GIL在线监测

存在问题和建设意义

综合管(guan)(guan)廊(lang)(lang)，便是地(di)下城市(shi)管(guan)(guan)道综合走廊(lang)(lang)。即(ji)在城市(shi)地(di)下修(xiu)建(jian)一(yi)(yi)(yi)个(ge)管(guan)(guan)廊(lang)(lang)空(kong)间，将电力工程、通信，天然气、供暖(nuan)、给水排(pai)水等多(duo)种工程管(guan)(guan)线集(ji)于一(yi)(yi)(yi)体，设(she)立(li)专业的(de)检修(xiu)孔、起吊口和检测系统(tong)，执行(xing)统(tong)一(yi)(yi)(yi)规划、统(tong)一(yi)(yi)(yi)设(she)计方案(an)、统(tong)一(yi)(yi)(yi)基本建(jian)设(she)和管(guan)(guan)理方法，是确保城市(shi)运作的(de)关键(jian)基础设(she)施建(jian)设(she)和“命运线”,而提升综合管廊的智能化系统和信息化管理能力，可大大的缓解管廊的运维管理工作压力和延长管廊机器设备的生命期。

GIL管廊是综(zong)合管廊应用(yong)于(yu)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力行业不断深(shen)化、专业化的(de)体现形(xing)式，其安(an)全(quan)性、稳定(ding)性显得尤为重要(yao)。作为一(yi)种新型的(de)输电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)方式，GIL具(ju)有输电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容量大、损耗低、占地少(shao)、布置灵活、可靠性高(gao)、安(an)全(quan)防护性好(hao)、免维护、寿命(ming)长、与环境(jing)相互影响小(xiao)等优点。采用(yong)GIL可解决特殊(shu)环境(jing)或特殊(shu)地段(duan)的(de)输电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)线路架设(she)问题，通过合理设(she)计(ji)，不但可以(yi)大大降低系统造价(jia)，而且也能提(ti)高(gao)系统的(de)可靠性。如采用(yong)隧道（以(yi)下(xia)(xia)简(jian)称管廊）中铺设(she)气(qi)体绝缘金(jin)属(shu)封闭(bi)输电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)线路（Gas Insulated metal enclosed Transmission Line，以(yi)下(xia)(xia)简(jian)称GIL）穿过江河、城市重要(yao)交通及建筑体，对于(yu)提(ti)高(gao)区域(yu)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)网接纳(na)能力、提(ti)升电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)网安(an)全(quan)稳定(ding)水平、满足(zu)经济社会发(fa)展用(yong)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)需要(yao)，具(ju)有重要(yao)意义。

近几年来,我国GIL管(guan)(guan)(guan)廊大(da)规模地建(jian)设,管(guan)(guan)(guan)廊内管(guan)(guan)(guan)线(xian)较多,运(yun)维管(guan)(guan)(guan)理一直是个(ge)难题,尤(you)其是距离较长(zhang)的GIL管(guan)(guan)(guan)廊该问题更加突出。由此对已(yi)经(jing)建(jian)成的综合(he)管(guan)(guan)(guan)廊进行了研究(jiu)和调研,主要体现(xian)以下几个(ge)方面(mian)：

2.1 GIL管廊中(zhong)各个系统(tong)数据独(du)立存在，未能达(da)到(dao)统(tong)一综合(he)监(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)的(de)目的(de)，缺乏环境监(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)、设备监(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)、安(an)防监(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)、视频监(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)、人(ren)工智能等(deng)数字化监(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)手段。

2.2 运(yun)维人员仍(reng)需从事大量的设(she)备巡(xun)视、定期查验、数(shu)据录入等简(jian)单重(zhong)复劳(lao)动，劳(lao)动效率低下，且难以做到(dao)“时空” 方面(mian)的全面(mian)性(xing)、准确(que)性(xing)、科学性(xing)，不(bu)能做到(dao)提前预警(jing)、主动消缺。

2.3 现有GIL管廊评(ping)价诊断能(neng)力不强，数据利用和分析不够。大量数据上传(chuan)后，缺乏对数据的自动分析功(gong)能(neng)，难(nan)以实现管廊内环境(jing)、安全、状态等自动评(ping)价、联(lian)动控制、及时预警与工单派送，不能(neng)进行(xing)多方面数据的综合评(ping)估，对不同(tong)GIL管廊的差异化巡(xun)视管理、检修策(ce)略的科学(xue)制定支撑力度(du)不够。

另(ling)外(wai)管(guan)(guan)(guan)(guan)廊(lang)内主要GIL设(she)(she)备(bei)(bei)、电缆本(ben)地及本(ben)身(shen)功能使用(yong)的驱(qu)动力(li)、照(zhao)明灯具、排水(shui)(shui)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)等设(she)(she)备(bei)(bei)繁杂，不管(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)廊(lang)本(ben)体(ti)出(chu)现(xian)常异常，还是本(ben)身(shen)附(fu)设(she)(she)机器设(she)(she)备(bei)(bei)出(chu)现(xian)故(gu)障，都(dou)将(jiang)导致沿线(xian)辐(fu)射城(cheng)市功能的瘫痪，因而提高GIL综合管(guan)(guan)(guan)(guan)廊(lang)的智(zhi)能化系(xi)统(tong)(tong)和信息化管(guan)(guan)(guan)(guan)理水(shui)(shui)准实(shi)(shi)际意义重大(da)，“GIL智(zhi)慧(hui)(hui)管(guan)(guan)(guan)(guan)廊(lang)”定义的明确提出(chu)和运(yun)(yun)(yun)用(yong)应运(yun)(yun)(yun)而生。通过(guo)GIL智(zhi)慧(hui)(hui)管(guan)(guan)(guan)(guan)廊(lang)系(xi)统(tong)(tong)平(ping)(ping)台建设(she)(she)，实(shi)(shi)现(xian)实(shi)(shi)现(xian)辅(fu)助监(jian)控系(xi)统(tong)(tong)、GIL管(guan)(guan)(guan)(guan)廊(lang)本(ben)体(ti)及附(fu)属设(she)(she)施统(tong)(tong)一监(jian)控和管(guan)(guan)(guan)(guan)理，将(jiang)监(jian)测信息深度(du)融(rong)合、智(zhi)能识(shi)别，达(da)到设(she)(she)备(bei)(bei)诊(zhen)断(duan)过(guo)程自动化，提高故(gu)障缺(que)陷分析处理效(xiao)率，提升GIL智(zhi)慧(hui)(hui)管(guan)(guan)(guan)(guan)廊(lang)系(xi)统(tong)(tong)安全运(yun)(yun)(yun)行水(shui)(shui)平(ping)(ping)、降低(di)人力(li)巡(xun)视检查工作量(liang)，实(shi)(shi)现(xian)差异化、精准化的运(yun)(yun)(yun)维检修(xiu)管(guan)(guan)(guan)(guan)理

