算法，分析电缆主绝缘状况，精准计算电缆故障距离。该系统装置融合先进的数字化传感器技术、高速数据采集、通信技术和计算机技术为一体，能够适应恶劣的运行环境，为电网安全运行提供有力的保障。

系统平台System Platform

 系统平台简介：系统后台采用B/S方式的系统管理软件，云平台方式。系统云服务针对每个用户提供足够的用户空间，用户可在任何时间地点通过浏览器的访问形式，凭借用户名登录本用户的系统监测软件后台，查看线路运行情况，并且系统的历史数据永久存储，方便查看。

系统可自动预报电缆故障和故障精确定位，并通过手机短信方式或者APP软件推送将故障信息通知相关人员。

系统监控主机负责访问系统服务器，系统服务器采用云服务器，系统用户通过浏览器方式访问系统后台。

值班人员可在监控中心或通过远程访问的方式，直观查看各条电缆线路运行情况，当出现异常时系统会自动弹出报警提示，极大的方便了工作人员对电缆日常的监测和维护，并且系统自动保留原始数据以便后期的利用。

系统可根据现场监测线路情况，配置隶属本用户的监测系统图形，用户值班人员可通过监测界面直观的查看监测范围内线路的运行情况。当监测线路出现异常时系统会在相应线路处进行变色闪烁提示以及弹出告警弹窗提示故障点位置，同时系统会自动发送报警短信给相关人员，极大的方便了工作人员对电力电缆日常的监测和维护，并且系统自动保留原始数据以便以后的利用。

在数据列表中查看相关线缆的终端线路，通过时间搜索功能，点击查询可以得到想要的目标线路，如下图所示：

系统整体概述System overview

一体化无线接地电流在线监测系统，通过设计硬件取电路、电流采集电路，与现有开合式CT配合实现电缆护层电流信息的电流监测，采集数据信息采用LoRa私有无线传输协议实现数据传输，通过制作特定全向天线，可实现长达10KM的远距离无线数据传输，并且数据PC端通信采用TCP/IP协议，确保数据接收以及解析的稳定，系统包括采集传感器、采集单元、服务器及软件平台，在安装现场无需外部电源、施工布线、焊接、钻孔等作业，便捷化安装、稳定性无线数据传输。

系统拓扑图 系统实物图

技术特点Technical characteristics

一体化无线接地电流在线监测系统主要用于对电力电缆护套接地电流进行在线监测，诊断电缆早期绝缘缺陷和事故隐患，控制突发性绝缘事故，保障电缆设备的安全可靠运行，通过日曲线、周曲线、月曲线、年曲线展示电流变化趋势，同时通过黄、橙、红三色进行预警提醒。 实时监测高压电缆的每个高压电缆金属护层接地点的电流。
✳监测范围：0～300A(AC)；
✳电流检测精度：0.5级。
✳电缆线路接地电流现场采集装置：数据采集处理、感应取电、传感器和通讯单元集成的一体化。
✳监测平台对终端监测装置的各种故障进行显示并自动存储在数据存储系统中。
✳变电站站内无线射频通讯方式，变电站到电缆工区监测中心光纤以太网方式；隧道内无线射频通讯距离不小于2KM，隧道至变电站主控无线射频通讯距离不小于6KM；
✳现场安装无需外部电源、施工布线、焊接、钻孔等作业，便捷化安装、稳定性无线数据传输。

性能指标Performance Index

a．传感器技术指标：

b.电流CT技术指标：

系统整体概述System overview

软件界面通过可视化中文界面展示，界面显示电缆回路监测路径信息、电缆本体温度、监测温度最大值、监测温度最小值和平均值，可通过鼠标选定显示任意一点导体距离对应的温度，同时可根据线路具体作为查询条件查询特定点的温度值，查询和显示精度为0.5米，线路监测温度信息通过可视化曲线、柱状图、文本等多种方式展示。软件平台能够记录分布式测温的多种报警信息，并且对报警轨迹信息进行查询，可监测的报警信息包括：最大温报警、差温报警、断纤报警等，并且通过黄、橙、红三级预警方式展示。 报警功能：光纤测温系统应具有连续测温功能，能检测电缆及其电缆隧道温度变化情况，报警值可在软件中设置，每个区域至少应能设置3种报警类型：温度高于设定值报警、温度上升速率大报警、温度与平均温度差值大报警。同时具有光纤破坏报警、测温设备异常报警等功能。 软件应具有在线设置测温光缆与电缆表面接触系数功能以及报警阈值等。 测量：能对测量区域在长度上进行分区，对某些区域进行局部重点监测。 通讯规约：温度监测系统的测量数据按照IEC60870-5-103、IEC60870-5-104通讯规约 软件系统可同时连接扩容的多台测温主机，并实现上述所有功能。

