邵亞南SHAO Ya-nan

（中國(guó)電建集團(tuán)河南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，鄭州 450007）

0 引言

國(guó)網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力電纜隧道監(jiān)測(cè)及通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》（Q/GDW12080-2021）規(guī)范了隧道內(nèi)電纜本體及環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，明確了分布式光纖測(cè)溫、護(hù)層接地電流監(jiān)測(cè)等電纜隧道監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的配置要求[1]。目前，2018 版電力建設(shè)預(yù)算定額中，關(guān)于電纜在線監(jiān)測(cè)裝置安裝，涉及電纜隧道監(jiān)控主站（YL4-36）、電纜隧道監(jiān)測(cè)通信（YL4-39、YL4-40）和井蓋監(jiān)控（YL4-37）、護(hù)層接地電流監(jiān)測(cè)（YL4-38）、火災(zāi)報(bào)警及自動(dòng)滅火（YT18）等子系統(tǒng)[2]。在相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)后，分布式光纖測(cè)溫、局部放電在線監(jiān)測(cè)等子系統(tǒng)缺乏計(jì)價(jià)依據(jù)。本文系統(tǒng)研究電纜在線監(jiān)測(cè)各子系統(tǒng)工作原理和設(shè)備安裝工藝流程，梳理匹配現(xiàn)有定額子目，提出各子系統(tǒng)擬設(shè)置補(bǔ)充定額子目，為進(jìn)一步完善相關(guān)定額，建立完整的電纜隧道在線監(jiān)測(cè)定額體系提供參考。

1 研究方法

①結(jié)合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、廠家產(chǎn)品資料研究各子系統(tǒng)的功能要求，通過收集施工現(xiàn)場(chǎng)資料，形成典型施工方案，明確各子系統(tǒng)安裝工藝流程和工作內(nèi)容。

②逐工序與現(xiàn)有電力建設(shè)預(yù)算定額相關(guān)子目工作內(nèi)容進(jìn)行匹配，確定需要補(bǔ)充的定額子目。

③按照現(xiàn)有預(yù)算定額的計(jì)量單位和步距設(shè)置的原則，擬定補(bǔ)充定額子目名稱、編號(hào)、計(jì)量單位等。

技術(shù)路線如圖1 所示。

圖1 技術(shù)路線

2 電纜隧道在線監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)安裝工藝流程

2.1 分布式光纖測(cè)溫裝置

分布式光纖測(cè)溫裝置利用沿電纜線路設(shè)置的測(cè)溫光纖作為傳感器，利用光時(shí)域反射（OTDR）或光頻域反射（OFDR）技術(shù)對(duì)電纜線路的運(yùn)行溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)，一般由測(cè)溫光纖、測(cè)溫主機(jī)及監(jiān)測(cè)計(jì)算軟件等組成[3]。安裝工序如下：

①準(zhǔn)備工作。檢查安裝部位、設(shè)備完整性，安裝人員做好自身安全防護(hù)，準(zhǔn)備工具及材料。

②測(cè)溫主機(jī)安裝及調(diào)試。在隧道工井等處設(shè)置機(jī)柜，在屏柜內(nèi)組裝固定主機(jī)，連接光纜、線纜、接地線等，設(shè)定主機(jī)參數(shù)，配置報(bào)警分區(qū)、報(bào)警參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)調(diào)試、后臺(tái)接入調(diào)試，報(bào)警測(cè)試等。

③測(cè)溫光纖敷設(shè)。沿電纜表面敷設(shè)測(cè)溫光纖，接頭處測(cè)溫光纖通過纏繞的方式將電纜兩端金屬尾管及接頭主絕緣部分進(jìn)行覆蓋[4]，保證光纖與電纜及電纜接頭緊密接觸。測(cè)溫光纖敷設(shè)完之后，進(jìn)行分區(qū)定位測(cè)試，使用加熱設(shè)備加熱分區(qū)點(diǎn)測(cè)試光纖，在主機(jī)上繪制溫度位置曲線，記錄溫度變化位置。

2.2 局部放電在線監(jiān)測(cè)裝置

局部放電在線監(jiān)測(cè)裝置通過實(shí)時(shí)感應(yīng)電纜局部放電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)電力電纜本體及附件局部放電情況。一般由傳感器、信號(hào)采集箱、監(jiān)測(cè)主機(jī)等組成[5]。安裝工序如下：

