国网江苏无锡供电公司 岳芸

无锡供电公司电缆运检室人员在调试巡检机器人。 （王辰 摄）

“隧道内突发大火，温度快速升高，有毒气体浓度飚升……”8 月26 日，位于江苏无锡太湖新城的220 千伏红旗变电缆隧道内突然响起了警笛声，国网江苏无锡供电公司（简称无锡供电公司）电缆隧道指挥中心的各种指示灯不停闪烁着，无锡供电公司电缆技术专家、电缆运检室主任何光华沉着地发出了一道道指令，一场突发的重大“安全事故”顿时化险为夷。

原来这里正在进行的是无锡首条人工智能高压电缆的现场安全模拟演练。该智慧电缆隧道内运用了大量的物联网新技术，还包含了国内两个“首个”新技术——首次应用隧道内3D 数字孪生模拟巡检场景、首次使用多通道一机模式的软索机器人。

220 千伏红旗变电缆隧道位于太湖新城核心区，全长3.55 千米，是穿越无锡经济核心区的供电生命线，这个2014年就投运的电缆隧道于今年7 月底完成升级改造后，迎来了新的“生命力”，将进一步提升电缆隧道多维精益运检的管理水平，成为电缆隧道更安全、便捷、高效的“智慧管家”。

“神经网络”让隧道实现感知“全透明”

传统电缆隧道巡检难、故障多，巡检人员安全无法保障等问题一直困扰着何光华工作室，为了改变这一现状，工作室团队潜心钻研，将红旗变电缆隧道升级成为了具有智慧感知、智慧中枢、智慧全景功能的“三智六全”精益化运检示范工程。

“红旗变电缆隧道红扬4551 线A相线路电流250.54 安、接地环流检测2.2 安倍、光纤测温25.7 摄氏度……环境监测温度 20.6 摄氏度、 湿度76.10%。”通过红旗变隧道智能化监控平台，笔者看到了电缆的实时数据，该系统还显示了“目前状态感知、环境辅控一切正常”的自动评价。

而让隧道内所有状态信息变成“全息透明”展示在大屏前的“功臣”就是遍布在整段隧道内共18 类400 多个传感器点位。

“智慧感知网络就像神经末梢一样，”何光华介绍道：“其可对隧道内温湿度、烟感、有毒有害气体、水位、风机、水泵状态等进行实时监测，并对于电缆本体实现实时电流电压、故障信息、分布式光纤测温、接地环流、局部放电、故障定位实现实时监测。”

“感知网络不仅实现了电缆状态的全监测，还能通过工作人员的‘单兵装备’对进入隧道内的工作人员的位置、生命体征、是否违章作业等进行实时监控。”何光华说：“人员定位及违章行为预警系统应用定位芯片胸牌、视频人脸识别监控、定位鞋、可以实时掌控人员位置，从而防止误入非作业区；此外通过监控心率、体温、呼吸等生命体征，可以实时监控人员健康状态，违章操作主动报警，从而保障隧道有限空间的人身安全。”

智慧中枢成为隧道“超强大脑”

全息感知可以采集到隧道内的各项数据，但如何作出快速反应？电缆隧道还有个“超强大脑”——智慧中枢平台，该平台整合了智慧监测汇集系统、智慧辅控联控系统、智慧数据决策系统，可以实现电缆全线故障智慧诊断。

如果遇到隧道内有突发状况，“超强大脑”会根据数据作出分析，并自动启动应对措施。

“智慧中枢平台首次探索应用了双重保障的全线电缆智慧定位功能。一方面应用高压电缆故障预警与精确定位装置，通过监测行波到达电缆两端的GPS 对时时间差，计算故障点距离监测终端的距离，并首次实现在数字孪生全景通道中的快速可视化定位；另一方面辅以各中间接头故障的感知信息应用边缘计算分析，再次复核故障位置，从而提升故障抢修准确度和效率。”何光华介绍道。

以开头发生的模拟演练为例，火情发生，测温光纤测出温度超出警戒温度后，系统将自动锁定故障发生位置在荆红线2 号接头，监控系统立马调出该接头附近的气体监测、温湿度监测、接地环流等数据以及摄像头实时画面，烟感等感应装置主动报警，通道内就近摄像头自适应触发识别，确认火情后立即启动防火门、通风系统和消防机器人联动机制，实现灭火点的精准扑救、消防机器人自动前往灭火。

“隧道内实现了电缆线路全方位多维立体防火管控。”何光华说：“如防火门、防火墙、电缆本体绕包防火包带，电缆接头上方配有干粉灭火弹，电缆接头外部采用带有泄压口的高强度防火防爆盒以及火探管式感温自启动灭火装置，光纤、动力低压电缆安装在防火槽盒内等等，这些措施保障了隧道有限空间的有效防火。”

此外，“超强大脑”还植入了火灾智能预警与消防模块，隧道智慧联控系统会针对隧道结构，采用地面集水井、集水沟引导疏通、新型阻水法兰、高压灌浆等措施疏堵结合，完善通道防水综合治理。当隧道内部有害气体含量超标时，自动启动通风系统，并与门禁系统联动预警，保障人员和设备安全。

“电缆卫士”全年无休保障电缆安全

隧道内的电缆是最重要的主体，如何保障电缆安全是关键所在。该隧道研制的全景可视化巡检技术在国内首次应用虚实结合的方法，融合数字孪生三维巡检和多通道一机模式的软索机器人巡检技术，互为备用，互为补充，改变了传统人工巡检的作业模式。

“隧道电缆线路巡检工作量大，仅红旗变隧道电缆就含上百处巡检点，传统人工巡检全程走路检查需要4 小时以上，耗时耗力，且易遗漏，此外还存在有限空间作业安全风险。”何光华介绍道：“我们绘就出了一张红旗变隧道‘3D孪生三维全景图’，所有传感信息与地理信息一一对应，首次实现了隧道电缆预设路线的智能定时巡检、特巡路线自定义巡检，巡检报表自动生成，异常数据自动报警并实时跳转，实现了异常的可视化快速定位，巡检质量和效率大幅提升，且不会遗漏。”

实景采集、无人智慧巡检还离不开隧道的一个特殊“运检员”——首次在国内电缆隧道内应用的多通道一机模式的软索机器人。该机器人具备智能视频、红外成像、隧道微气象、气体智能监测、角度爬坡、穿越防火门、缺陷识别报警等功能。

何光华指着正在巡视的机器人说：“随时可以变换轨道让机器人能够在不同轨道检灵活切换，可以适应复杂地下隧道的有限空间环境，更为经济高效，推广价值更大。”

过去根据设备状况制定巡检计划，发现电缆设备异常和缺陷，受巡检周期影响，无法实时掌握设备运行状态，如果220 千伏红旗变隧道电缆线路故障，严重时将造成该区域市政府、金融中心、高新开发区和居民的大面积停电，而如今依靠这些人工智能技术，实现了电缆线路运检模式从“事后检修”到“事前诊断”的本质变革，让电缆隧道实现“自我感知”“自我运检”，大幅提升了电缆线路的健康运行水平。未来三十年，这条隧道仍将是无锡城市的供电生命线之一，直接带来的经济效益将达数十亿。