系统拓扑图 系统实物图

光纤测温的机理是依据后向拉曼(Raman) 散射效应。激光脉冲与光纤分子相互作用, 发生散射，散射有多种，如：瑞利(Rayleigh)散射、布里渊(Brillouin)散射和拉曼(Raman)散射等。其中拉曼散射是由于光纤分子的热振动，它会产生一个比光源波长长的光，称斯托克斯(Stokes)光，和一个比光源波长短的光，称为反斯托克斯(Anti-Stokes)光。光纤受外部温度的调制使光纤中的反斯托克斯(Anti-Stokes)光强发生变化，Anti-Stokes与Stokes的比值提供了温度的绝对指示，利用这一原理可以实现对沿光纤温度场的分布式测量。 结合高品质的脉冲光源和高速的信号采集与处理技术，就可以得到沿着光纤所有点的准确温度值。基于上面的原理，分布式光纤测温技术特别适合于各种长距离的温度监测，它可以得到沿着被测对象每个点的温度信号，大大减小了误报和漏报。 分布式光纤测温系统功能总结概括包括如下几点： 提供光纤测温实时信息
✳ 设置报警指标
为每个回路可独立设置报警三级预警指标：最高温度、平均温度、导体温度、断纤报警、升温突变报警灯。
✳ 预警
每个报警阈值分为三级预警黄色、橙色和红色。当报警指标的变量在报警阈值上下波动时，其安全状态发生转移，并触发安全事件。
✳ 监测控制
可监测DTS测温主机、测温光纤适配的工作状态，提供DTS异常，光纤断纤或高损耗报警等。
✳ 自检
分布式测温主机设备状态自检功能：包括子系统运行状态、测温设备运行状态，光通道运行状态。
✳ 多区域配置功能
可在长度方向上为每个电缆进行数量不限的分区；每个分区均可独立设置两个报警指标：绝对温度、温升尖峰等。
✳ 内置多种通讯规约
以规约的方式与安装在各变电站内的分布式光纤测温系统进行数据交互。

技术特点Technical characteristics

✳ 连续分布式测量
分布式光纤传感器是真正的分布式测量，可以连续的得到沿着探测光缆几十公里的测量信息，误报和漏报率大大降低。同时实现实时监测。 抗电磁干扰，在高电磁环境中可以正常的工作 光纤本身是由石英材料组成的，完全的电绝缘；同时光纤传感器的信号是以光纤为载体的，本征安全，不受任何外界电磁环境的干扰。
✳ 本征防雷
雷电经常破坏大量的电测传感器。光纤传感器由于完全的电绝缘，可以抵抗高电压和高电流的冲击。
✳ 测量距离远，适于远程监控
光纤的两个突出优点就是传输数据量大和损耗小，在无需中继的情况下，可以实现几十公里的远程监测。
✳ 灵敏度高，测量精度高
理论上大多数光纤传感器的灵敏度和测量精度都优于一般的传感器，实际已成熟的产品也证明了这一点。
✳ 寿命长，成本低，系统简单
光纤的材料一般皆为石英玻璃，其具有不腐蚀、耐火、耐水及寿命长的特性，激光器和光开关的寿命可达20年，探测光缆的寿命可达30年。综合考虑传感器的自身成本以及以后的维护费用，使用光纤传感器可以大大降低整个工程的最终经营成本。

性能指标Performance Index

✳测温主机性能： 本系统使用LBDQGW-C8-L10系列分布式光纤测温主机。LBDQGW型分布式光纤温度测量系统(DTS) ，它采用先进的OTDR技术和Raman散射光对温度敏感的特性，探测出沿着光纤不同位置的温度变化，实现真正分布式的测量。分布式光纤线型差定温火灾探测器除了及时预警火灾隐患外，还能精确定位火灾发生位置。作为一种成熟的分布式测温手段，分布式光纤线型差定温火灾探测器具有测量距离远、测量精度高、响应速度快、抗电磁干扰、适于易燃易爆等危险场所等优点。系统测量速度更快，并可精确的定位事故点；同时系统的报警方式更加灵活，可以多重报警叠加，大大提高报警效率。 ✳测温主机特点： 整条光纤既传输信号又感应被测量 空间分辨率高：±0.5m 温度分辨率可达0.1 oC 特殊设计的传感光缆 多种温度报警方式 嵌入的网络接口和调制解调器 光纤类型 单芯多模50/125μm
测量时间 单通道10s (0.5 oC)
测量距离 10km 测量方式 单端或双端
空间分辨率 ±0.5m
取样间隔 0.5m
定位精度 0.5m
温度分辨率 0.1oC
温度精度 <±0.5 oC
温度范围 -200~+600 oC (取决于探测光缆)
继电器输出 48个
报警分区 >200个
通道数 8通道
功耗 15W-40W
电源要求 24VDC或220VAC
操作系统 Windows 2000
其他接口 RS232/485, 9 pin male; USB; 继电器和RJ-45、100Mb/s
存储温度 -10oC～+85oC
工作温度 -5oC～+55oC
湿度 0～95％(无凝露)
重量 10kg
尺寸H/W/D(mm) 131/432/332