①準(zhǔn)備工作。檢查設(shè)備完整性，核對(duì)裝箱清單。

②局放主機(jī)安裝及調(diào)試。在屏柜內(nèi)組裝固定主機(jī)，安裝就位后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)分配的要求，連接、固定線纜，配置系統(tǒng)參數(shù)、報(bào)警參數(shù)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)試、后臺(tái)接入調(diào)試。

③信號(hào)采集箱、傳感器安裝。配件組裝，在設(shè)計(jì)圖示的安裝位置劃線、打孔，將采集箱固定在隧道壁或電纜支架上。安裝傳感器到電纜護(hù)層接地線上，連接傳感器與采集箱之間的線纜。

2.3 溫度監(jiān)測(cè)裝置

溫度監(jiān)測(cè)可采用傳感器或分布式光纖測(cè)溫[1]。

采用傳感器方式通過采集溫度傳感器的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電纜隧道內(nèi)環(huán)境的溫度數(shù)據(jù)變化。一般由溫度傳感器、信號(hào)采集單元、通訊單元等構(gòu)成。

采用分布式光纖測(cè)溫方式工作原理與電纜本體分布式光纖測(cè)溫裝置相同，由測(cè)溫光纖、測(cè)溫主機(jī)等組成。區(qū)別是測(cè)溫光纖沿隧道頂部全線敷設(shè)，并與電纜本體分布式光纖測(cè)溫裝置共用測(cè)溫主機(jī)。安裝工序如下：

2.3.1 采用傳感器方式

①溫度傳感器安裝。將溫度傳感器安裝到支架上，固定與數(shù)據(jù)采集箱連接的線纜。

②測(cè)溫采集箱安裝。將采集箱通過膨脹螺栓固定在隧道壁、井壁或電纜支架上，連接線纜。

③系統(tǒng)調(diào)試。通過后臺(tái)或移動(dòng)終端對(duì)數(shù)據(jù)采集箱進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問、調(diào)試。

2.3.2 采用分布式光纖測(cè)溫方式

準(zhǔn)備工作、測(cè)溫主機(jī)安裝及調(diào)試與電纜分布式光纖測(cè)溫裝置相同。測(cè)溫光纖沿隧道展放，預(yù)留適當(dāng)余量，在隧道頂部中間位置打孔、安裝掛鉤，將測(cè)溫光纖用扎帶固定在掛鉤上。如圖2 所示。

圖2 隧道環(huán)境測(cè)溫光纖敷設(shè)示意圖

敷設(shè)好的光纖進(jìn)行分區(qū)標(biāo)定，在分區(qū)點(diǎn)加熱光纖，在主機(jī)上繪制位置曲線，標(biāo)記位置。

2.4 防外破監(jiān)測(cè)裝置

防外破監(jiān)測(cè)裝置利用沿電纜隧道敷設(shè)的振動(dòng)光纖，探測(cè)周圍環(huán)境中的振動(dòng)，監(jiān)測(cè)外力對(duì)電纜隧道造成的破壞，實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警并精準(zhǔn)定位入侵位置。主要由振動(dòng)光纖和監(jiān)測(cè)主機(jī)組成。安裝工序如下：

①準(zhǔn)備工作。檢查設(shè)備完整性，核對(duì)裝箱清單。

②振動(dòng)主機(jī)安裝及調(diào)試。在屏柜內(nèi)組裝固定主機(jī)，安裝就位后，連接電源線、網(wǎng)線、光纖尾纖及地線，配置系統(tǒng)參數(shù)、報(bào)警參數(shù)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)試、后臺(tái)接入調(diào)試。

③振動(dòng)光纖敷設(shè)。沿隧道展放光纖，在隧道的頂部蛇形敷設(shè)，監(jiān)測(cè)范圍覆蓋兩邊隧道側(cè)壁，應(yīng)盡量保持光纖與電纜隧道表面緊密接觸，分區(qū)標(biāo)定振動(dòng)光纖。

