人工智能高压电缆隧道建设研究

人工智能高压电缆隧道建设研究

刘越

重庆市送变电工程有限公司   重庆 400039

摘要：隧道施工是承重传输电缆的关键通道。人工髙压电缆的基本建设有利于推动电缆的专业化发展。电缆、通道的安全体系和智能化运检水准要充足挖掘潜力，以问题为导向，以传输互联网效率、智能运维效率、搭建多场景连动生产制造服务平台、推进能源物联网改革创新为研究内容。

关键词：人工智能；高压电缆；隧道建设

1高压电网建设进展

根据供电公司“感知层传输层服务平台层网络层”的设计方案框架，建立了高压电缆技术专业物联网应用管理系统，并实际部署了各层的设备和系统软件。（1）感知层。根据其位置，设备可分为两类。（1）隧道施工中的传感终端包括局部放电、电流和其他设备状态传感终端，以及环境温度和烟雾探测器等安全通道的自然环境传感终端。每个终端设备根据其角色连接到相应的专用系统软件，并由隧道施工边缘的数据中心统一管理和操作。（2）非隧道施工中的传感终端包括员工移动工作终端、监控摄像机、智能人孔盖等地面应用设备。部分智能人孔盖可用作连接点设备，以采集地下沟槽管道中的传感终端数据信号，并处理非隧道施工电缆通道中的传感数据采集困难。（2）传输层。它包括网络光纤、无线网络专用网和连接点专用网。地面传感设备和移动工作终端通过无线网络专用网或连接点专用网连接到公司内网；隧道施工中的传感数据信号首先收集到边缘数据中心，然后根据光纤无线信道接近的原则将核心连接到配电站的路由器端口号。（3）服务平台层。包括设备数据、操作和维护数据、感知数据3个控制模块组。（1）设备数据控制模块组主要用于管理基本账表、安全通道空间信息和生产现场管理记录。（2）运维数据控制模块组主要用于运维业务流程数据，如管理方法检查、缺陷、现场检测等。（3）感知数据控制模块组主要用于在线监测设备台账管理、报警数据选择和分析，以及边缘系统的操作。（4）网络层。主要涉及账表、运维、perception3基础数据的高端管理决策功能，包括电缆线路稳定性评估、安全通道运营风险评估、设备老化变化趋势、应急管理辅助决策等功能，具体指导运维人员操作和维护高压电缆。

2全状态感知能力提升改造

2.1系统结构

电缆隧道综合监控平台必须集成分布式光纤测温系统、电缆局部放电检测系统、电缆隧道环境监控系统、电缆隧道安全监控系统等20多个子系统，以及远程调节、监控、远程控制等基础数据信息。，服务平台必须访问更多的关系数据库。通常，必须由电缆隧道综合监控平台访问的数据具有以下特点：访问子系统多、数据量大、存储粒度分布不同、访问方法多样，这给电缆隧道综合监控平台的互连、集成和基础设施带来了很大困难。电缆隧道综合监控平台的基本建设一般是基于供电公司高压电缆管理的现状。系统结构必须满足技术创新、科学框架、可靠性、可扩展性等原则。目的是建立一个适用于现阶段和未来高压电缆发展的信息管理和管理决策服务平台。

2.2电缆接地环流感知装置

单芯电缆的护套接地保护毁坏，会致使金属材料护套过多流通，导致电缆超温，乃至绝缘穿透。本发明可以检测护套循环系统，确诊电缆初期绝缘缺点和安全隐患，操纵突发性绝缘安全事故，保证电缆机器设备可以信赖运作。该设备实现了下列基本功能。(1)循环系统认知。每一个传感器设备装有钳形电磁线圈和电流信号数据采集器，各自检测每相金属材料护套的环流值。传输数据到流通监控录像机后，可以以数据分析表或图形的方式显示出来。(2)数据统计分析。依据数据信息能够剖析环流发展趋势，鉴别环流基因突变、三相不平衡等风险预兆。(3)警报作用。当电流量超出阀值时，它能够传出报警。

