背景
在智能變電站中,輔助設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)在無(wú)人值守應(yīng)用中十分重要,為智能變電站提供視頻監(jiān)控、消防、安防等作用,同時(shí)在統(tǒng)一平臺(tái)的應(yīng)用下實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)的多重聯(lián)動(dòng),完善智能變電站的高級(jí)應(yīng)用。當(dāng)下無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外,在智能變電站的輔助設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)領(lǐng)域的研究十分廣泛,并不斷為之提供更多的系統(tǒng)性功能,促進(jìn)智能變電站的信息一體化發(fā)展。
輔助設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)的功能分層結(jié)構(gòu)分析
變電站的輔助設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)離不開(kāi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用,其功能分層,可分為應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層以及感知層,這個(gè)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)在于可以減少上層服務(wù)器在處理數(shù)據(jù)中的壓力,同時(shí)針對(duì)光纖線纜絕緣性能差的現(xiàn)象,應(yīng)用無(wú)線通訊技術(shù)可以很好地改善這些缺點(diǎn)。
其中的應(yīng)用層需要對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與記錄,同時(shí)結(jié)合操作人員所發(fā)布的指令進(jìn)行響應(yīng),實(shí)現(xiàn)控制感知層設(shè)備的功能,促進(jìn)變電站整體自動(dòng)化水平的有效提升。此外,在遠(yuǎn)程控制終端應(yīng)用下,利用電網(wǎng)局域網(wǎng)來(lái)完成遠(yuǎn)程監(jiān)控功能,結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)存儲(chǔ)相關(guān)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),具備豐富多樣的查詢(xún)管理功能。
網(wǎng)絡(luò)層主要由無(wú)線通訊與遠(yuǎn)程控制終端通訊功能所組成,利用智能控制器的控制指令發(fā)送來(lái)完成感知層設(shè)備與本地監(jiān)控主機(jī)的信息交互功能,此時(shí)還可以利用串口來(lái)將開(kāi)關(guān)信息與模擬量數(shù)據(jù)發(fā)送至本地監(jiān)控主機(jī)當(dāng)中。值得注意的是,在網(wǎng)絡(luò)層中需要確保無(wú)線通訊方式的穩(wěn)定性。
在感知層中,應(yīng)用溫度濕度的采集設(shè)備以及照明開(kāi)關(guān)、門(mén)禁鎖等設(shè)備,溫度濕度采集設(shè)備中的傳感器可以及時(shí)獲取溫度濕度信息,同時(shí)傳輸至網(wǎng)絡(luò)層中,而照明開(kāi)關(guān)與門(mén)禁鎖等設(shè)備可以達(dá)到依據(jù)指令來(lái)提供照明、開(kāi)關(guān)閉合功能,感知層是整個(gè)輔助設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)層,也是最為重要的層次結(jié)構(gòu)。
變電站輔助設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)主要功能
序號(hào)
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子系統(tǒng)及設(shè)備
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實(shí)現(xiàn)功能
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一
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環(huán)境監(jiān)測(cè)
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1
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溫濕度傳感器
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監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度、濕度
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2
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SF6&O2傳感器
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監(jiān)測(cè)六氟化硫、氧氣濃度
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3
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水位傳感器
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監(jiān)測(cè)水位值