2.5 沉降監(jiān)測(cè)裝置

沉降監(jiān)測(cè)裝置在深回填區(qū)域、與其他隧道或地下構(gòu)筑物產(chǎn)生交叉穿越處等存在沉降風(fēng)險(xiǎn)的重點(diǎn)區(qū)域，通過靜力水準(zhǔn)儀和裂縫計(jì)等傳感器對(duì)隧道廊體結(jié)構(gòu)位移、結(jié)構(gòu)沉降等因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)[1][6]。主要由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等組成。安裝工序如下：

①準(zhǔn)備工作。檢查安裝部位及設(shè)備構(gòu)件，在確保無(wú)質(zhì)量問題后，對(duì)重要構(gòu)件進(jìn)行預(yù)拼裝。

②沉降傳感器安裝。靜力水準(zhǔn)儀安裝：將靜力水準(zhǔn)儀固定在隧道壁上，安裝時(shí)需保證安裝標(biāo)高相同，敷設(shè)通氣管、通液管，連接傳感器線纜。裂縫計(jì)安裝：在預(yù)定的觀測(cè)點(diǎn)打孔，用膨脹螺栓將傳感器固定在隧道壁上，連接傳感器線纜。

③數(shù)據(jù)采集箱安裝。將采集箱設(shè)備支架固定在隧道壁或電纜支架上，然后固定采集箱，接入所有傳感器的數(shù)據(jù)傳輸線纜，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。

2.6 水位監(jiān)測(cè)及自動(dòng)排水裝置

水位監(jiān)測(cè)及自動(dòng)排水裝置通過液位傳感器、浮球進(jìn)行實(shí)時(shí)水位數(shù)據(jù)采集，根據(jù)設(shè)定參數(shù)決定是否啟動(dòng)水泵等設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)排水處理。一般由液位傳感器、浮球和采集控制箱等組成。安裝工序如下：

①采集控制箱安裝。將采集控制箱支架安裝在隧道內(nèi)電纜支架或墻壁上，安裝控制箱，將電源線、網(wǎng)線、傳感器線纜等接入采集控制箱，并用阻燃保護(hù)管進(jìn)行保護(hù)。

②傳感器安裝。在預(yù)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)打孔，在集水井底部井壁安裝液位傳感器，安裝浮球，排管、布設(shè)、固定線纜。

③系統(tǒng)調(diào)試。設(shè)置水泵啟停水位報(bào)警參數(shù)，調(diào)試設(shè)備。

3 補(bǔ)充定額子目設(shè)置

3.1 現(xiàn)有定額子目匹配分析

電纜隧道在線監(jiān)測(cè)各子系統(tǒng)安裝工序與2018 版電力建設(shè)預(yù)算定額匹配情況見表1-表6。

表1 分布式光纖測(cè)溫裝置

表2 局部放電在線監(jiān)測(cè)裝置

表3 溫度監(jiān)測(cè)裝置

表4 防外破監(jiān)測(cè)裝置

表5 沉降監(jiān)測(cè)裝置

表6 水位監(jiān)測(cè)及自動(dòng)排水裝置

3.2 補(bǔ)充定額子目設(shè)置

3.2.1 分布式光纖測(cè)溫裝置

與現(xiàn)有定額子目匹配可知，測(cè)溫主機(jī)安裝與調(diào)試、測(cè)溫光纖敷設(shè)、分區(qū)標(biāo)定等工序無(wú)對(duì)應(yīng)定額子目，測(cè)溫光纖的單盤測(cè)試、熔接、光纖測(cè)試可套用已有定額。測(cè)溫光纖敷設(shè)工程量與光纖長(zhǎng)度相關(guān)，報(bào)警分區(qū)一般按電纜接頭確定，分區(qū)標(biāo)定工程量與光纖敷設(shè)長(zhǎng)度相關(guān)，因此與光纖敷設(shè)合并設(shè)置一條定額。測(cè)溫主機(jī)安裝及調(diào)試與光纖敷設(shè)工程量之間不存在固定對(duì)應(yīng)關(guān)系，故分布式光纖測(cè)溫裝置安裝可設(shè)置兩個(gè)定額子目“測(cè)溫主機(jī)安裝及調(diào)試”、“電纜測(cè)溫光纖敷設(shè)”，分別以“臺(tái)”、“km”為計(jì)量單位。

