直埋热网远距离监测系统原理及关键设备_技术研究

摘要

摘　要：对直埋热网远距离监测系统的监测原理、关键设备、设计要点进行探讨。关键词：直埋热网；泄漏监测系统；　监测原理；关键设备Principle and Key Equipment of Remote Moni

摘　要：对直埋热网远距离监测系统的监测原理、关键设备、设计要点进行探讨。

关键词：直埋热网；泄漏监测系统；　监测原理；关键设备

Principle and Key Equipment of Remote Monitoring System for Directly Buried Heat-supply Network

Abstract：The monitoring pnnciple，key equipment and key design points of remote monitoring system for directly buried heat-supply network are discussed．

Keywords：directly buried heat-supply network；leak monitoring system；monitoring principle；key equipment

在白俄罗斯某燃气轮机发电一蒸汽联合循环供热项目中，设计人员根据白俄罗斯规范TKII 45-4.02-182—2009《热网》的要求，针对直埋热网设计了一套远距离监测系统，通过监测预制直埋保温管道(以下简称保温管)聚氨酯泡沫塑料保温层的电导率，发现保温层的过湿情况并确定故障位置。本文对直埋热网远距离监测系统的监测原理及关键设备进行探讨。

1　监测原理

远距离监测系统是通过在保温管保温层内设置两根裸露铜质信号导线，并在管段端部将电缆连接成闭合的信号环路，通过监测保温层电导率，对管段保温层湿度进行监测。随着湿度的增大，保温层的电导率在增大，而保温层电阻率在下降。

保温层出现高湿度位置及信号电缆中断位置的监测基于脉冲反射原理，当出现以上两种情况时，该位置的信号导线波动特性发生变化。在进行热网验收时，利用脉冲式反射仪(即故障位置探测仪)记录各管段热反射图表，作为标准图表。当某管段出现故障时，将故障图表与标准图表进行比较，从而确定故障的具体位置。

2　关键设备

2.1　管道部分

①信号导线

为了实现远距离监测功能，在管子及管件的保温层中内置2根信号导线，截面积为1.5mm²。信号导线固定在PE保护层支撑块上，并平行于工作钢管^[1]，信号导线的设置位置见图1。

②出线电缆

根据信号导线在管道中的出线位置，可分为端部出线、中间出线。

端部出线位置在保温结束处，出线电缆采用三芯电缆接入保温管，其中两根导线分别连接两根信号导线，第三根导线连接工作钢管。端部出线方式分为两种：第一种，通过安装在保温层堵板上的密封装置引出，主要用于进入建筑物内部管道的信号电缆出线，见图2。第二种，通过安装在PE保护层上的密封装置引出，主要用于建筑物外部管道的信号电缆出线，见图3。密封装置断面见图4。

中间出线用于将整个管网分成若干一定长度的管段，以满足监测仪最大监测管段长度的需要。出线电缆采用五芯导线，其中四根导线分别连接4根信号导线，第五根导线连接工作钢管，出线电缆通过密封装置引出，见图5。

③接线成套设备

管道补口信号导线的连接成套设备(见图6)包括电缆夹、胶带、压紧套管、焊料、焊膏等，除可满足管道补口信号导线的连接要求外，还可满足其他位置信号导线的连接，以及信号导线与出线电缆的连接。

管道补口信号导线连接的操作步骤为：调直对接的2根信号导线，用砂纸打磨导线对接端面，直至出现铜的光泽。将导线末端涂上焊膏，分别从压紧套管的两头插入，用压紧钳压紧，并采用焊料焊接。冷却后进行目视检查，并用手拉拽压紧套管两侧的导线进行连接强度测试。用万用表探针跨接压紧套出线电缆管两侧导线，测量电阻，单位长度导线电阻应在0.012～0.015W/m范围内。将压紧套管两侧的导线固定在电缆夹上，并用胶带固定在工作钢管上。

2.2　信号部分

①电缆接线端子

为了将监测仪方便地接入监测系统，在监测点附近没置电缆接线端子。电缆接线端子可以方便接入监测仪、接通或断开出线电缆，接线方式见图7。电缆接线端子置于专门设备箱内，根据热网规模和走向需要布置若干个设备箱，并安装在干燥及通风良好的环境中。对于相对湿度较高的场所，应采用密封设备箱。

②监测仪

监测仪分为固定式、移动式，监测仪主要用于监测管道故障状态，并发出报警信号，但不具备确定故障位置的功能。

固定式监测仪由220V电源供电，最大监测管段长度为5km，对于长距离热网，应根据监测仪的最大监测管段长度，将热网分为若干独立的监测回路。固定式监测仪置于专门设备箱内，故障信号可上传至监测中心，实施远距离监测系统集中管理。移动式监测仪能够对2～5km长度范围内的管段进行监测，可实现对附近没有电源无法设置固定式监测仪及某些分支管段的监测。固定式监测仪安装现场、移动式监测仪操作现场分别见图8、9。