系统简介

GIL在线监测是管廊运行维护的核心控制系统，主(zhu)要(yao)包(bao)括：GIL智慧管(guan)廊监控运维平(ping)台、GIL本体监测系统、隧道健康监测系统、智能巡检机器人系统、智能环境监控系统、人员定位系统、信号覆盖系统、应急通讯系统、GIL管廊低压交流监测、视频监控系统、防火门禁系统、火灾告警系统、环境监测系统等。

通过建立(li)GIL智慧管廊综合监控系统，能够实现现场数据采集、集成、协同巡视、集中管控，完成对监测、监控数据的集中展示和分析。同时建立数据中心，对监测数据统一管理并进行智能识别分析，实现统一的硬件资源分配管理、统一的安全策略管理（人员安全、数据安全）、统一的软资源管理。通过系统建设，最终形成由多个专业的不同子系统组成的，一个全面、实用、安全、高效的智能化、智慧化管廊系统。

管廊(lang)内GIL布置图

系(xi)统架(jia)构(gou)图(tu)

1、在监控(kong)(kong)管理(li)中(zhong)心设(she)定监控(kong)(kong)电子计算(suan)机(ji)(ji)、管理(li)电子计算(suan)机(ji)(ji)、网(wang)络服务(wu)器、通讯电子计算(suan)机(ji)(ji)和智能化系统模(mo)拟屏(ping)等机(ji)(ji)器设(she)备构成(cheng)中(zhong)央(yang)电子计算(suan)机(ji)(ji)系统。

2、智能化系统(tong)仿真模(mo)拟显(xian)示器可形象化地显(xian)示管廊内多(duo)种(zhong)机器设备的运行(xing)状况(kuang)及(ji)空气质量(liang)参(can)数，及(ji)时(shi)掌握自然灾害和非法侵(qin)入的产生以(yi)及(ji)部(bu)位。

3、仿真模拟显(xian)示器的(de)显(xian)示信(xin)息內(nei)容有：管廊(lang)内各个区段的(de)部位(wei)和建筑(zhu)模拟图，各疏散(san)出口污水提(ti)升泵的(de)情况(kuang)(kuang)、液位(wei)开关情况(kuang)(kuang)、自然通风(feng)设备情况(kuang)(kuang)、室内照(zhao)明情况(kuang)(kuang)、工作温度/环境湿度和、含氧量、CH4浓度值、H2S浓度值等多种报警信号等。
    4、 监控管理中心。
   综合(he)管(guan)廊监(jian)(jian)控中心(xin)主要任(ren)务为(wei)保证(zheng)管(guan)廊内(nei)管(guan)道及操(cao)纵机器设(she)备能正常运(yun)行，并在(zai)产生安(an)(an)全事故(gu)时(shi)要迅速反应(ying)解决，因而(er)管(guan)廊监(jian)(jian)控中心(xin)便是全部(bu)管(guan)廊安(an)(an)全性监(jian)(jian)管(guan)系统的中枢神(shen)经，根据自(zi)动化技术(shu)监(jian)(jian)控与探测机器设(she)备，将管(guan)廊内(nei)任(ren)一角落里的情况材料快(kuai)速传送搜集于监控管理中心中，使技术人员能够随时随地(di)轻易的(de)把握全部(bu)状况。

5、创建健全(quan)(quan)的预警(jing)信息、警(jing)报(bao)体制(zhi)，处理城(cheng)市管(guan)(guan)(guan)廊设备遭到人(ren)为因素毁(hui)坏的地(di)底安(an)全(quan)(quan)隐患，确保管(guan)(guan)(guan)廊内的自然(ran)通(tong)风、照明灯具(ju)、排水管(guan)(guan)(guan)道、防火安(an)全(quan)(quan)、通(tong)讯等机器设备的正常运(yun)行。

应(ying)用(yong)平(ping)台(tai)