设备结构图

系统整体概述System overview

高压电缆内置式测温在线监测系统采用先进的无源无线传感技术实现电缆线芯的温度采集，并通过无线传输技术将温度数据通过数据采集收发器传输至温度采集中继器，采集中继器最终将数据信息传输至软件平台通过可视化图形界面实现温度展现，展现方式包括实时温度信息及温度曲线多种，并通过黄、橙、红三色方式进行预警。

系统拓扑图

技术特点Technical characteristics

✳安全性高：无线测温方式避免了在高压设备上引入连线，不影响高压绝缘。传感器完全无源，不带电池，避免了电池高温爆炸和化学泄露等隐患。
✳寿命长：传感器完全无源无线，不需要定期更换电池，使用寿命长，具有“一次安装永久使用”的特点，传感器等同于电缆本体寿命。
✳测温实时性好：在线监测，自动上传数据。而且由于传感器不需要电池供电，无需为延长电池寿命而设定休眠状态。
✳性能可靠：不影响绝缘，传感器不需要供电，体积小，耐恶劣环境，无线传输，无需布线。

性能指标Performance Index

安装方式Installation Mode

传感器安装：将传感器安装与电缆接头内部，固定在电缆线芯处，处于电缆连接屏蔽罩一侧，如下图所示：

备注：1、板芯的宽度不能超过6mm，长度随传感器的内部结构设计。 2、内部和外部的天线要做成柔性的便于几个型号的传感器都能安装进去。

由于传感器采用无源无线技术，因此安装过程中，只需将传感器安装在电缆线芯处即可，从而确保安装工艺简单，现场实施便捷。 数据采集收发器：数据采集收发器安装与电缆接头的外部绝缘层位置，连接线通过铜壳灌胶口引出，连接至中继器天线接口处，如下图所示：

系统整体概述System overview

高压电缆局部放电在线监测系统采用模块化设计方案，通过安装在电缆接头内部的高频电流传感器或者安装在接地线上高频电流传感器，来耦合电缆本体及接头处的局部放电脉冲电流信号；耦合到的脉冲电流信号通过同轴电缆传送至前端监测采集器，对模拟信号经过放大、滤波、模数转换后变成数字信号再通过光纤或者网线传送至测试主机。测试主机对所有传感器的信号分别进行分类识别分析、计算，并将这些通过计算获得的放电信息数据写入到数据库中，同时在监测系统的软件面板上显示监测结果。

系统拓扑图

本系统主要由以下各部分组成：局放监测主机、远程通讯控制单元、局部放电采集器、电容式中间接头局部放电传感器及其附件；

工作原理图 系统实物图

技术特点Technical characteristics

1）信号采集功能：系统采用分布式测量，在每个接头处安装局放采集单元，采用内置式传感器在接头内部或者接地线处采集高频信号。
2）信号处理功能：传感器感应到的放电信号，在局放采集器中进行信号处理，再根据上位机的要求通过光纤或者网线数据总线上传到上位机。
3）远程测量与远程控制功能：系统采用分布式检测的方法，将各检测单元布置到各被测接头的旁侧位置，可在监控主机上通过测量软件实时的检测整条线路各个接头的局放情况。监控主机可通过光纤或者网线数据总线发送控制信号对所有局放采集单元进行通断电控制。
4）各通道集中及独立测量功能：系统所有通道的测量设置可以远程集中或独立调整、测量。屏幕上可以显示多个测量通道的实时数据，通过翻页切换。
5）放电谱图显示功能：系统可以实时的显示局放谱图，局放图谱可以进行相位叠加或不叠加设置。
6）干扰分离功能：系统具备干扰分离功能，当该功能启动时，系统可自动对干扰信号进行分离。
7）良好的抗干扰功能：系统具有硬件和软件滤波，大幅度降低背景噪声影响，在现场条件下，通过噪声抑制措施，可将噪声控制在20pC以下。
8）报警功能：系统具备报警功能，可采用现场声光、页面等多种报警方式实现。