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4
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漏水傳感器
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監(jiān)測(cè)環(huán)境的漏水情況
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5
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臭氧傳感器
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監(jiān)測(cè)臭氧濃度
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6
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甲烷傳感器
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監(jiān)測(cè)甲烷濃度
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二
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設(shè)備控制
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1
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智能空調(diào)控制
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監(jiān)測(cè)空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài),遠(yuǎn)程控制開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)操作等
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2
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除濕機(jī)監(jiān)測(cè)
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監(jiān)測(cè)除濕機(jī)的運(yùn)行狀態(tài),環(huán)境濕度值,以及遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)機(jī)等
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3
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風(fēng)機(jī)控制
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通過(guò)溫度值自動(dòng)聯(lián)動(dòng)控制風(fēng)機(jī)的啟停
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4
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水泵控制
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通過(guò)水位值自動(dòng)聯(lián)動(dòng)控制水泵的啟停
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5
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照明控制
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監(jiān)控?zé)艄庹彰鳡顟B(tài)、遠(yuǎn)程控制燈光照明
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6
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新風(fēng)機(jī)控制
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監(jiān)測(cè)新風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài),自動(dòng)聯(lián)動(dòng)新風(fēng)機(jī)啟停
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三
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安全監(jiān)測(cè)
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1
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煙霧傳感器
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監(jiān)測(cè)環(huán)境煙感狀態(tài)
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2
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紅外傳感器
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監(jiān)測(cè)環(huán)境的人員出入狀態(tài)
