张瀚 卢煜 蓝淑财 庄泳

摘要：电缆沟智能监测系统基于RFID自组网技术，通过全新的组网方式，和智能分析平台，适应恶劣环境，利用超微功耗的RFID温度传感器、五盖RFID位秱传感器、RFID五盖水浸传感器、有害气体传感器、声光报警器实现在线功能，通过NB-IoT窄带物联网通讯技术无线全域网，实现的配网設备运行在线管理，实时监控设备运行状态及运行环境状态，对电力设备资产进行安全监测和有效管理。

关键词：电缆沟;智能监测;RFID自组网;RFID传感器

引言

电缆沟作为承载高压输电电缆敷设的专门通道，所处环境都比较复杂，湿度大，电缆的老化速度快，出现积水电缆浸泡，电缆头破裂短路，容易发生火灾，危害输电系统的安全。电缆沟火灾一般隐蔽性比较强、破坏性巨大、一旦发生火灾还会伴有高温和有毒烟雾及不易控制等特点，无法及时扑救会造成巨大的经济损失和人员伤害。本文设计的智能电缆沟环境监测与预防救灾方案，具备了现场状态的实时查询，过温预警和报警功能，保障配电系统的安全运行。

一 地下电缆分布及特点

由于电缆的分布数量广大，大部分的管线安装杂乱，施工垃圾的丢弃，现场环境恶劣导致管理难度极大，出现问题人工排查也很困难。

1.由于所处环境湿度大，地下电缆易老化破损发生温升烧毁，发生火灾，而变电站出线500米内环网柜和中间接头处等都是急需监控的重要资产，一旦发生事故将造成巨大的人员伤害和经济损失.

2.电缆沟所处环境恶劣，多半取电困难、信号干扰、无线信号极其不稳定，现场也没有合适的监控设备进行实时动态监测

3.电力电缆出现问题多半事是在事后后理，无法做到事前预防，也会导致停电故障报警投，降低了电网服务质量，与此同时，停工停产也对企业造成巨大的经济损失.

4.传统安监的巡检人员数量巨大、成本高、轮值式巡检、无重点目标，环境恶劣很难实时进行监测，发现故障点，多层级的管理也会造成信息不对称，沟通成本高，从而效率低下.

二 电缆沟智能检测系统设计思路及方案

电缆沟智能检测系统通过传感器采集实时数据，则传感器会将实时数据上送至通讯终端。具有无线通讯自组网分通讯终端，通过2.4G（NB）无线自组网技术，以3-5分钟一次的频率将传感器采集到的数据传输到电信专用云端，后台主站对云端数据进行解析及显示，实现动静态的实时监测，在有报警触发的情况下主站以语音、短信、就地声光报警方式进行实时报。

1：系统利用可自组网、超微功耗的RFID温度传感器、五盖RFID位秱传感器、RFID五盖水浸传感器、有害气体传感器、声光报警器实现在线功能，通过NB-IoT窄带物联网通讯技术无线全域网，实现配网设备运行的在线管理，与此同时实时监控设备运行状态及运行环境状态，对电力设备资产进行有效管理。解决恶劣环境内产品自身供电能源、长期无故障工作和稳定通讯等问题，通过架构实时的数据物联网采集系统，可及时发现电力设备安全、异常状态，及时有效预防故障和险情发生。

2：智能声光报警单元优点：超低功耗，带自组网协议，远距离通讯，接收通讯终端数据，并进行本地声光报警，IP防护等级：IP68，报警声音大于120dB，无线自组网通讯。

3：温度传感器实时监测电缆温度，根据周期温度曲线，能有效地预防电缆爆炸等事故，并针对线路短路、过流等引起的火灾能进行报警，使得电缆沟内运行环境更为安全。

4：配合水浸传感器，湿度传感器，实时监测电缆沟内水位状态，湿度情况，如超过设定值，则会立即发出警报通知相关运维人员进行排水排查，有效地预防了由于水浸造成的安全事故，而井盖位移传感器通过探测X、Y、Z轴的加速度绝对值，实时传送振动或位移信号，实时监测电缆井盖状态，有效地预防了电缆被盗事件的发生。

三：智能检测体统技术优势

相较于传统的人工监测系统，采用智能监测系统让人力成本更低，检测设备功耗低，设备运行状态实时监测，故障预警重点关注，自劢生成报表统一调度管理检修过程监控指导，工作效率更高，发生安全事故的概率更低。

1：通信安全性：智能检测数据的有效性验证、数据包的加密、可靠的访问权限管理，可以绕开阻挡区域实现智能化通信。

2：网络可靠性：采用自主研发的工业无线自组网协议，网络端点到端点可靠性达到100%。

3：超低功耗：设备多为内置电池供电，超低功耗，系统平 均工作电流≤10 微安。超低功耗也达到节能的效果。

4：防盗功能：就地远程缺一不可，本地声光报警加外加远程的语音、短信提醒，web端显示及数据查询。

5：安装简易：整个网络全部无线 协议网状连接，全部产品即装即用，节省了人工成本。

结语：

目前电网配电环节在变电站、配电房等较好的环境形成了较为成熟的自动化和智能化解决方 案，但对地下电缆沟等恶劣环境下的设备管理仍没有更好的方法进行管理，存在不可预估的风险事故！电缆沟智能检测系统通过解决电缆沟所处恶劣环境内产品自身供电能源、长期无故障工作和稳定通讯等问题，通过架构实时的数据物联网采集系统，可及时发现电力设备安全、异常状态，及时有效预防故障和险情发生，更好提高电网服务质量。

参考文献

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