智慧管廊(lang)应(ying)用平台(tai)主要包括决策指挥、智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)分(fen)(fen)(fen)(fen)析、基(ji)础应用(yong)三部分(fen)(fen)(fen)(fen)功(gong)能(neng)(neng)(neng)。决(jue)策指(zhi)(zhi)挥主(zhu)(zhu)要(yao)是利(li)用(yong)接(jie)入(ru)(ru)的(de)(de)子(zi)系统(tong)展(zhan)示管(guan)(guan)(guan)廊(lang)(lang)的(de)(de)整体状态(tai)，通过二、三维(wei)(wei)及统(tong)计(ji)图表等(deng)方(fang)式实(shi)现(xian)智(zhi)(zhi)慧管(guan)(guan)(guan)廊(lang)(lang)的(de)(de)监(jian)控及状态(tai)预警，目前(qian)决(jue)策指(zhi)(zhi)挥场(chang)景主(zhu)(zhu)要(yao)包括(kuo)在(zai)线(xian)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)巡(xun)检、主(zhu)(zhu)动预警、辅助(zhu)决(jue)策、应急处置、多维(wei)(wei)协同智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)作业等(deng)；智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)分(fen)(fen)(fen)(fen)析主(zhu)(zhu)要(yao)是基(ji)于特(te)定(ding)应用(yong)及数(shu)据而开发的(de)(de)专题分(fen)(fen)(fen)(fen)析应用(yong)，通过该分(fen)(fen)(fen)(fen)析应用(yong)可直(zhi)接(jie)体现(xian)管(guan)(guan)(guan)廊(lang)(lang)某类特(te)定(ding)监(jian)测数(shu)据下的(de)(de)运行状态(tai)，方(fang)便业务(wu)人员对管(guan)(guan)(guan)廊(lang)(lang)状态(tai)进行深入(ru)(ru)分(fen)(fen)(fen)(fen)析，目前(qian)主(zhu)(zhu)要(yao)包括(kuo)管(guan)(guan)(guan)道沉降预测、伸(shen)缩节(jie)状态(tai)预测、电缆状态(tai)多维(wei)(wei)感知(zhi)、操(cao)作人员分(fen)(fen)(fen)(fen)布、管(guan)(guan)(guan)廊(lang)(lang)健康分(fen)(fen)(fen)(fen)析等(deng)应用(yong)主(zhu)(zhu)题；基(ji)础应用(yong)是本(ben)的(de)(de)支撑(cheng)应用(yong)，用(yong)于构建本(ben)的(de)(de)基(ji)础服务(wu)，并(bing)为决(jue)策指(zhi)(zhi)挥和智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)分(fen)(fen)(fen)(fen)析提(ti)高平台各类数(shu)据支撑(cheng)服务(wu)，目前(qian)主(zhu)(zhu)要(yao)包括(kuo)数(shu)据运维(wei)(wei)、台账管(guan)(guan)(guan)理(li)、巡(xun)视(shi)管(guan)(guan)(guan)理(li)、环境监(jian)测、用(yong)户管(guan)(guan)(guan)理(li)等(deng)。

数(shu)据中心

智慧管廊数(shu)据中心主要包括(kuo)数(shu)据治理(li)、数(shu)据管理(li)、数(shu)据分析、算法管理(li)4个管理模块。数据治理主要是对感知层采集的各类监测数据采用“数据实时清洗”的方式，按照设备规范化模板设计清洗规则，并对清洗后的数据通过SG-CIM进行标准化建模，存入数据中心当中，经分类后构建算法训练数据集、验证数据集以及测试数据集，支撑后续管廊状态的数据挖掘和分析应用；数据管理主要包括业务数据管理和感知数据管理；数据分析平台主要是与高校合作，建立管廊相关算法模型，不断挖掘影响管廊状态的特征量，实现算法模型的深度学习，为后续智慧管廊的大数据分析应用提供可扩展的算法应用容器，同时可以对吸纳进来的算法进行版本、发布、运行等进行管理。

数据(ju)层

数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)层是本系统(tong)(tong)中(zhong)所有数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)汇集(ji)中(zhong)心(xin)(xin)，数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)层负责(ze)各个独立系统(tong)(tong)的(de)(de)数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)存储、数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)加工、数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)查询、数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)备(bei)份、数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)安全等(deng)核心(xin)(xin)数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)服务功能。数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)层为各业务系统(tong)(tong)提供(gong)数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)统(tong)(tong)一(yi)权限身份认证、数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)运维服务（自动备(bei)份、数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)扩容、数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)居迁(qian)移、数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)批处理）。目前接入的(de)(de)数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)主要(yao)包(bao)括结(jie)构化(hua)(hua)数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)和非结(jie)构化(hua)(hua)数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)，结(jie)构化(hua)(hua)数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)主要(yao)包(bao)括业务数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)，感知数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)，平台支撑(cheng)数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)等(deng)。非结(jie)构化(hua)(hua)数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)主要(yao)包(bao)括现(xian)场的(de)(de)图片数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)、视频数(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)据(ju)(ju)(ju)(ju)等(deng)。

感知(zhi)层

感知层通过标准(zhun)化和非(fei)标准(zhun)化接口(kou)实现各(ge)个子(zi)系统(tong)的数(shu)据采集适配，标准(zhun)化接口(kou)主要采用电力标准(zhun)规约进行数(shu)据采集，如IEC61850/61968、电力103、Modbus等，非标准化接口主要是非电力标准数据传输协议的数据采集，如消息队列、WebService、PLC等。通过这两类接口实现了智慧管廊所有子系统的数据接入。目前需要接入的子系统主要包括管廊伸缩节在线监测子系统、电缆护层接地环流监测子系统、电缆局放监测子系统、分布式光纤测温子系统、管廊环境监控子系统、视频监控子系统、分布式故障定位与分析子系统、管廊结构监测子系统、管廊人员安全管理子系统、灭火监控报警子系统。

系统介绍

 （一）GIL本(ben)体监测系(xi)统

   1、GIL本体光纤温度在线(xian)监测系统(DTS)  

光纤布纤示意图(红(hong)线(xian)代(dai)表(biao)光纤，置于管(guan)道顶部)

   分(fen)布式光纤测温系(xi)统由测温主机和探(tan)测光纤两部分(fen)组(zu)成：

  2、GIL本体光纤温度应力在线监测系统(BOTDA)

  3、GIL本体光纤振动在线监测系统(DVS)

