浅析一种电缆井智能通风设备的研制与应用

浅析一种电缆井智能通风设备的研制与应用

吴伟彪,杨正恒,叶焕灿,李志强,张志威,杨添兴,陈学龙,冯润平

广东电网有限责任公司东莞供电局，广东 东莞 523000

摘要：本文提出一种电缆井智能通风设备，该电缆井智能通风设备是集环境测试与环境整改两个功能于一体，极大了方便了作业人员，提升了效率，降低了作业安全风险，有极大推广意义。

关键词：智能；通风设备；数据采集；软件平台；前景；

0 前言

2019年，东莞供电局《关于规范有限空间安全管理要求的通知》（东电安【2019】16号）中提出：作业前及作业期间应一直对有限空间采取通风措施，作业前30分钟内应对有限空间氧气、易燃易爆物质、有毒有害物质浓度进行检测及二次检测，其检测结果应符合相关标准，作业中断超过30分钟需要再次进入的，应再次检测合格后方可进入。

目前在电缆井内有限空间的作业方法：打开电缆井后，使用普通工业风扇向电缆井内进行吹风，并启用气体检测仪对井内气体浓度进行检测，测量气体符合标准后再进入电缆井开始作业。该方法主要面临两大问题：

（1）普通工业风扇工作效率低，影响作业前准备时间：

（2）气体检测设备单纯只有报警提示功能，未能根据实时检测数据对排风设备的功率作出调整，从而影响井内工作进度

2 电缆井智能通风设备设计

针对上述情况，通过统计和勘测电缆井有限空间的作业方法和耗时，分析研制电缆井智能通风设备的可行性，提出一种电缆井智能通风设备，该智能通风设备包括电源设备、通风设备、检测有害气体设备及其测试分析方法等功能。

（1）设计原理

采用工业级手持设备平台进行电缆井智能通风设备的研制开发，功能包括电缆井环境数据采集、电缆井环境分析模块，电动风机环境整改模块等功能模块。将电缆井室内作业工作方法分解为，下井前环境数据检测，数据分析，数据合格即可即时下井作业，不合适，可以采用便携式风机对电缆井下进行环境整改，达到安全值后下井作业，同时在作业过程中可以实时监测电缆井的环境数据，当环境数据不符合安全时将自动启动风机作业，减低有害气体浓度，达到标准值。为基建作业人员，提供可靠安全的工作环境，提升了作业的工作效率。以下是总体方案构图：

软件平台：主要完成传感器数据采集、传输、分析，信息实时处理和设备的实时控制，并实现人机交互。

温、湿度检测模块：温、湿度检测模块主要用于检测电缆井内实时温度、湿度，将温、湿度传感器采样到的实时数据最终可以在人机交互界面显示。

危险气体检测模块：危险气体检测模块主要用于检测电缆井内各项危险气体的指标参数，将危险气体传感器采样到的实时数据上传至软件平台，由软件平台上传至上位机并在显示软件中进行显示。

通风设备：包括竖直设立的井体，该井体底部水平设置连接相邻井体的顶管隧道，井 体内安装有立式风机，该立式风机通过管道连通底部顶管隧道。 [0007] 井体通过隔板分隔成多层，立式风机安装在井下一层底部隔板下。 立式风机设有两组，呈 90 度设置在井体内。 隔板上设有安装孔，立式风机安装在井下一层与井下二层之间，立 式风机的出风口通过管道贯穿下面各层隔板上的安装孔连通底部顶管隧道。井体顶部中心设有投料口，井体内设有连通投料口和底部顶管隧道的风 道。井体一侧设有风井，该风井连通井体内所述风道。井体顶部还设有三个电缆孔。

（2）工作流程

接到电缆并室内作业工作任务时，携带电缆井智能通风设备，用电缆井环境数据采集仪来集井内环境数据是否满足作业满足，通过终端检测耦合装置——即温湿度、危险气体传感器、360°万向摄像头等多个模块进行电缆井实时环境图像数据采集。数据由满足无线通信协议的无线通信网络（5G、Bluetooth、Wifi）对预处理的图像数据进行实时传输。由软件平台对数据图像进行大数据统计分析储存。将采集的实时数据与历史数据进行统计分析，通过设置预警阈值，一旦监测数据接近检测的预警阈值，便进行闪灯和蜂鸣预警，以达到预警目的。

若满足可以直接下井作业，减少了用原始的电风扇吹非内的等待时间，若环境数据达不到作业标准，则用携带电缆井智能通风设备，对井内的环境进行整改，达到安全值后下井作业，同时在作业过程中可以实时监测电缆井的环境数据，当环境数据不符合安全时将自动启动风机作业，减低有害气体浓度，达到标准值。为基建作业人员，提供可靠安全的工作环境，提升了作业的工作效率。

3应用前景

（1）经济效益高。缩短故障停电时间。以2018年某地区电缆故障8条为例，因故障需下井次数为80次，每次需3min，采用本装置可缩短停电时间240min。节约人力成本。以某地区6500个电缆井计算，需要130名职工专职巡视，使用本装置后所需员工数减少65名，每名员工每月巡视成本为1000元，每年可以减少节省78万元人力成本。

节省多样仪器购置费用。多模块搭载实现一机多用，节省采购手电筒、温湿度测量仪、危险气体测量仪等多样仪器设备费用大约5000元。

（

2）社会效益好。显著提高生产效率。无需下井在地面便可完成运维班组设计交底、管沟验收、故障抢修、电缆巡视多项日常业务，极大改进工作方式，大幅度提高运维水平和电缆运行安全。

可以保障运维人员安全。传统的运维方式需要运维人员下电缆井，会发生运维人员中毒事故或管道爆炸事故，造成人员伤亡，检测电缆井内危险气体含量并预警机制，保证运维人员的安全。

（3）推广性强。首先，通过推广使用电缆井智能通风设备，可以大大优化电缆井内有限空间的作业方法；其次，通过推广使用电缆井智能通风设备，电缆井内有限空间的作业实时监测井下环境数据，存在有害气体临近安全值时可以远程加大风机作业功率，促使有害气体浓度下降，减少井下作业的风险。最后通过推广使用电缆井智能通风设备，提升运维巡检质量和工作文率，未来可大规模广泛应用于电网建设

4、结语

综上所述，通过工业级手持设备平台进行过实时监控电缆井的环境数据的电缆井智能通风设备硬件，对采集的数据进行分析，判断井内的环境是否达到作业的要求。

电缆井智能通风设备是集环境测试与环境整改两个功能于一体，极大了方便了作业人员，提升了效率，降低了作业安全风险。

参考文献

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[2]龚士宝，刘同旭，谌业刚.电缆运行状态智能综合在线监测技术[J].信息通信，2015（11）：113-115.

[3]徐晨璐.矿用高压电缆运行状态在线监测技术研究[J].中国新通信，2014（18）：122-123.

项目支撑：本论文来源于广东电网有限责任公司职工技术创新项目；项目名称：一种电缆井智能通风设备的制作与试用；项目编号：031974KK52220002