基于GIS的地下電纜在線監測系統研究與應用

楊彬彬 馮銳濤

（安徽繼遠軟件有限公司，安徽 合肥 230088）

1 系統總體設計情況

1.1 需求分析

電纜及通道是整個電網運行過程中的重要組成部分，更是施工、運檢等部門的重點工作項目。隨著城市電纜朝著電纜化方向發展，電纜自身所占比例將會越來越高。想要將地下電纜運行可靠性和安全性特點展示出來，實際運檢維護操作成為重中之重。更為重要的是，電纜及通道屬于是地下隱蔽性工程，其檢測難度極高，而且電纜敷設時間較長，改造工作開展也極為頻繁，自身信息化水平也比較低，容易出現資料庫數據缺失等問題，為后續調度、巡檢、搶修等工作的開展創造了很大難度。對于已有電纜資料的數字化錄入，需要對已有的竣工圖紙、CAD設計圖等錄入到專用電纜數據庫之中，為后續共享操作創造有利條件。對于已有的電纜設備和通道，還應該做到精確、全面的檢查，將其基本屬性、拓撲關系等全部錄入到電纜管理系統之中。對于整個搶修和巡檢工作的執行，需要做到查詢方便、定位準確，并對內部穿孔、盤余情況等內容進行查看，這也是整個地線電纜在線監測系統應用的本質所在。

1.2 數據模型

在整個地下電纜和通道建設上，涉及的設備設施數量和種類極高，形態也比較復雜。為此，當實際模型設計工作開展過程中，需要對設備設施對象的幾何類型和屬性字段等情況進行選擇，為后續工作執行創造有利條件。對于系統總體架構設計，最為重要的當屬軟件架構，主要包含的內容有數據層、服務層以及應用層。也正是由于分層設計存在，可以讓相關功能設計顯得更具可行性，將模塊之間的耦合度降到最低，為后續開發和維護創造更多有利條件。對于數據層建設，主要涉及的內容有地圖數據、電纜以及通道的圖形數據等。對于實際硬件架構，主要涉及的內容包括客戶端、移動設備以及服務器等情況，讓相關移動設備與服務器保持良好通信，在專用網接入上，主要以VPN方式為主。

2 基于GIS的地下電纜在線監測系統應用

2.1 監控及網絡平臺與電纜防盜單元

首先，從監控平臺設計中能夠看出，整個監控中心屬于是電纜運行監控和管理的重要設計內容，主要功能包括地下電纜運行數據采集、數據統計分析、電纜于小寧集中指揮、集控等。在實際功能設計上，也可以將實際硬盤陣列監測數據庫技術，以及JAVA語言建立監控中心平臺應用其中，幫助人們了解實際操作臺的應用情況。其次是整個網絡平臺的設計，該項功能主要是對光纖通信內容進行整合和應用，確保監控中心與監控單元能夠建立連接關系，該種關系建設以光纖應用為主，這樣一來，便可以向監控中心發送實時數據。另外，光纖通信網絡能夠將通信特點更好地展示出來，為后續電纜監測系統數據通信創造更多有利條件。最后是防盜電控單元設計，也正是在該功能的作用下，可以讓感應裝置作用更好地展示出來，確保對井蓋開合狀態的全面統計，將隧道之中的人員位置反映出來，將信息傳輸到監控人員手中。從實際監控中心軟件應用上能夠看出，一旦出現非法出入隧道的情況，系統將會自動發送報警信號，并通過防盜監控單元，對隧道入口門和井蓋防盜鎖開合情況進行控制，強化系統運行的安全性。

2.2 溫度監測與電纜金屬護層接地電流監測單元

溫度監測單元。在該項功能建設時，數字式溫度傳感器應用尤為重要，能夠幫助工作人員對電纜接頭進行全面的測量操作，而且在每個電纜中間頭設計時，所需要的溫度傳感器數量為3個。在整個監測主機設計上，最為常見的規格為DC24V，實際消耗功率不會超過1 W，主機殼體防水等級能夠達到IP66。對于實際溫度監測模塊設計，主要應用溫度傳感器采集電纜溫度數據，隨后經過光纖網絡將其信息傳遞到監控中心之中。通過對數據的全面分析和統計，當達到報警條件之后，報警信號便會生成和發出，而對于整個溫度傳感器監測點設計，應該以電纜接頭為主，并與電纜本體部分形成連接作用。第二，電纜金屬護層接地電流監測單元。對于上述功能的展示，電流互感器應用顯得尤為重要，實現對1套監測主機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，實際密封要求需要達到IP66，為后續工作的開展創造有利條件。

2.3 電纜通道水位與氣體監測單元

第一，水位監測單元設計。在該功能設計過程中，主要應用的是水位傳感器對電纜隧道中的水位數據進行采集操作，并借助于光纖網絡將其傳輸回監控中心之中。在后續，監控中心會對采集到的數據進行全面的統計和分析操作，并設計自動報警裝置，一般來說，水位測點主要集中在電纜接頭處，讓集水井設計保持在穩定狀態下。第二，氣體監測單元。在該項功能實施過程中，主要應用的是氧氣傳感器、可燃氣體傳感器等，通過對氧氣含量以及有毒氣體含量統計，確保數據能夠傳輸到監控中心之中。此時，監控中心會對數據進行全面的統計和分析操作，并確保報警系統按照實際要求啟動。整個電纜通道氣體監測單元設計主要集中在通風口或者是燃氣管道之中，讓實際管道水位或者是氣體監測單元安裝變得更加可靠有效。

2.4 煙霧與電纜局放監測單元

在整個煙霧監測單元設計過程中，可以通過煙霧報警實現信號采集操作，并通過光纖網絡將信息傳輸到監控中心之中，最終讓報警系統處于合理的運轉狀態之下。從實際電纜煙霧監測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，整個電纜局部放電監測單元設計之中，實際功能主要集中在電流傳感器上，進而將耦合電纜本體以及接頭處局部放電信號耦合在一起，為后續采集器工作創造更多有利條件。測試主機也會對傳感器信號進行識別和分析，并通過對放電信息數據的讀寫，將監測結果全年展示出來。需要注意的是，對于整個接地電流監測，一旦出現接地電流增大問題，系統警報狀態將會出現變化，并觸發后續的預警服務。

3 基于GIS的地下電纜在線監測系統的應用效果

通過對電力電纜在線系統應用，能夠幫助工作人員對設備故障位置進行準確判斷，將故障尋找時間縮短，降低由于停電問題產生的經濟損失。在實際GIS作用下，還能對電纜運行管理與監測進行強化，降低電纜運檢的工作量，并對電纜故障事故進行全面預防，維護用戶供電的穩定性，幫助人們實時了解地下電力電纜的運行情況，為后續技術維護提供有利條件。

4 結語

在電力電纜實施在線監測系統設計和應用過程中，需要借助于相關管理系統的應用來實現，并以遙感、地理信息系統等內容為核心，實現接頭溫度、水位等問題的全面完善，避免對后續工作產生影響。而且為了維護供電效果不受任何影響，降低地下電纜運檢工作量，實際在線監測系統必須得到完善。