利用分布式光(guang)纤(xian)传感技术，以光(guang)纤(xian)作为“传”和“感”的介质，实现长距离、高精度、分布式的GIL本体的温度、振动及内部局放等多参数的健康状态监测，从而为GIL本体的日常运维提供大数据，实现管廊的智慧化管理。

  4、GIL本体局放在线监测系统

  5、GIL本体(ti)SF6密(mi)度温度在线监测系(xi)统

   ;  5.1本(ben)体(ti)联接远传型(xing)SF6密度表(biao)

     5.2 本(ben)体(ti)增(zeng)加(jia)SF6密(mi)度温度在线监测系(xi)统

  6、GIL本(ben)体伸(shen)缩节在(zai)线监测系统(tong)

GIL管廊伸(shen)缩(suo)(suo)节(jie)(jie)(jie)补(bu)偿(chang)(chang)量监测在早期设计对伸(shen)缩(suo)(suo)节(jie)(jie)(jie)补(bu)偿(chang)(chang)量主(zhu)要是凭(ping)借运维人(ren)员(yuan)以及检修(xiu)人(ren)员(yuan)的(de)(de)巡(xun)视，由(you)检修(xiu)人(ren)员(yuan)根据现场安装的(de)(de)游标卡尺的(de)(de)情况进行实时记录，根据经验和(he)过往(wang)数(shu)据的(de)(de)对比来(lai)判断伸(shen)缩(suo)(suo)节(jie)(jie)(jie)各个补(bu)偿(chang)(chang)量是否(fou)合理，但这些并不能实现对伸(shen)缩(suo)(suo)节(jie)(jie)(jie)补(bu)偿(chang)(chang)量的(de)(de)实时监控，不能从根本上(shang)(shang)解决隐(yin)患；且在管廊中部(bu)与上(shang)(shang)部(bu)的(de)(de)伸(shen)缩(suo)(suo)节(jie)(jie)(jie)由(you)于(yu)高(gao)度(du)高(gao)，人(ren)工巡(xun)视比较困难，本系统通过改造(zao)GIS/GIL伸(shen)缩(suo)(suo)节(jie)(jie)(jie)现有的(de)(de)机械(xie)式游标卡尺或增加数(shu)字式伸(shen)缩(suo)(suo)节(jie)(jie)(jie)位(wei)移(yi)传感器来(lai)实现伸(shen)缩(suo)(suo)节(jie)(jie)(jie)补(bu)偿(chang)(chang)量在线监测，并可以通过无(wu)线LoRa和(he)有线RS485上(shang)(shang)传数(shu)据给(ji)上(shang)(shang)位(wei)机。

  7、GIL 高压电缆护层接地环流在线监(jian)测(ce)系(xi)统

电缆护层电流在线监测(ce)装(zhuang)置(zhi)由前端(duan)监测(ce)设(she)备和后端(duan)监控中心组成(cheng)，前端(duan)电流监测(ce)装(zhuang)置(zhi)对高压电缆接头处加装(zhuang)0～100A单模精确CT电流互感器及精确接地环流采集装置实时监测110kV及以上高压电缆的每个高压电缆金属护层接地点的电流参数，可通过lora无线通信方式把告警信息发送到监控中心，以便及时对发生故障的电缆进行更换或抢修。可实现对0～100A接地环流精确测量及定时巡检测量，取代传统人工方式的定期接地环流巡测。大大减轻现场测量的劳动强度，提高系统维护效率。

   8、GIL 高压电缆局部放电在线监测系统

8.1系(xi)统组成结构

电缆局(ju)放监(jian)测系统以供电公司监(jian)控中心为基础和核心，通过工业级光纤(xian)以太环网，局放采集传感器、局放检测主机、局放监测分析软件组成。

8.2系统主要(yao)功能

电(dian)缆局部放电(dian)在线监测系统适(shi)用于 10KV 及以上电压等级的电缆局部放电在线监测。能实时监测放电量，放电相位，放电次数等基本局部放电参数；计算出各个接头及各段电缆局部放电幅值、频次；经多次采集（一般测量 50 个工频周期）后，从数据库提取数据进行谱图分析和数据报表以确定放电点相对位置，必要时给出报警。并可按照客户要求，提供有关参数的统计量。能存储测试谱图、放电趋势，从而及时发现电缆及接头的绝缘缺陷，并为评估其绝缘水平及老化程度提供判据，为电缆的检修工作提供依据。

