集成式智能电缆沟维护系统设计与实验研究

摘要

本文针对城市变电站电缆沟的维护系统进行研究，课题通过对城市输电方式进行研究分析，对比了架空线和电缆沟输电方式异同后，引出了电缆沟在城市输电过程中的重要性，由此提出对电缆沟输电进行安全维护。在分析引起电缆沟输电故障的基础上，对环境问题的起因以及造成的后果进行详细的分析，进而提出电缆沟维护系统的重要性。经过对国内外研究现状的对比，以及相似监测维护系统存在的优点不足后，提出了集电缆沟环境监测、状态报警和状态维护于一体的智能化电缆沟维护系统。 本系统采用模块化设计，主要包括通气体监测与通风子系统、火灾监测与报警子系统、水位监测与排水子系统以及入侵监测与无线报警子系统。其中，通风子系统根据国家对相关环境工作需风量的要求对需风量进行了计算，通风系统采用闭环控制，由于气体浓度为连续的模拟信号，为预防风机运作出现不规律震荡，引入了一种连续信号离散化方法，对采集的气体信号进行处理后作为变频器的输入值。对于火灾监测与温度报警系统中的温度监测报警值的设定，采用温度场的计算方法，对所监测区域的电缆温度场进行了计算，以此作为火灾报警阈值。水位监测与排水子系统中，为保证排水系统运行可靠性，采用可靠性理论，对系统在极端环境下的排水能力进行建模运算，验证了系统的排水能力。最后对入侵监测与无线报警子系统设计中，在采用声光现场警告的同时，增加了DTU无线报警模块，并通过配套软件对其进行了配置测试。 相对于传统的维护方法，本设备集成度高，可有效实现电缆沟气体监测与通风、温度监测与火灾报警、入侵监测与报警以及液位监测与排水等功能，解决了当前电缆沟输电维护中存在的难题。本设计的电缆沟维护系统已完成设备组装和现场实地调试，可实现设计要求的各项功能，对于城市供电的安全性具有重要的意义。