性能指标Performance Index

1）适用范围：66（110）kV及以上电压等级电力电缆及中间接头
2）供电：直流12-48V或交流220V，（输入范围：100-240VAC）
3）功耗：≤10W/台
4）通讯模式：光纤总线或网线或者3G/4G无线
5）单次采样长度：100个工频周期
6）监测通道：1-3通道
7）传感器工作频带：1M-600M
8）灵敏度：2PC
9）环境温度：-40℃～70℃
10）海拔高度：≤4500m
11）耐雨耐湿：≤95%
12）防护等级：IP68

系统整体概述System overview

智能井盖在线监测系统是结合多年的施工经验及隧道的环境特点并充分了解管理部门的实际需求，专门研发的智能电子井盖产品。该产品采用先进的物联网技术可将井盖智能上锁，只有被授权人员才可以打开井盖。同时具备现场监测功能，能实时监测井盖的开闭锁状态、非法外力破坏等信息，能够本地产生报警并将报警信息及时上送，从而达到井盖集中、智能管理的功能。同时智能井盖系统配备电子开锁器，利用先进的物联网技术，结合其他成熟的技术成果，通过远程管理系统，对井盖状态 进行统一管理，当工作人员需要打开井盖对井盖和线路进行维护时，只有获得授权的开锁器 方能执行开锁操作，操作权限的合法性由监控中心判断，并对开锁器进行授权。最大程度的 保证了井盖的安全性，使井内资产得到保护。

系统拓扑图

技术特点Technical characteristics

✳振动、倾斜监测报警
✳无线供电技术，单井盖可无外电工作 远程监控。
✳安全和管理
✳井盖尺寸可定制
✳应急逃生，井下可实现自由开锁
✳防撬，特殊的机械结构设计，防止锁体损坏 防护等级高，防护等级达到IP68
✳温度范围-40至85P ,可用于北方恶劣环境 配备无线智能开锁器

性能指标Performance Index

系统整体概述System overview

为全面覆盖隧道内需检测设备并保证人员的安全，隧道智能巡检机器人采用吊挂轨道式行走方式，并配备超声波避障装置。使用多节升降模块确保能够检测到电缆本体的运行状态及通道内全貌，如图所示；机器人人内集成了可见光相机、红外相机、气体检测仪、拾音器、温湿度传感器，能够水平、垂直自由旋转，确保无检测盲区。
1）视频监控
利用机器人携带可见光高清相机，实时拍摄电缆本体表面和通道及设备的视频图像，数据实时回传至管控平台。
2）红外测温
（1）电缆表面测温
隧道内电缆一旦出现异常发热，其热量会传导至电缆表面。通过机器人实时对电缆表面温度的检测，能及时排查隧道由于温度过热引起的异常情况。
（2）电缆接头测温
电缆接头是整条电缆段中最易出现致热缺陷的的部位，可以通过机器人携带红外相机判断电缆接头的健康状况。
（3）隧道环境测温
通过红外相机测量隧道环境温度，分析隧道通道中的温度状况。
3）噪音检测
电缆在出现故障前或发生故障时都会产生不同程度的噪音，通过对声音的采集、处理与分析，可以尽早发现电缆故障，甚至可以通过声音判断故障原因。
4）环境监测
机器人本体内集成多种环境传感器，可对隧道内的H2S、O2、CO、CH4等可燃气体进行监测。

技术特点Technical characteristics

智能巡检机器人应能实现全隧道的实时动态巡检。技术特点包括：
a.定时、遥控巡检；
b.可见光/夜视视频实时监控；
c.红外热成像与故障报警
d.温湿度超限报警；
e.有毒有害气体监测；
f.监控及数据报表分析；
g.交互式对讲平台；
h.无人化自主充电；

性能指标Performance Index

智能巡检机器人系统采用挂轨式巡检机器人，可以搭载红外热像仪、可见光高清摄像机、气体探测仪、温湿度传感器、交互式实时对讲平台、声光报警器、光电停障系统等。技术指标如下：

系统整体概述System overview

为了保证行波法具有较高的定位精度需要有较高的采集频率，为保证定位精度在100米，采用10MHZ的采集卡进行高速采集。鉴于带宽的限制和仅需记录故障前后数据，高速采集卡需要具备足够大的板载缓存。在高速数据采集电路捕捉到暂态数据后，记录并初步分析，然后传到服务器，并进一步地分析处理以实现高精度故障定位。