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3
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溫感傳感器
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監(jiān)測(cè)環(huán)境的火警狀態(tài)
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4
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明火傳感器
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監(jiān)測(cè)環(huán)境的明火狀態(tài)
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5
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門(mén)禁監(jiān)控
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監(jiān)控門(mén)禁人員出入記錄,可支持刷卡、密碼、指紋、人臉等多方式,支持遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)門(mén)
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6
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消防監(jiān)測(cè)
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監(jiān)測(cè)消防報(bào)警輸出干接點(diǎn)
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四
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視頻監(jiān)控
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1
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槍機(jī)攝像機(jī)
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通過(guò)視頻圖像監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況
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2
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半球攝像機(jī)
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通過(guò)視頻圖像監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況
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3
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球機(jī)攝像機(jī)
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通過(guò)視頻圖像監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況,可進(jìn)行云臺(tái)控制
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4
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NVR設(shè)備
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對(duì)視頻錄像進(jìn)行存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)
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5
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硬盤(pán)
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對(duì)視頻錄像進(jìn)行存儲(chǔ)
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變電站輔助設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)配置原則
火災(zāi)消防子系統(tǒng)配置原則如下:
(1)根據(jù)探測(cè)區(qū)域及區(qū)域內(nèi)電氣設(shè)備特點(diǎn),變電站配置不同原理和類(lèi)型 的火災(zāi)探測(cè)器。
(2)各房間及預(yù)制艙配置點(diǎn)型感溫感煙火災(zāi)探測(cè)器或吸氣式感煙探測(cè)器。
(3)蓄電池室配置防爆感煙火災(zāi)探測(cè)器。 有設(shè)備運(yùn)行溫度要求的區(qū)域,如變壓器室、電纜夾層、電纜豎井、室外主變、室外高抗等區(qū)域,配置纜式線型定溫火災(zāi)探測(cè)器。
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安全防衛(wèi)子系統(tǒng)配置原則如下:
(1)變電站配置 1 套安防監(jiān)控終端。
(2)變電站圍墻配置電子圍欄,大門(mén)入口宜配置紅外對(duì)射探測(cè)器用于周 界安防。