8.3系统主(zhu)要特点：

（1）监测系统采用开合式传感器，结构紧凑，拆卸安装方便，不需要停电，可以很方便的对重点站、重点设备、异常设备进行长期监测。

（2）监测系统采用双端定位测量法，可实现对电缆本体产生的局部放电进行实时定位， 理想条件下定位精度可达+/-3 米。

（3）采用高性能 FPGA 处理器，实现 100Msps、12Bit 分辨率的高速采样、存储，每次分析可连续采样 50 个工频周期以上的数据。

（4）带通滤波技术与噪声识别及剔除算法联合运用，可有效识别局放信号。

（5）基于脉冲电流法（IEC60270 标准）的局部放电监测技术，可检测 10pC 以上局放信号。

（6）在无法铺设光纤的情况下，可以采用 4G 网络进行数据传输，可降低光纤布线困难，降低成本。

 9、GIL 高压电缆(lan)分布(bu)式故障定位在线监测(ce)系统

   9.1技术原理

电缆故(gu)障定位(wei)系统利用高速暂态(tai)行(xing)波(bo)在(zai)线(xian)监(jian)测和电(dian)(dian)(dian)网拓扑分析的(de)系(xi)(xi)统(tong)(tong)方(fang)法，实现环网供电(dian)(dian)(dian)电(dian)(dian)(dian)缆(lan)(lan)的(de)在(zai)线(xian)监(jian)测，对城市环网供电(dian)(dian)(dian)电(dian)(dian)(dian)缆(lan)(lan)故(gu)障进行(xing)定位、选线(xian)和预警(jing)。具体方(fang)法是在(zai)环网柜主(zhu)干电(dian)(dian)(dian)缆(lan)(lan)与馈(kui)出电(dian)(dian)(dian)缆(lan)(lan)分别(bie)安装电(dian)(dian)(dian)缆(lan)(lan)故(gu)障行(xing)波(bo)测距(ju)(ju)(ju)装置，将(jiang)电(dian)(dian)(dian)缆(lan)(lan)在(zai)发生(sheng)故(gu)障前的(de)微弱暂态(tai)信号(hao)采集到(dao)每一个故(gu)障行(xing)波(bo)测距(ju)(ju)(ju)装置，通过(guo)故(gu)障行(xing)波(bo)测距(ju)(ju)(ju)装置分析处(chu)理，将(jiang)信号(hao)上(shang)传到(dao)系(xi)(xi)统(tong)(tong)后(hou)台(tai)，系(xi)(xi)统(tong)(tong)后(hou)台(tai)通过(guo)波(bo)形分析自动预警(jing)并通过(guo)双端测距(ju)(ju)(ju)技术自动计算故(gu)障点(dian)距(ju)(ju)(ju)离，通过(guo)系(xi)(xi)统(tong)(tong)后(hou)台(tai)指示故(gu)障点(dian)位置，并且对馈(kui)出支路电(dian)(dian)(dian)缆(lan)(lan)实现选线(xian)功能。

行波定位原理(li)

   9.2系统配置(zhi)方案

电缆故(gu)障行波(bo)测(ce)距装(zhuang)置

故障行波测距装(zhuang)置由(you)主(zhu)控单(dan)元（CPU模块）、高速信号数据采集单元（DAU模块）、GPS/光纤/北斗守时模块、4G/光纤/网络通讯模块、电源管理模块等部分构成，故障行波测距装置通过高频传感器获取暂态行波电流信号，记录采集时的时间标签,同时，在现场条件具备的前提下，可增采 Ua、Ub、Uc、工频电压信号及零序分量，作为对供电电缆故障点定位和预警的辅助条件，为后台运算提供数据支持。

故障(zhang)行波测距(ju)装(zhuang)置融合(he)先进的数(shu)字化传感器技术、高速数(shu)据采(cai)集、数(shu)据分析、通信技术和计(ji)算(suan)机(ji)技术为一体(ti)，将(jiang)本地数(shu)据通过4G/光纤/网络通讯模块实时上传至系统后台。故障行波测距装置能够适应恶劣的运行环境，为城市配电网安全运行提供有力的保障。

（二）GIL智慧管廊(lang)隧道健(jian)康监(jian)测系统

结构(gou)健(jian)(jian)康监测(ce)主(zhu)要(yao)在(zai)每个结构(gou)健(jian)(jian)康监测(ce)断(duan)面上(shang)布(bu)置钢(gang)筋(jin)针、垫圈式压力(li)传感(gan)器、钢(gang)筋(jin)计、静力(li)水准仪。

管廊(lang)结构监测系统(tong)由管廊(lang)沉降(jiang)监测子系统(tong)，防外(wai)破监测子系统(tong)和(he)接缝监测子系统(tong)组成。

（三）GIL智慧管廊(lang)环境监控系(xi)统

 1、GIL智慧管廊智能(neng)环(huan)境(jing)综(zong)合监控(kong)装(zhuang)置

集开(kai)关量(liang)输入、开(kai)关量(liang)输出、无(wu)线传输等(deng)功(gong)能于一体，采用lora方式进行通信，覆盖了工业控制及监测系统的现场采集所需功能，能根据各种应用场合的具体要求进行灵活配置的智能型监控装置。

 2、 GIL智慧管廊(lang)有(you)毒有(you)害(hai)气体(ti)浓度在线(xian)监测系统

实时监测(ce)(ce)管廊(lang)内一(yi)氧(yang)化碳、可(ke)燃(ran)(ran)气体(ti)(ti)(ti)、氧(yang)气、硫化氢等(deng)气体(ti)(ti)(ti)浓(nong)(nong)度，当某(mou)(mou)气体(ti)(ti)(ti)浓(nong)(nong)度达到(dao)或(huo)低于（氧(yang)气）设(she)定值(zhi)时系(xi)统(tong)自动(dong)(dong)发(fa)(fa)出报(bao)警(jing)，提示(shi)管理人员(yuan)。避免火灾、中毒等(deng)事故的(de)(de)(de)发(fa)(fa)生，保(bao)障电力运行及下(xia)管廊(lang)内业人员(yuan)的(de)(de)(de)安全。具有(you)高稳定，高准(zhun)确和高智能化的(de)(de)(de)特(te)点，外接控制端口(kou)丰富，用(yong)户(hu)可(ke)以(yi)自由选择挂接传感器的(de)(de)(de)种类和接入端口(kou)，并通过简单设(she)置即可(ke)进(jin)行现场检(jian)测(ce)(ce)与报(bao)警(jing)。可(ke)集成报(bao)警(jing)喇叭，所(suo)有(you)通道常开(kai)常闭(bi)控制端（用(yong)户(hu)可(ke)以(yi)方便外接大功率报(bao)警(jing)器或(huo)其他需(xu)控器件）。本系(xi)统(tong)主要应用(yong)于需(xu)要检(jian)测(ce)(ce)可(ke)燃(ran)(ran)气体(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)场合中，显示(shi)待(dai)检(jian)气体(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)数值(zhi)指标量，当现场的(de)(de)(de)某(mou)(mou)种待(dai)检(jian)气体(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)指标不符合所(suo)设(she)置的(de)(de)(de)标准(zhun)时，系(xi)统(tong)会(hui)自动(dong)(dong)进(jin)行一(yi)系(xi)列报(bao)警(jing)动(dong)(dong)作，如报(bao)警(jing)，排风，跳闸等(deng)（根(gen)据(ju)用(yong)户(hu)的(de)(de)(de)不同设(she)置而不同）。