系统主要功能

1、监测量的检测和采集功能：主要实现输电线路故障行波信号和工频故障信号的检测与采集；通过高速循环采集技术实现故障信号的全过程采集。
     2、数据处理功能：对采集的信号进行相应的数据处理和分析；
     3、数据通信功能：根据不同故障监测装置的通讯条件，实时、准确地将数据发送到中心监测站。
     4、自检和自恢复功能：定时自检终端状态上报管理系统；故障监测装置可自动对其全部组件进行自检；断电后具有自动复位功能；
     5、故障监测装置参数设定：支持自动运行时远程设定测量参数；

系统主要特点

1、可在线准确检测并记录线路单相接地故障距离、相间短路故障距离、断路故障距离、瞬间故障发生的距离；
     2、可在线记录线路雷电流、进行雷击点定位和雷击次数的统计；
     3、可在线检测线路负荷电流，包括定时回传及召测负荷电流数据；
     4、软件具有自动故障识别、输出报警和数据文件存储功能；
     5、具有快速自动定位故障位置、故障距离、故障时间、故障类型等功能；
     6、采用双RAM记录技术，消除暂态信号“记录死区”，防止雷电流干扰造成漏记故障数据 ；
     7、测距精度不受故障电阻、线路参数不对称、互感器误差、线路分布电容等因素的影响；
     8、可在当地或通过通信网对系统进行配置、管理及维护；

产品构成

JLLB-DW-3000 输电线路故障定位在线监测系统，是一种在线测定输电线路故障点位置的装置。不仅可以根据不同的故障特征迅速准确地判定故障点，提高故障定位精度从而提高故障巡线效率，而且还能够捕捉暂态故障行波波形，对故障是雷击故障还是非雷击故障、雷击故障属绕击还是反击进行智能辨识。

软件平台

通过数据分析，判定该采集数据是由干扰引起的数据上传，还是由短路故障引起的数据上传；再通过提取的故障信息判断故障类型，并区分是否是被监视线路故障；确定故障线路后，还要判断是否是区内故障，若判断为区内故障，则选择故障定位所需信息分量实现高精度故障定位；最后输出故障信号指示及报警，并将输出定位结果统计到数据库中，故障数据以数据文件的形式保存到服务器的硬盘中，以供故障历史查询。

工作环境

（1）环境温度：－40℃～+75℃；
     （2）环境相对湿度：0～100％RH；
     （3）大气压力：86kPa～106kPa；
     （4）储存温度：－40℃～+85℃；
     （5）风速：0km/h～100km/h；
     （6）线路负荷：系统耦合取电正常工作电流范围30～1000A；
     （7）系统能耐受500kV强电场、强磁场，具有可靠安全的电磁兼容能力。

故障定位技术指标

（1）能准确确定输电线路故障区间；区间定位可靠性≥99%
     （2）能准确确定输电线路故障位置；定位误差≤100米
     （3）有效检测线路长度；最大有效检测线路长度30公里
     （4）前端采集频率10M

故障原因辨识指标

（1）能辨识雷击故障与非雷击故障 雷击与非雷击故障辨识准确率 ≥95%
     （2）能辨识绕击故障与反击故障 绕击故障与反击故障识别准确率 ≥90%

系统整体概述System overview

JLLB-DW-500主站型电缆在线监测及故障预警定位装置，是一种安装于变电站内针对配网线路运行状态进行实时单端在线监测，可实现电缆故障提前预警、故障选线、故障测距等功能，为电缆状态检修提供可靠依据，预防电缆故障发生。

产品功能

1、故障预警：实现对于电缆线路故障分级预警，并多种方式推送给用户；
     2、故障测距：利用行波测距原理，实现线路故障点测距，测距精度可达±4.5米；
     3、故障选线：利用行波选线原理，实现线路故障电缆回路选线功能；
     4、环流监测：实现电缆护层接地电流实时在线监测，通过日曲线、周曲线、月曲线、年曲线方式展现接地电流曲线，三级预警方式进行电缆线故障预警；
     5、本地服务：系统软件平台安装于站内，配置线路系统图，实现故障预警、选线、测距，当线路故障时通过线路闪烁、弹窗报警、声音等多种方式展现；
     6、云端服务：系统软件平台部署云服务器内，保障系统安全稳定的前提下，供用户通过互联网访问软件系统，实时查看线路运行状态；
     7、无人值守：软件系统采用边缘计算及云计算技术进行故障算法设计与实现，对于报警信息、设备工作状态、线路情况通过手机短信、app等多种方式推送给相关运维人员。