(3)各設(shè)備室對(duì)外門(mén)窗處可配置紅外雙鑒探測(cè)器用于非法入侵監(jiān)測(cè)。
(4)大門(mén)入口及非常開(kāi)門(mén)的主要設(shè)備室配置門(mén)禁。
(5)變電站大門(mén)入口設(shè)置門(mén)鈴。
(6)對(duì)于有人值班變電站的監(jiān)控室,配置緊急報(bào)警按鈕。
(7)對(duì)于需要遠(yuǎn)傳報(bào)警信息至報(bào)警中心的變電站,可在變電站門(mén)衛(wèi)室配置 1 臺(tái)防盜報(bào)警控制器。
安全防衛(wèi)設(shè)備配置說(shuō)明
(1)安防監(jiān)控終端
安防監(jiān)控終端與子系統(tǒng)其他設(shè)備統(tǒng)籌組柜,布置于二次設(shè)備室。
(2)電子圍欄
1) 圍墻四周采用電子圍欄布防時(shí),每個(gè)防區(qū)長(zhǎng)度不宜大于 100m。電子圍欄 采用四線制或六線制;
2) 電子圍欄主機(jī)在戶(hù)外安裝時(shí),外殼防護(hù)等級(jí)為 IP32。
(3)紅外對(duì)射探測(cè)器
在變電站大門(mén)上方宜配置 1~2 對(duì)紅外對(duì)射探測(cè)器,用于大門(mén)處防入侵探測(cè)。
(4)紅外雙鑒探測(cè)器
1) 監(jiān)控室、二次設(shè)備室、開(kāi)關(guān)室等出入口配置紅外雙鑒探測(cè)器;
2) 針對(duì)部分有長(zhǎng)走廊的開(kāi)關(guān)室、GIS 室宜配置長(zhǎng)距離紅外雙鑒探測(cè)器。
(5)門(mén)禁
在變電站大門(mén)、監(jiān)控室、二次設(shè)備室、開(kāi)關(guān)室、GIS 室、電容器室、蓄電 池室設(shè)置門(mén)禁,宜在其它小室設(shè)置門(mén)禁。
(6)門(mén)鈴 變電站大門(mén)入口宜設(shè)置門(mén)鈴。
(7)緊急報(bào)警按鈕
220kV 以上電壓等級(jí)變電站配置 1 個(gè)緊急報(bào)警按鈕,220kV 及以下電壓等 級(jí)變電站宜配置 1 個(gè)緊急報(bào)警按鈕。
(8)聲光報(bào)警器 監(jiān)控室及圍墻四周配置聲光報(bào)警器,二次設(shè)備室、開(kāi)關(guān)室、GIS 室宜配置
聲光報(bào)警器。
動(dòng)環(huán)子系統(tǒng)配置原則如下:
(1)變電站配置 1 套動(dòng)環(huán)監(jiān)控終端,布置于二次設(shè)備室。
(2)主要一次設(shè)備室、二次設(shè)備室及預(yù)制艙配置溫濕度傳感器。
(3)存在絕緣氣體泄露隱患的設(shè)備室配置絕緣氣體泄露監(jiān)測(cè)傳感器。
(4)電纜層、室外電纜溝等電纜集中區(qū)域宜配置水浸傳感器,集水井配 置水位傳感器。
(5)各變電站主控樓樓頂宜配置 1 套一體化微氣象傳感器,采集室外溫度、 濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、雨量等數(shù)據(jù)。
(6)有燈光補(bǔ)充需求的站內(nèi)場(chǎng)地配置輔助燈光。
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動(dòng)環(huán)子系統(tǒng)設(shè)備配置說(shuō)明
設(shè)計(jì)時(shí)需考慮其經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行點(diǎn)位、數(shù)量的優(yōu)化布置。
(1)電科恒鈦HT500變配電輔助監(jiān)控裝置 小型壁掛式變配電輔助監(jiān)控裝置宜按設(shè)備區(qū)域進(jìn)行配置,每個(gè)設(shè)備區(qū)域(室)宜各
配置 1 臺(tái);集中式動(dòng)環(huán)監(jiān)控終端宜變電站進(jìn)行配置,每個(gè)變電站至少配置 1 臺(tái), 布置于輔助設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)屏柜內(nèi)。
(2)溫濕度傳感器
控制室、二次設(shè)備室、GIS 室、蓄電池室以及獨(dú)立通信機(jī)房等重要設(shè)備間宜 配置溫濕度傳感器。當(dāng)房間面積小于 80 平方米時(shí),每個(gè)房間宜配置 1~2 臺(tái)溫濕 度傳感器;當(dāng)房間面積大于 80 平方米時(shí),每個(gè)房間宜配置 2 臺(tái)及以上溫濕度傳 感器。
(3)照明控制器
戶(hù)外配電裝置場(chǎng)區(qū)以及控制室、 二次設(shè)備室、 蓄電池室等重要二次設(shè)備房 間配置照明控制器,照明控制器的數(shù)量根據(jù)實(shí)際所控制的照明燈具的數(shù)量確 定。
(4)輔助燈光 戶(hù)外場(chǎng)地有燈光補(bǔ)充需求的攝像頭配置輔助燈光。
(5)漏水傳感器 二次設(shè)備室、開(kāi)關(guān)室及獨(dú)立通信機(jī)房等重要設(shè)備房間地面可配置漏水傳感器。
(6)水位傳感器
每個(gè)集水井配置 1 臺(tái)水位傳感器。
(7)水浸傳感器 變電站電纜層、室外電纜溝等電纜集中區(qū)域宜配置水浸傳感器。水浸傳感器
一般布置于電纜溝易于積水處。電纜溝內(nèi)每 60 米或每段配置 1 臺(tái)。
(8)微氣象傳感器
每個(gè)變電站主控樓樓頂配置 1 套一體化的微氣象傳感器,采集室外溫度、 濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、雨量等數(shù)據(jù)信息。
(9)空調(diào)控制器 安裝在空調(diào)內(nèi)部,每一臺(tái)空調(diào)配置 1 個(gè)。
(10)風(fēng)機(jī)控制器 安裝在風(fēng)機(jī)控制箱,每一個(gè)風(fēng)機(jī)控制箱配置 1 個(gè)。
(11)水泵控制器 安裝在水泵控制箱,每臺(tái)水泵配置 1 個(gè)。