 3、水位传感器

功能描述：封装技术，使其在(zai)较(jiao)深的液(ye)体(ti)中性能稳(wen)定，组件采用扩(kuo)散(san)硅进(jin)口芯片(pian)，电路采用信号隔离放大(da)、截频干扰(rao)设计（抗干扰(rao)力强，防雷(lei)击）过压保护、限流(liu)保护、抗冲(chong)击以(yi)及防腐等(deng)设计(ji)。

 4、风机控制

根据中的实(shi)时(shi)情(qing)况，对风(feng)机进(jin)行远程自(zi)动控制或强制控制。风(feng)机与温度(du)(du)监测(ce)(ce)系统、可燃(ran)气(qi)体监测(ce)(ce)系统等实现联(lian)动(dong)，如(ru)当(dang)(dang)风(feng)机温度(du)(du)较高时(shi)(shi)及(ji)时(shi)(shi)通风(feng)换气(qi)；当(dang)(dang)发出(chu)火灾报警时(shi)(shi)风(feng)机不得启动(dong)；当(dang)(dang)有氧(yang)气(qi)不足时(shi)(shi)启动(dong)风(feng)机；当(dang)(dang)可燃(ran)气(qi)体超标(biao)时(shi)(shi)风(feng)机不得启动(dong)。

在风(feng)(feng)机(ji)(ji)下方的(de)管(guan)廊墙体(ti)上安装风(feng)(feng)机(ji)(ji)控(kong)制箱，风(feng)(feng)机(ji)(ji)控(kong)制可(ke)选择手动(dong)和自(zi)动(dong)两种(zhong)模(mo)式，手动(dong)模(mo)式下可(ke)现场启动(dong)关闭(bi)风(feng)(feng)机(ji)(ji)，自(zi)动(dong)模(mo)式下由远程的(de)控(kong)制终端(duan)控(kong)制风(feng)(feng)机(ji)(ji)的(de)开和闭(bi)。

 5、水(shui)泵(beng)控(kong)制

要(yao)求根据现(xian)场情(qing)况，加装(zhuang)水(shui)(shui)(shui)位(wei)传感(gan)器，后(hou)台(tai)可(ke)(ke)以实时显示积水(shui)(shui)(shui)深度，当(dang)水(shui)(shui)(shui)位(wei)达(da)到或超过(guo)警(jing)戒值时，系统发(fa)出报(bao)警(jing)，并与现(xian)场水(shui)(shui)(shui)泵(beng)联动，控制水(shui)(shui)(shui)泵(beng)抽水(shui)(shui)(shui)直到水(shui)(shui)(shui)位(wei)恢复到警(jing)戒值以下停止。可(ke)(ke)远程(cheng)手动控制水(shui)(shui)(shui)泵(beng)开闭，警(jing)戒水(shui)(shui)(shui)位(wei)可(ke)(ke)人为设定。

（四(si)）GIL智慧管廊人员(yuan)安(an)全(quan)管理系统

 1、门禁防入侵(qin)系统

 2、运营商移动信号覆盖子系统

 3、 应急广播(bo)通(tong)讯子系统

应(ying)急(ji)广播通讯子系统(tong)是管(guan)廊有线广播、紧(jin)急(ji)电(dian)话(hua)和调频广播的综(zong)合利用(yong)系统(tong)，共用(yong)一套控(kong)(kong)制(zhi)主(zhu)机实(shi)现(xian)三个系统(tong)的统(tong)一控(kong)(kong)制(zhi)；管(guan)廊内(nei)紧(jin)急(ji)电(dian)话(hua)既可向管(guan)廊管(guan)理站通报(bao)紧(jin)急(ji)事(shi)件(jian)信(xin)息，又可(ke)jianting管(guan)廊内(nei)(nei)管(guan)廊广(guang)(guang)播(bo)效果。调(diao)频(pin)广(guang)(guang)播(bo)接收设施将空中(zhong)FM调(diao)频(pin)广(guang)(guang)播(bo)信(xin)号接收下来经过选频(pin)处理(li)、电光(guang)转(zhuan)换后，分别传送到(dao)双向管(guan)廊内(nei)(nei)，利(li)用紧急电话(hua)与广(guang)(guang)播(bo)一(yi)体机中(zhong)的(de)光(guang)纤调(diao)频(pin)直放(fang)(fang)模块(kuai)将调(diao)频(pin)信(xin)号宽频(pin)蜂窝同(tong)步放(fang)(fang)大，经泄漏电缆辐射(she)到(dao)管(guan)廊内(nei)(nei)，完成管(guan)廊调(diao)频(pin)覆(fu)盖工(gong)作，实现了FM调(diao)频(pin)广(guang)(guang)播(bo)信(xin)号在洞(dong)内(nei)(nei)的(de)全(quan)覆(fu)盖。

 4、 管廊人(ren)员定位子系统

管廊人员精确定(ding)位系统采用的(de)是UWB（超宽带）精确定位系统，UbisenseUWB精确定位系统包含三个组成部分：传感器sensor、有源定位标签tag和定位平台iLocateTRM，在该系统中，定位标签tag利用uwb脉冲信号发射出位置信息给传感器sensor，传感器接受到信号后采用TDOA和AOA定位算法对标签位置进行分析，最终通过有线以太网传输到iLocate服务器。iLocateT－MUWB定位单元可以实现无缝蜂窝连接，将定位空间无限扩展，定位标签可以在各个单元自由行走，通过定位平台软件分析，将定位目标真实地以虚拟动态三维效果显示出来。该系统在传统的应用环境中稳定达到15cm的3D定位精度。