产品构成

1、软件部分：云端服务和本地站内服务
     2、硬件部分：系统屏柜、工控机、显示器、ups电源、电流行波采集单元、电压行波采集单元、智能管理单元、接地电流采集单元、高频传感器及接地电流传感器。
     3、系统拓扑图：

系统拓扑图

站控主站：
站控主站是JLLB-DW-500电缆在线监测及故障预警定位装置系统的核心，具备数据存储、处理、分析等功能，实时汇集各个终端监测单元数据信息，实现电缆线路的在线监测。 站控主站软件平台采用B/S架构体系，依靠局域网实现各个设备之间通讯。软件系统部署拥有远端访问功能，通过任意联网主机，使用账号访问系统实时查阅系统运行状态、设备运行状态、电缆线路监测情况及预警情况等。 站控主站软件平台采用JAVA+SpringMVC语言，拥有强大跨平台特性，同时保证系统运行可靠、程序架构稳定、可扩展性能强等特点。

硬件单元

（1）电流行波采集单元

JLLB-DW-500电流行波采集单元，可同时采集16路电缆线路数据信息，安装与站控主站内，由主控单元CPU模块、高速电流采集模块、DAU模块和通讯模块等部分组成，通过前端高频传感器获取电缆暂态行波电流信号。
     技术指标：
     采样频率：每路10MHz；
     功率：≤5W；
     接口：RJ45；
     供电方式：DC12V~15V；
     尺寸：440*280*44mm；

（2）电压行波采集单元

JLLB-DW-500电压行波采集单元，可同时采集8路信号，安装于站控主站内。每段母线标配一台，负责采集该母线PT二次测Ua、Ub、Uc、开口三角Ul电压信号，利用电压的暂态行波信号和稳态信号作为报警一个必要条件，提高精确度，减少误报率。
     技术指标：
     采样频率：同时具有40MHz*4路，10KHz*4路；
     功率：≤5W；
     接口：RJ45；      供电方式：DC12V~15V；
     尺寸：440*280*44mm；

（3）智能管理单元

JLLB-DW-500智能管理单元，安装于站控主站内，为各采集单元提供数据交换、提供标准电源，确保各采集单元时钟同步，从而实现智能管理其他设备功能。
     技术指标：
     授时精度：50ns；
     供电方式：AC 220V±20%；
     输出功率：200W；
     接口：RJ45/光口；
     尺寸：440*280*44mm；

（4）接地电流采集单元

JLLB-DW-500接地电流采集单元，安装于站控主站内，针对单芯电缆实时采集护层接地电流值，通过前端接地电流传感器获取电缆接地电流值。
     技术指标：
     采样频率：10KHz；
     功率：≤5W；
     接口：RJ45；
     供电方式：DC12V~15V；
     尺寸：440*280*44mm；

（5）高频传感器

JLLB-DW-500 高频传感器采用开合式设计方式，安装于电缆金属屏蔽层接地线处，采集电缆故障暂态电流行波信号。
     技术指标：
     带宽:100KHz~5MHz；
     输出阻抗：50欧；
     尺寸：依据线缆可定制；

（6）接地电流传感器

JLLB-DW-500 接地电流传感器采用开合式设计方式，安装于电缆金属屏蔽层接地线处，采集电缆护层接地电流信号。
     技术指标：
     额定电流：≤400A；
     带宽：50Hz~1kHz；
     尺寸：可定制；

软件单元

（1）工作台：配置用户一次系统图，在界面实现故障预警、选线、测距的故障线路闪烁、弹框报警、声音报警等功能；
     （2）基础信息：设置各监测单元的参数、监测线路参数、告警手机号及邮箱等；
     （3）数据存储：存储母线电压行波数据、电缆电流行波数据，依据相应算法及模型进行波形识别；
     （4）预警信息：历史预警轨迹信息存储及查询；
     （5）设备自检：每日特定时间自动检测各设备运行状态及工作状态；
     （6）系统权限：可对系统权限划分管理。

