我國是水泥工業(yè)大國，自1986年以來我國水泥年產(chǎn)量一直居于世界首位，大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，尤其是多年來一系列國家重大工程的實(shí)施，極大地促進(jìn)水泥工業(yè)的發(fā)展。據(jù)有關(guān)權(quán)威部門統(tǒng)計(jì)，自2011年到2013年，我國三年的水泥消耗總量超過了美國在整個(gè)二十世紀(jì)的消耗量。水泥行業(yè)為我國近年來經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。

  一、應(yīng)用背景

  水泥廠有很多大型用電機(jī)械設(shè)備，設(shè)備能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)直接影響生產(chǎn)線的產(chǎn)品質(zhì)量以及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。電纜是為這些機(jī)械設(shè)備進(jìn)行電力傳輸?shù)闹饕ǖ?。水泥廠的電纜一般鋪設(shè)在電纜溝內(nèi)，而且電纜數(shù)量巨大，鋪設(shè)十分密集。若電纜發(fā)生故障，由于電纜溝內(nèi)的電纜沿著隧道縱橫交錯(cuò)，隧道縱深距離長、路面窄、照明條件差，這些會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)迅速蔓延，高溫有毒煙霧聚集，使得撲救難度巨大。一旦發(fā)生火災(zāi)，不僅直接燒毀大量價(jià)值昂貴的電纜及其他電氣設(shè)備，而且影響整個(gè)水泥廠的電力輸送，給企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡。

  近期來國內(nèi)外水泥企業(yè)頻發(fā)電纜溝火災(zāi)事故，造成整個(gè)工程停電，給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如2014年8月河北省某水泥企業(yè)電纜溝著火，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)700萬元以上，間接損失逾千萬；2015年11月河南省某水泥生產(chǎn)企業(yè)電纜溝著火，直接損失800多萬元，間接損失亦逾千萬。由電纜溝著火引起事故的實(shí)例還有很多。

  通過對(duì)國內(nèi)多起水泥廠電纜溝火災(zāi)事故進(jìn)行分析得知，引發(fā)火災(zāi)的主要原因是工廠長時(shí)間生產(chǎn)，造成電纜過熱燒穿絕緣，最終導(dǎo)致電纜溝內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，造成全廠或全網(wǎng)的惡性停電事故，給企業(yè)生產(chǎn)帶來巨大影響。所以，火災(zāi)的前兆一定是溫度升高，溫度升高達(dá)到一定程度才會(huì)起火。

  因此，對(duì)電纜溝內(nèi)電纜溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控是預(yù)防事故發(fā)生的有效手段。

  二、現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比

  行業(yè)里傳統(tǒng)測(cè)溫方式是通過人工攜帶紅外測(cè)溫儀對(duì)電纜溝內(nèi)電纜進(jìn)行檢查。然而這種方式并不是行之有效，因?yàn)槿斯ぱ膊椴荒茏龅綄?duì)測(cè)溫點(diǎn)進(jìn)行24小時(shí)全天候監(jiān)控。目前所存在的紅外測(cè)溫儀大部分只能當(dāng)時(shí)的情況做出測(cè)試，無法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，更不能實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜未來的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)和發(fā)出報(bào)警信號(hào)。因此，紅外測(cè)溫的方式存在相當(dāng)大的局限性。

  此外還有光纖測(cè)溫。光纖式測(cè)溫一般是采用光纖傳輸溫度信號(hào)，溫度傳感器附著在帶電物體表面，測(cè)溫儀與溫度傳感器之間用光纖連接。但是，光纖易折、易斷、不耐高溫、積累灰塵后絕緣性能大大降低，而且光纖布線難度大，造價(jià)高。然而，用于隔離高壓的光纖表面可能受到污染，將導(dǎo)致光纖沿面放電。這使得光纖測(cè)溫系統(tǒng)用于電纜的測(cè)溫應(yīng)用受到限制。