(12)SF6 傳感器
GIS 室、SF6 斷路器開(kāi)關(guān)柜室等存在 SF6 泄露隱患的設(shè)備室配置 SF6 泄露傳感器。每間隔配置 1 臺(tái)。
智能鎖控子系統(tǒng)框架圖 鎖具布置符合以下布置原則:
(1)220kV 及以下等級(jí)變電站:
1) 一臺(tái)鎖控控制器、兩把電子鑰匙集中部署,并配置一把備用機(jī)械緊急解 鎖鑰匙;
2) 鎖具部署在全站屏柜門(mén)鎖、箱門(mén)鎖、爬梯門(mén)鎖、圍欄門(mén)鎖(不含防止電 氣誤操作的鎖具),消防小室門(mén)、水泵房門(mén)等需要常開(kāi)的場(chǎng)合,無(wú)需部署鎖具。
(2)220kV 以上等級(jí)變電站:
1) 一臺(tái)鎖控控制器、四把電子鑰匙集中部署,并配置一把備用緊急解鎖鑰 匙;
2) 鎖具部署在全站屏柜門(mén)鎖、箱門(mén)鎖、爬梯門(mén)鎖、圍欄門(mén)鎖(不含防止電氣誤操作的鎖具),消防小室門(mén)、水泵房門(mén)等需要常開(kāi)的場(chǎng)合,無(wú)需部署鎖具。
智能巡視子系統(tǒng)攝像機(jī)配置原則如下:
(1)攝像機(jī)布置滿(mǎn)足變電站安全防范、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視及設(shè)備智能巡 視的要求。
(2)站區(qū)大門(mén)、站內(nèi)場(chǎng)地、戶(hù)外設(shè)備區(qū)、各房間及預(yù)制艙均安裝球形攝 像機(jī),戶(hù)外設(shè)備區(qū)可安裝云臺(tái)攝像機(jī),對(duì)變電站進(jìn)行常規(guī)監(jiān)視,兼顧環(huán)境狀態(tài)、 人員行為及設(shè)備狀態(tài)分析。
(3)變壓器、高抗等重要一次設(shè)備區(qū)域宜配置高清固定攝像機(jī)、紅外熱成 像攝像機(jī)、聲紋監(jiān)測(cè)裝置等,滿(mǎn)足遠(yuǎn)程在線巡視的布點(diǎn)需求。
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變電站輔助設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備布置說(shuō)明
1 綜合用服務(wù)器、智能巡視主機(jī)分別組柜布置于二次設(shè)備室或計(jì)算機(jī)室。
2 在線監(jiān)測(cè)終端宜就近安裝在間隔內(nèi)智能控制柜內(nèi)。無(wú)就地智能控制柜的單獨(dú) 組柜,就地布置于配電設(shè)備所屬場(chǎng)區(qū)。
3 火災(zāi)報(bào)警控制器和消防聯(lián)動(dòng)控制器設(shè)置在有人值班的場(chǎng)所,如警衛(wèi)室、消 防控制室。如無(wú)警衛(wèi)室、消防控制室,則設(shè)置于主控室。
4 點(diǎn)型火災(zāi)探測(cè)器吸頂安裝于戶(hù)內(nèi)屋面。
5 線型紅外光束感煙探測(cè)器安裝于戶(hù)內(nèi)墻壁,頂棚高度不大于 5m 時(shí),探測(cè)器 的紅外光束軸線距離頂棚的垂直距離為 0.3m;當(dāng)頂棚高度為 10m-20m 時(shí),光束 軸線距離頂棚的垂直距離可為 1.0m。
6 纜式線型定溫火災(zāi)探測(cè)器纏繞變壓器、高壓電纜等設(shè)備布置。
7 安防監(jiān)控終端、動(dòng)環(huán)監(jiān)控終端等根據(jù)需要可布置于匯控箱或輔助設(shè)備二次屏 柜內(nèi)。
8 電子圍欄宜采用圍墻壁頂部支架安裝方式,電子圍欄主機(jī)可選擇在變電站圍 墻壁裝或場(chǎng)地內(nèi)落地安裝。
9 防盜報(bào)警控制器和緊急報(bào)警按鈕布置在有人值班的場(chǎng)所,如警衛(wèi)室或主控 室。
10 門(mén)禁采用壁掛安裝,安裝高度距地面 1.3-1.5 m;門(mén)禁控制器宜組柜安裝。
11 紅外對(duì)射探測(cè)器安裝在大門(mén)兩側(cè)圍墻頂部,其紅外對(duì)射射線的高度高 于大門(mén)頂部,高度差宜為 120mm±10mm。
12 紅外雙鑒探測(cè)器宜安裝在設(shè)備室門(mén)上方的墻壁上,其底部距門(mén)頂部的距離 宜大于 0.2m,其側(cè)面距門(mén)側(cè)的距離宜為 0.2m。
13 溫濕度傳感器壁掛安裝,安裝高度距地面 1.3-1.5m。
14 SF6/O2 傳感器落地安裝于 GIS 設(shè)備下方地面。
15 水位傳感器安裝離集水井墻壁 10cm 處,深度與集水井深度一致。
16 水浸傳感器安裝電纜溝易積水位置的地面上。
17 漏水傳感器安裝于易漏水區(qū)域的地面。
18 微氣象傳感器安裝于變電站屋頂處。
19 照明控制器(燈控)宜安裝在各個(gè)房間出入口的附近,壁裝高度 1.3-1.5m, 替換傳統(tǒng)燈控面板。
20 輔助燈光立桿安裝在變電站圍墻四角安裝,高度隨攝像頭立桿高度確定。
21 鎖控監(jiān)控終端、電子鑰匙宜集中部署于變電站主控室操作臺(tái);鎖具安裝于 屏、柜、箱等。
22 槍型固定攝像機(jī)一般采用壁裝,安裝高度隨監(jiān)視范圍確定。
23 球形攝像機(jī):戶(hù)外配電裝置區(qū)域宜采用立桿安裝,也可布置在建筑物的外 墻,布置滿(mǎn)足戶(hù)外配電裝置帶電距離的要求。戶(hù)內(nèi)宜采用壁裝、吸頂安裝或吊 裝安裝方式。戶(hù)外安裝高度宜在 3.5-4 米,戶(hù)內(nèi)安裝高度隨建筑高度保護(hù),離屋 頂 0.5~1 米。
24 云臺(tái)攝像機(jī),戶(hù)外配電裝置區(qū)域宜采用立桿安裝,戶(hù)內(nèi)宜采用壁裝;戶(hù)外 安裝高度宜在 3.5-4 米,戶(hù)內(nèi)安裝高度隨建筑高度保護(hù),離屋頂 0.5~1 米。
25全景攝像機(jī)宜布置于站內(nèi)圍墻或建筑視野開(kāi)闊的高處。
26 攝像機(jī)安裝方式安全可靠,安裝位置滿(mǎn)足帶電作業(yè)安全距離要求,并 采取防雷擊損壞措施。