产品介绍Product overview

JLLB-DW-3000海缆（电力）线路故障定位系统可针对各电压等级海缆线路实施在线路监测，实现海缆绝缘监测、故障行波测距、故障点GIS地理信息位置标定、经纬度后台标注等功能。
监测系统采用后台主机和云服务后台管理两种方式，系统装置将采集到的数据通过4G无线通讯方式上传至云服务平台，系统后台软件对监测数据实时分析，在系统后台及云服务器端统一显示、统一管理、操作方便，极大的提 高了运维人员对海蓝日常维护的效率。做到海缆亚健康状态早发现、早警示，实现海缆运行状态的智能化监控，防止海缆故障事故扩大化。

产品功能

1、故障预警：采用100MHZ超高速数据采集装置，对运行中的海缆实时监测，并且通过历史数据比对，发现故障隐患。
     2、故障测距：系统采用双端行波测距技术，实现故障点距离自动计算，故障测距精度可达≤10M。
     3、故障定位：系统采用GIS地理信息技术，实现故障点位置在后台地图内精确标注、闪烁提示，并同时显示故障点位置经纬度坐标。
     4、故障选线：在变电站内安装电压行波采集启动装置，确保被检测范围内线路发生接地故障时系统能够准确选择故障线路，防止误报发生。
     5、系统云服务：针对每个用户提供足够的用户空间，用户可随时随地不受限制的通过浏览器访问现场的系统监测状况，并且系统历史数据可永久存储，方便历史查看。 系统数据可采用VPN加密通道传输至云服务器端。
     6、电子值班：实现无人值守，报警信息及系统工作状态信息可通过短信和手机APP方式发送至相关运维人员。

产品构成

1、系统云端服务：部署在可访问互联网的管理或运维人员处，用于访问后台服务系统，查看系统监测线路运行状况。
     2、数据传输通道：4G无线通讯

软件单元

系统平台采用系统监控主机及云服务器两种方式，系统监控主机负责访问系统云服务器后台。系统云服务软件平台具备故障报警、数据传输、数据处理、数据分析的功能，实时接收由各监测装置采集的各种数据，并经过分析 处理后进行存储、转发及显示，从而实现线路故障监测。多级算法，在实现自动测算故障距离的同时，还可精确定位故障点位置，并以地图标注方式展示。当监测线路出现异常时系统会在相应线路处、故障点位置处进行变色闪烁， 以及弹出报警窗提示故障点位置，同时系统会自动发送报警短信给相关人员。

主要技术参数

系统整体概述System overview

WTS‐SG‐1 型无源无线温度传感系统是为满足智能电网电力开关柜测温需求而开发（Wireless Temperature Sensor system for Smart Grid）。该产品采用的声表面波（SAW）温度传感技术，是目前唯一的无源无线传感技术。所使用的传感器具有完全无源（不需电池）、可无线读取的优点，有效解决了电力开关柜测温要求安全可靠、维护方便的问题。 本产品的标准配置由一个温度读取器、六个无线传感器和两个天线组成，如图所示。无线传感器安装在电力开关柜内的测温点上，将温度信息通过无线形式发送出去。读取器通过天线接收传感信号，分析计算得到被测点的温度值，并将温度值等数据通过RS485总线传给监控中心。

产品特点Product Features

1. 无线温度检测，避免了有线方式的绝缘隐患；
2. 传感器完全无源，不需要更换电池，维护方便，避免了电池因长期高温而自燃或化学泄露等隐患；
3. 测温实时性好，及时反映温度变化；
4. 可靠性高。

系统拓扑图

性能指标Performance Index

产品优势Product Advantage

与无源滤波器对比，与无源滤波器补偿装置相比，其具有以下突出优势：
1.不仅能够抑制各次谐波，还可以抑制闪变，补偿无功，有一机多功能的特点，在性价比上较合理。
2.实现调节与控制自动化，替代传统的机械调控与操作手段。
3.滤波特性不受系统组成阻抗的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险。
4.具有自适应功能，可自动跟踪补偿变化着的谐波，即具有高度可控制和快速影响性等特点。