 5、 GIL智慧管廊疏散(san)撤(che)离引导系统

在建管廊的特点是现场声音嘈(cao)杂，随着(zhe)开挖长(zhang)度的深(shen)入(ru)移动信号也在减弱或无(wu)信号。通(tong)常情况下当环(huan)境噪音超过90分贝时，普通电话机的铃声经常不能让工作人员听到铃声，导致生产调度指令得不到及时地传达，造成经济损失。该系统专门针对各类管廊高潮湿的环境设计，具有高防护、低功耗、防尘防潮、抗噪能力强、声音清晰洪亮的特点。该系统话机经过若干次铃响后（默认5次），话机自动接听，主叫方可进行呼叫广播，其声音将通过外置扬声器广播给附近的施工人员。

管廊开挖、施工过程中，存在(zai)着现场环境(jing)复杂(za)，声音嘈(cao)杂(za)，不安全因素(su)多，而且无(wu)移动(dong)信(xin)号(hao)等(deng)。而在(zai)管廊生产调度过程和应急救援(yuan)指挥等(deng)，又需要保(bao)持畅通的通讯条(tiao)件(jian) 。因此必须具有专用的管廊应急电话通信系统，来满足作业面与管廊值班监控室的通信联系。

（五）GIL智慧管(guan)廊智能巡检(jian)机(ji)器人

地(di)下管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)廊(lang)(lang)的(de)(de)(de)运(yun)维(wei)(wei)需要(yao)全面(mian)掌握管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)廊(lang)(lang)内(nei)(nei)环境、设备(bei)设施运(yun)行态势，人(ren)(ren)(ren)(ren)员进出情(qing)况(kuang)，保证管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)廊(lang)(lang)安全可靠运(yun)行及人(ren)(ren)(ren)(ren)员的(de)(de)(de)健康(kang)及生命安全；能及时(shi)(shi)发(fa)现存在的(de)(de)(de)隐患(huan)，并能进行预警、报警，出现火(huo)情(qing)、灾情(qing)时(shi)(shi)能及时(shi)(shi)发(fa)现并能快速响应处置，减(jian)少或避免财产、生命损失(shi)。掌握管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)廊(lang)(lang)日常运(yun)行中工(gong)程管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)理、维(wei)(wei)修养(yang)护情(qing)况(kuang)，管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)线单位、主管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)单位需了(le)解管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)廊(lang)(lang)运(yun)行情(qing)况(kuang)。目前各运(yun)维(wei)(wei)公司对地(di)下管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)廊(lang)(lang)的(de)(de)(de)巡检方式依然(ran)以(yi)人(ren)(ren)(ren)(ren)工(gong)巡视(shi)为主，巡视(shi)人(ren)(ren)(ren)(ren)员定期进行地(di)面(mian)和(he)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)廊(lang)(lang)协同的(de)(de)(de)巡视(shi)工(gong)作，巡视(shi)人(ren)(ren)(ren)(ren)员在管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)廊(lang)(lang)内(nei)(nei)主要(yao)关注电缆(lan)的(de)(de)(de)蠕动变形情(qing)况(kuang)、电缆(lan)和(he)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)廊(lang)(lang)外观、地(di)下管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)廊(lang)(lang)金属(shu)构(gou)件(jian)锈蚀情(qing)况(kuang)以(yi)及管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)廊(lang)(lang)积水情(qing)况(kuang)，巡视(shi)工(gong)作内(nei)(nei)容逐渐单一，管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)廊(lang)(lang)内(nei)(nei)人(ren)(ren)(ren)(ren)员巡视(shi)工(gong)作效率低，而这些工(gong)作可以(yi)通过自动化(hua)的(de)(de)(de)摄(she)像(xiang)监控(kong)来代替，另(ling)外人(ren)(ren)(ren)(ren)工(gong)巡检存在管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)廊(lang)(lang)环境空间封(feng)闭(bi)，内(nei)(nei)部阴暗潮湿(shi)、积水及有毒气体的(de)(de)(de)存在较大的(de)(de)(de)安全隐患(huan)。

为了进一(yi)步(bu)提高(gao)地(di)下管(guan)(guan)廊(lang)的(de)(de)防灾减灾能(neng)力，保障高(gao)压(ya)电缆网的(de)(de)安(an)全运行，在(zai)(zai)地(di)下管(guan)(guan)廊(lang)实现(xian)了固定、离散在(zai)(zai)线监测的(de)(de)基础上，一(yi)些重(zhong)要地(di)下管(guan)(guan)廊(lang)还需要动态和连续监控的(de)(de)功(gong)能(neng)，以现(xian)代(dai)技术手段实现(xian)对(dui)(dui)重(zhong)点管(guan)(guan)廊(lang)的(de)(de)不间断巡检，取代(dai)人工(gong)巡检；同时，还可(ke)以逐步(bu)实现(xian)对(dui)(dui)地(di)下管(guan)(guan)廊(lang)内突发事件的(de)(de)现(xian)场处(chu)理，在(zai)(zai)第一(yi)时间采(cai)取*的(de)(de)处(chu)理措(cuo)施，相(xiang)对(dui)(dui)传统的(de)(de)人工(gong)干预，有其快(kuai)速、安(an)全、高(gao)效的(de)(de)优势。通过在(zai)(zai)管(guan)(guan)廊(lang)里设(she)置一(yi)套挂轨式机器人巡检系(xi)统，可(ke)实现(xian)管(guan)(guan)廊(lang)内：视频(pin)图像(xiang)(xiang)识(shi)别、红外热成像(xiang)(xiang)测温、环境及气体检测、音频(pin)采(cai)集分析、双向(xiang)语音对(dui)(dui)讲、自(zi)动巡检。