3.2.2 局部放電在線監(jiān)測(cè)裝置

局放主機(jī)安裝及調(diào)試的人材機(jī)消耗量與主機(jī)臺(tái)數(shù)相關(guān)，不同工程局放主機(jī)對(duì)應(yīng)的采集箱、傳感器套數(shù)不相同，所以分別設(shè)置定額子目。局放主機(jī)安裝及調(diào)試以“臺(tái)”為計(jì)量單位。

根據(jù)設(shè)備工作原理，局放采集箱與傳感器成套配置，一個(gè)采集箱對(duì)應(yīng)三相工頻、高頻傳感器，同時(shí)采集三相電纜局部放電信號(hào)并對(duì)信息進(jìn)行預(yù)處理，可將局放采集箱與傳感器的安裝設(shè)置為一條定額子目“局放采集箱、傳感器安裝”，以“套”為計(jì)量單位。

3.2.3 溫度監(jiān)測(cè)裝置

環(huán)境測(cè)溫采集箱與傳感器成套配置，一個(gè)采集箱對(duì)應(yīng)一個(gè)傳感器，采集溫度傳感器輸出的信號(hào)并對(duì)信息進(jìn)行預(yù)處理，可將采集箱與傳感器的安裝設(shè)置為一條定額子目“環(huán)境測(cè)溫采集箱、傳感器安裝”，以“套”為計(jì)量單位。

測(cè)溫主機(jī)安裝及調(diào)試與電纜本體分布式光纖測(cè)溫裝置主機(jī)安裝工作內(nèi)容、施工步驟一樣，可共用一個(gè)定額子目，僅需設(shè)置“環(huán)境測(cè)溫光纖敷設(shè)”定額子目，以“km”為計(jì)量單位，工作內(nèi)容包含光纖敷設(shè)和分區(qū)標(biāo)定等。測(cè)溫光纖的單盤測(cè)試、熔接、光纖測(cè)試可套用已有定額。

3.2.4 防外破監(jiān)測(cè)裝置

設(shè)置“振動(dòng)主機(jī)安裝及調(diào)試”、“振動(dòng)光纖敷設(shè)”兩個(gè)定額子目，分別以“臺(tái)”、“km”為計(jì)量單位。振動(dòng)光纖的單盤測(cè)試、熔接、光纖測(cè)試可套用已有定額。

3.2.5 沉降監(jiān)測(cè)裝置

沉降采集箱可同時(shí)收集多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，且不同工程傳感器的種類和布置數(shù)量需結(jié)合工程實(shí)際情況設(shè)計(jì)確定，所以可按照“沉降采集箱安裝”以及靜力水準(zhǔn)儀、裂縫計(jì)兩種傳感器安裝設(shè)置三個(gè)定額子目，分別以“臺(tái)”、“個(gè)”為計(jì)量單位。

3.2.6 水位監(jiān)測(cè)及自動(dòng)排水裝置

根據(jù)設(shè)備工作原理，采集箱與液位傳感器、浮球等成套配置，在隧道集水井內(nèi)，安裝浮球和液位傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)水位數(shù)據(jù)采集，并通過采集箱控制自動(dòng)排水裝置，考慮到定額使用方便的要求，可將水位監(jiān)測(cè)及自動(dòng)排水裝置安裝綜合設(shè)置為一個(gè)定額“水位監(jiān)測(cè)及自動(dòng)排水裝置安裝及調(diào)試”，以“套”為計(jì)量單位。

綜上所述，擬設(shè)置補(bǔ)充定額子目見表7。

表7 電纜隧道在線監(jiān)測(cè)擬設(shè)置補(bǔ)充定額一覽表

4 結(jié)論

本文系統(tǒng)研究了電纜隧道在線監(jiān)測(cè)各子系統(tǒng)工作原理及安裝工藝流程，逐工序與2018 版電力建設(shè)預(yù)算定額子目進(jìn)行匹配分析，確定需要補(bǔ)充編制定額子目的工作內(nèi)容，進(jìn)一步結(jié)合設(shè)備工作原理和工序間的相關(guān)性，按照現(xiàn)有定額的計(jì)量單位和步距設(shè)置原則，得到“測(cè)溫主機(jī)安裝及調(diào)試”等擬設(shè)置的12 個(gè)補(bǔ)充定額子目，研究成果可以為進(jìn)一步編制完善相關(guān)定額，建立完整的電纜在線監(jiān)測(cè)定額體系提供參考。