产品特点Product Features

1.相应快速准确：采用瞬时无功算法 ，提高谐波电流提取的快速实时性，增强谐波电流的动态补偿能力，当负载环境发生变化时能迅速跟踪过谐波电流的变化进行实时补偿。
2.滤波范围广：可同时滤除2~50谐波电流，或根据需要任意选择的设置谐波电流的补偿次数及各次谐波的补偿率，补偿后电流总畸变率小于5%。
3.全方位补偿功能：可实现谐波、武功高、三相不平衡电流的多功能补偿，并可以根据负载环境及需求设定各功能的优先级，实现几种典型电能质量问题的全方位补偿。
4.三电平功率变换设计：采用先进的三电平NPC拓扑结构，相对传统的两电平拓扑结构来说，波形更接近正弦波，开关管承受的反向电压为直流母线电压的一半，等效提高开关频率，纹波电流小，电流响应速度更快。
5.分层散热结构设计：采用分层散热的结构设计，采用独立风道进行强制风冷，有效隔离粉尘对控制系统的干扰，同时便于功率开关管及电感的集中风冷散热。
6.模块化设计：模块化系统，各自独立的运行模式将多次谐波电流分模块进行补偿，保证单个模块损坏时其它模块能继续补偿，在线更换模块不影响谐波电流的治理，电能质量保障不间断。此外，模块化设计，体积小，重量轻，利于安装。
7.人性化交互界面设计：采用工业级高亮5.7英寸触摸液晶屏，界面图像化。整体简单、直观的人性化设计，可以使用户操作自如，实时监测APP的运行状态、补偿效果及异常情况，并可记录谐振情况，以便更好的进行补偿。
8.工作原理：APF有源滤波器通过外部电流互感器，实时检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取出负载电流的谐波成分，然后通过PWM信号发送给内部IGBT，控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等，方向相反的谐波电流注入到电网中，达到滤波目的。

系统原理图

性能指标Performance Index

产品简介Product Introduction

SVG静止无功发生器采用模块化设计，功率密度高，可安装于JP柜内，并支持与LC无功补偿装置混合运行。 可快速准确的跟踪三相不平衡及无功电流并进行补偿，兼顾动态谐波电流的补偿功能，全方位改善电能 质量，降低电网损耗，提高供电设备的能效。 SVG具备RS485、以太网、无线通讯接口、支持与智能配变终端进行数据通讯，并接受只能配变终端的统一调度管理。

产品特点Product Features

1.采用模块化设计：各模块单元独立运行，无需中央控制器，任意模块故障后自动退出，其余模块在额定电流下自动平均承担负载，整机继续运行。方便用户的日常运行与维护。 根据N+1冗余理论，设备每冗余一级，可靠性提高一个数量级。模块化结构尤其适合对电能质量要求高的用户需求。
2.极强抗污染能力：除风扇外所有导电元件与外界隔离，适合于粉尘、盐碱、潮湿严重的恶劣场合。
3.极低损耗：SVG静止无功发生器采用模块化设计，功率密度高，30KVar装置体积不大于（长*宽*高385mm×485mm×200mm），可安装于JP柜内，并支持与LC无功补偿装置混合运行。
4.兼顾谐波补偿的无功补偿产品：主要补偿无功及三相不平衡，支持低次（3、5、7、9、11、13次）小容量（50%额定容量）的谐波补偿。使用方式灵活、便捷，可与传统无源无功补偿 配合使用，提高更经济补偿方案。
5.极高功率密度：SVG静止无功发生器在满载工作时，有功损耗<2.5%-4%。有功损耗对国家电网等大规模应用SVG的行业至关重要。
6.极静噪音：SVG静止无功发生器选用高质量的软磁电抗器，以及科学的风道设计，整机满载工作噪音不超过60dB，而行业主流指标<70dB。静音对于用户能否获得产品的最佳体验至关重要。

性能指标Performance Index

产品介绍Product Presentation

电力电子型三相负荷不平衡自动调节装置是一种电能质量综合治理装置，主要是 针对三相负荷不平衡的自动调节，还可选配动态无功功率补、电压支撑以及谐波电流 补偿的功能，可以全方位解决电网配网中的电能质量问题。三相负荷不平衡自动调节 装置通过实时监测负载电流的不平衡情况并进行补偿，采用先进的控制算法以提高不 平衡治理的动态响应速度，三电平NPC功率转换电路为三相负荷不平衡自动调节装置 提供更精准的电流调节装置提供更精准的电流补偿，全方位改善电网三相负荷不平衡， 降低电网损耗，提高供电设备的能效。

产品特点Product Features

采用瞬时无功算法，提高不平衡电流提取的快速实时性，增强不平衡电流的动态 补偿能力，当负载环境发生变化时能自动调节并跟踪不平衡电流的变化进行实时补偿。

三相负荷不平衡自动调节装置通过负载侧CT实时检测系统负载电流，然后将CT采集 的电流信息发给内部控制器进行处理，经过控制器处理后，可以计算并判断出系统当前 实时电流不平衡装填，同时得到三相电流达到平衡状态所需转换的电流值，将某两相或 一相中多出的电流储存到母线电容中，然后从母线电容取出电流补偿需要补偿的一相或 两相，最终使三相电流达到平衡状态。

性能指标Performance Index

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