  此時(shí)，紅外無線測(cè)溫系統(tǒng)的出現(xiàn)，大大彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測(cè)溫方式的弊端。紅外無線測(cè)溫系統(tǒng)一般是由溫度采集裝置和溫度接收裝置組成。溫度采集裝置一般安裝在電纜溝內(nèi)靠近電纜的墻面上，對(duì)電纜的平均溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，采集到的溫度信號(hào)為輻射范圍內(nèi)的平均溫度，通過無線傳輸?shù)綔囟冉邮昭b置，接收裝置實(shí)時(shí)顯示接收到的溫度信號(hào)。當(dāng)接收裝置接通報(bào)警裝設(shè)備，當(dāng)被測(cè)量的電纜溫度超過預(yù)設(shè)的報(bào)警值，就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，及時(shí)提醒工作人員進(jìn)行處理，人工辨別發(fā)熱電纜，有效地預(yù)防了事故的發(fā)生。此外，還可以通過RS485線將接收裝置連接到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，這樣可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控。工作人員在辦公室就可以實(shí)時(shí)查看各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)溫度并及時(shí)對(duì)超溫情況做出處理，保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

  通過無線方式傳輸溫度數(shù)據(jù)，裝置完全絕緣，不會(huì)干擾信號(hào)傳輸。無線測(cè)溫裝置具有極高的可靠性和安全性。由于其相對(duì)低廉的價(jià)格，使用者可以每隔一定距離安裝一個(gè)溫度采集裝置，這樣方便對(duì)整個(gè)電纜溝內(nèi)的電纜進(jìn)行現(xiàn)場溫度監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)查看。

  三、解決方案

  CCMS4.1系統(tǒng)（非接觸式電纜溝監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）是北京斯拓高科電氣有限公司自行研發(fā)的電纜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可對(duì)電纜溝內(nèi)的電纜溫度進(jìn)行全面實(shí)時(shí)監(jiān)控。

  電纜溝環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)組成主要包括參數(shù)采集部分、參數(shù)傳輸部分、參數(shù)處理及顯示部分和客戶端軟件監(jiān)控部分。傳感器采集的溫度信息為紅外輻射范圍內(nèi)的平均溫度，經(jīng)過簡單的處理之后通過Zibee網(wǎng)絡(luò)傳輸至接收裝置終端。Zigbee網(wǎng)絡(luò)部分包括了采集終端設(shè)備、中轉(zhuǎn)路由設(shè)備、接收設(shè)備。參數(shù)處理極限是裝置接收到傳感器采集的信息后，對(duì)其分析處理，判斷測(cè)量的參數(shù)是否超過限定值，一旦超過設(shè)定值，便產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，并將傳感器參數(shù)通過光纖形式傳輸?shù)街髡鞠到y(tǒng)?？蛻舳耸且豢顚?duì)所有傳感器參數(shù)集中處理并進(jìn)行顯示的軟件，主要負(fù)責(zé)終端設(shè)備參數(shù)設(shè)置，通訊設(shè)置等，通過該軟件可實(shí)時(shí)查看傳感器采集的參數(shù)以及傳感器運(yùn)行狀態(tài)。

  此系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中采用了多種抗干擾措施，使其能夠在電力系統(tǒng)中穩(wěn)定運(yùn)行。靜電放電抗擾符合4級(jí)，電快速瞬變脈沖群抗擾性符合4級(jí)，高壓沖擊抗擾符合4級(jí)，浪涌抗擾符合3級(jí)，面板防護(hù)等級(jí)符合IP54，殼體防護(hù)等級(jí)符合IP20。

  四、總結(jié)

  安全是保證企業(yè)生產(chǎn)建設(shè)和經(jīng)營等各項(xiàng)工作得以順利進(jìn)行的基礎(chǔ)，有效地預(yù)防電纜溝事故的發(fā)生為企業(yè)的持續(xù)安全生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。因此，CCMS4.1非接觸式電纜溝監(jiān)控系統(tǒng)是當(dāng)前水泥企業(yè)的不二選擇。