2.3功能和目标

隧道综合性监控平台对电缆隧道内分布式架构的设备运行数据开展搜集和集中化，完成对电缆设备和隧道生态环境的统计数据和数据开展智能运维的目标。(1)清除信息的不对称，进行高压电缆和隧道在线监测系统的统一运维服务，全方位检测电缆自身、附属设施和运行环境；(2)进行高压电缆的日常生产制造具体指导和生产管理；(3)进行对高压电缆设备、附设设备和运行环境的实时在线统一监管；(4)依据设备情况，进行维修生产任务的总体规划，为维修给予从计划方案维修到情况维修的服务支持；(5)进行对高压电缆关键设备和运行环境的科学规范的分析和剖析；(6)最终，在不屈不挠的智能化电力能源下，一种最新的电缆生产制造、生产制造、经营和管理机制可能发生。

2.4电缆接头与隧道温度感知装置

根据在安全通道整个过程的环境中铺装测温光纤，并把测温光纤盘绕在电缆表层，能够随时认知12个消防设施系统分区的生态环境温度和隧道工程施工中24个联系井的表层温度。当产品详情页在监控范围之内高过40时，测温系统能及时处理消防安全隐患，关掉超温地区两边的防火门，并直接将报警设备送往电缆运作监控。运维人员能够在中央监控屏上的安全通道中浏览磁盘分区各部分和每一组电缆射频连接器的温度转变。除此之外，系统软件还具备电缆载流量剖析和常见问题自查作用。电缆载流量数据分析系统可用于剖析和预测分析电缆的电缆载流量。当光缆电缆破裂或信号衰减过过大时，能够鉴别中断点的详细地址。

2.5电缆接头局部放电实时监测

高压电缆局部放电是指在电缆绝缘层中，只有部分电缆充放电，但未完全穿透。这种情况称为局部放电。为了确保电缆的安全运行，重要的是在运行期间监测局部放电线路上的电缆、电缆连接器和用户，以便立即评估绝缘状况。根据IEC61850通信协议，综合监测平台可以即时获取设备局部放电线路的监测数据信息。电缆隧道施工综合监测平台根据电缆局部放电的自放电量和次数进行实时采集和监测，并通过波形、脉冲重复放电图、累积脉冲重复放电图、故障分析图、故障定位图和数据图进行显示，并实时动态显示电缆局部放电监测的统计数据和情况。

2.6隧道边缘计算中心

边缘计算是一个智能管理和控制服务平台，能够建立多级别边缘代理作用构架。在构架上，该服务平台彻底解决了原来“终端设备-分站-域名”三层传统式视频监控系统智能化系统低、依赖感强的缺点，建立了“认知终端设备-区域边缘-安全通道边缘”的新构架。在新的系统架构中，智能传感器技术设备依据无线信道部位、作用种类和传输技术被划定为好几个控制模块。例如隧道施工里的气体传感器、温度感应器、离心水泵、防火门窗等设备按区域构成多个自然环境控制模块，路面视觉效果监管、智能井盖构成路面设备控制模块。每一个控制模块装有一个区域边缘代理设备，能够当地回应传感器数据信息，生产调度相对应的防火门窗等控制设备，并能够与上边缘测算互动，接受下达的控制命令。边缘测算承担搜集不一样区域边缘设备推送的数据信息，依据差异情景的要求综合调度不一样区域的智能化设备，与电缆线运行监控互动，接受监管颁发的控制命令。

3结论

（1）通过这种新型玻璃屏蔽外壳的防水设计，并与智能系统设备集成，合理解决了隧道渗漏问题。（2）利用电缆隧道和设备状况的全感知技术，可以立即控制地下自然环境和设备异常，节省人力和物力成本，合理减少安全隐患，提高员工运维管理效率，提高供电可靠性。（3）利用感性数据的智能分析方法，在创建标准化、智能化系统和多维数据统计分析的同时，可以深入挖掘数据的使用价值，加强辅助决策的作用，提高地下电缆安全通道精益生产的管理水平。（4）通过人机协调和快速协调机制，可以提高地下电缆隧道的室内环境风险响应和应急处置能力。

参考文献：

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