 系统架构

地(di)下管(guan)(guan)(guan)廊机器人巡检(jian)(jian)系统主(zhu)要由轨(gui)道式巡检(jian)(jian)机器人、软件(jian)平(ping)(ping)台(tai)、供电(dian)平(ping)(ping)台(tai)、轨(gui)道总成、通(tong)信平(ping)(ping)台(tai)组成，通(tong)过(guo)(guo)(guo)部署在管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)中心的(de)(de)中心管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)平(ping)(ping)台(tai)，能够实(shi)时(shi)(shi)管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)及(ji)(ji)控制(zhi)机器人在线进行巡检(jian)(jian)任(ren)务(wu)作业，同(tong)时(shi)(shi)将巡检(jian)(jian)状态和结果能够通(tong)过(guo)(guo)(guo)桌面控制(zhi)器传输到云服务(wu)器，可以通(tong)过(guo)(guo)(guo)移(yi)动客户(hu)端的(de)(de)方式随(sui)时(shi)(shi)传送给现场管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)人员，第一时(shi)(shi)间得到巡检(jian)(jian)报告及(ji)(ji)报警信息，同(tong)时(shi)(shi)通(tong)过(guo)(guo)(guo)电(dian)力专网，能够将机器人巡检(jian)(jian)画面及(ji)(ji)巡检(jian)(jian)结果等信息实(shi)时(shi)(shi)与工厂综合管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)部门进行数(shu)据分(fen)享，通(tong)过(guo)(guo)(guo)远程管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)的(de)(de)方式对每台(tai)机器人的(de)(de)状态进行监(jian)控管(guan)(guan)(guan)理(li)(li)。

 部署方案

依照(zhao)管廊(lang)结构(gou)，采用(yong)安(an)(an)装悬(xuan)吊轨道的方式安(an)(an)装机器人，能够充分利用(yong)管廊(lang)顶部(bu)空间，提升安(an)(an)全(quan)性及空间利用(yong)率(lv)。

机(ji)器(qi)人(ren)吊轨(gui)、供电系统及(ji)通信网络安装后，轨(gui)道(dao)巡检机(ji)器(qi)人(ren)将按照管廊进行(xing)部署(shu)安装，机(ji)器(qi)人(ren)能够完(wan)成自主巡检、自主通讯及(ji)自主充(chong)电的无(wu)人(ren)值(zhi)守式运行(xing)。

在管廊里，一共(gong)设(she)(she)置三(san)到四套无线(xian)通(tong)信(xin)设(she)(she)备(bei)，无线(xian)充电设(she)(she)备(bei)和无线(xian)通(tong)信(xin)设(she)(she)备(bei)均在现场就(jiu)地取(qu)电，无线(xian)通(tong)信(xin)设(she)(she)备(bei)通(tong)过(guo)光纤连接到主(zhu)控室交换机(ji)(ji)，以连接机(ji)(ji)器人(ren)控制后(hou)台。

 智能巡(xun)检(jian)机器人(ren)

轨道式巡(xun)检(jian)机器人(ren)，是整(zheng)个(ge)巡(xun)检(jian)系统(tong)的核(he)心组成部分，承担地下管(guan)廊内巡(xun)检(jian)和(he)现场处置(zhi)的主要功能，巡(xun)检(jian)机器人(ren)的主要部件包(bao)括：车体、驱动电(dian)机、控制箱(xiang)、红外激光雷达(da)、360°全角度摄像头、红外热成像镜头、LED照明灯具、离子式烟雾传感器、温度/湿度探头、火焰探测传感器、双向语音对讲扬声器等。

（六）GIL智慧管廊智能视频安防系统

根据(ju)现场实际情况，在管廊(lang)重要位(wei)置及(ji)(ji)出入口处(chu)安装(zhuang)视频监(jian)控(kong)摄(she)像机（包括电缆(lan)接头、积水井及(ji)(ji)水泵控(kong)制箱、风机及(ji)(ji)控(kong)制箱、防火(huo)门(men)等），全面覆盖附近所有敏(min)感区域，保证监(jian)控(kong)中心24小时处于监控状态。视频监控系统除了具备数字化摄像监控系统自身的视频采集、存储、报警等基本功能外，还具备图像分析处理能力，对于非法闯入jinqu的行为自动(dong)报(bao)警(jing)，视频信号可通(tong)过(guo)4g网络(luo)传输到监控平台(tai)。

（七）GIL智慧管廊消防灭火监控(kong)报(bao)警系统

 1、超细干粉灭火(huo)装置

“超细干粉自动(dong)灭火(huo)装置”能(neng)与的火(huo)灾(zai)自动(dong)报警(jing)系统实现联动(dong)，或在火(huo)灾(zai)现场自动(dong)感应(ying)启动(dong)，将火(huo)情(qing)控制在初始阶段，灭火(huo)性能(neng)可(ke)靠(kao)。

 2 、火灾报(bao)警系统

火(huo)灾报(bao)警(jing)(jing)系统由火(huo)灾报(bao)警(jing)(jing)主机(ji)和编(bian)码(ma)型烟(yan)雾传感器(qi)、手动报(bao)警(jing)(jing)按钮、声(sheng)光报(bao)警(jing)(jing)器(qi)等组成，系统采用(yong)电(dian)子编(bian)码(ma)式烟(yan)雾传感器(qi)采集隧道内实时(shi)环境状态，当产生火(huo)警(jing)(jing)信(xin)号时(shi)，把信(xin)号上(shang)传至安全(quan)主(zhu)机及环境综合监(jian)控软件。安全主机及环境综合(he)监控软件接收到火警信(xin)息后(hou)，相应采取一系(xi)列(lie)措施，如联动风机、联动声光报警等(deng)，并把火警信(xin)号进一步转发上传至调度端平台。