直埋保溫管道安全運行光纖監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)條件（征求意見稿）

3GB/T××××-××××本文件規(guī)定了直埋保溫管道安全運行光纖監(jiān)測系統(tǒng)的術(shù)語和定義、系統(tǒng)構(gòu)成和基本功能、設備與材料、系統(tǒng)布置、安裝與敷設和系統(tǒng)測試。本文件適用于敷設在管道外部，監(jiān)測直埋保溫管道溫度和振動的光纖監(jiān)測系統(tǒng)（以下簡稱光纖監(jiān)測系統(tǒng)）。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2423.1GB/T2423.2GB/T2423.3GB/T2423.4電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗A：低溫電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗B：高溫環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Cab：恒定濕熱試驗電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Db：交變濕熱（12h+12h循環(huán)）GB/T4208-2017外殼防護等級（IP代碼）GB4706.1-2005家用和類似用途電器的安全第1部分：通用要求GB4793.1測量、控制和實驗室用電氣設備的安全要求第1部分：通用要求GB/T7424.1光纜總規(guī)范第1部分：總則GB/T7424.2光纜總規(guī)范第2部分：光纜基本試驗方法GB/T8163輸送流體用無縫鋼管GB/T9361-2011計算機場地安全要求GB/T9771.1通信用單模光纖第1部分：非色散位移單模光纖特性GB/T9771.3通信用單模光纖第3部分：波長段擴展的非色散位移單模光纖特性GB/T12357.1通信用多模光纖第1部分：A1類多模光纖特性GB/T16529.3光纖光纜接頭第3部分：分規(guī)范光纖光纜熔接式接頭GB/T17626.2電磁兼容試驗和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗GB19517國家電氣設備安全技術(shù)規(guī)范GB/T22239信息安全技術(shù)網(wǎng)絡安全等級保護基本要求GB/T22690數(shù)據(jù)通信設備通用機械結(jié)構(gòu)機柜和插箱GB/T24456高密度聚乙烯硅芯管GB/T33863.1OPC統(tǒng)一架構(gòu)第1部分：概述和概念GB/T33863.2OPC統(tǒng)一架構(gòu)第2部分：安全模型GB/T33863.3OPC統(tǒng)一架構(gòu)第3部分：地址空間模型GB/T33863.4OPC統(tǒng)一架構(gòu)第4部分：服務GB/T33863.5OPC統(tǒng)一架構(gòu)第5部分：信息模型GB/T33863.6OPC統(tǒng)一架構(gòu)第6部分：映射4GB/T××××-××××GB/T33863.7OPC統(tǒng)一架構(gòu)第7部分：行規(guī)GB/T34068物聯(lián)網(wǎng)總體技術(shù)智能傳感器接口規(guī)范GB51171-2016通信線路工程驗收規(guī)范CJJ28城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)工程施工及驗收規(guī)范YD/T814.1光纜接頭盒第1部分：室外光纜接頭盒YD/T1537通信系統(tǒng)用戶外機柜3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1傳感光纜opticalfibersensingcable實現(xiàn)分布式溫度/振動感測的光纜，光纜包含多芯光纖和必要的保護層，簡稱光纜。3.2測溫主機temperaturemeasurementhost能發(fā)射探測激光脈沖，接收反饋信號，并轉(zhuǎn)換為沿光纜不同位置的溫度變化數(shù)據(jù)，實現(xiàn)溫度測量及定位的裝置。3.3測振主機vibrationmeasurementhost能發(fā)射探測激光脈沖，接收反饋信號，并轉(zhuǎn)換為沿光纜不同位置的振動變化數(shù)據(jù)，實現(xiàn)外界對管道的機械性外力危害事件產(chǎn)生的振動識別及定位的裝置。3.4監(jiān)測平臺monitoringplatform接收測溫主機上傳的溫度數(shù)據(jù)及測振主機上傳的振動數(shù)據(jù)，顯示管道外表面溫度及振動異常識別數(shù)據(jù)分布，實現(xiàn)溫度和振動異常識別結(jié)果的定位、報警、數(shù)據(jù)存儲等功能的物聯(lián)網(wǎng)應用終端。3.5手孔井hand-holechamber用于光纜接頭處理、檢修等特殊需求的工作井。3.6光纜米標opticalfibercablemetermark在光纜外護表面按1m間隔逐一標注的光纜長度的標識。3.7定位誤差positioningerror光纖監(jiān)測系統(tǒng)顯示的溫度或振動異常識別位置和管道實際位置之間的偏差。3.8最大監(jiān)測距離maximummonitoringdistance測溫/測振主機單個通道監(jiān)測光纜的最大長度。3.9檢查測試點checktestpoints在光纜附近隨機設置的用于模擬外界振動和溫度測試的區(qū)域。5單通道測溫時間singlechanneltemperaturemeasurementtime測溫主機采集單通道所有數(shù)據(jù)所需要的時間。事件識別時間responsetimeofvibrationsignal測振主機讀取光纜振動信號，通過內(nèi)部集成算法對振動信號進行事件識別所需要的時間。4構(gòu)成和基本功能4.1構(gòu)成4.1.1光纖監(jiān)測系統(tǒng)主要包括測溫/測振光纜、測溫/測振主機、通信網(wǎng)絡和監(jiān)測平臺。光纖監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成示意見圖1。6圖1光纖監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成示意4.1.2光纖監(jiān)測系統(tǒng)可同時監(jiān)測管道溫度和振動，也可只監(jiān)測管道溫度或管道振動。4.2基本功能光纖監(jiān)測系統(tǒng)應具備下列基本功能：a)測溫主機/測振主機通過光纜采集的管道溫度信息/振動信息，進行解析識別并編碼成為具有標定特征的信息數(shù)據(jù)，傳遞給監(jiān)控平臺；6GB/T××××-××××b）同一監(jiān)測通道中可同時定位多個泄漏點和外界影響事件；c）測溫主機自動采集、分析并實時上傳所轄監(jiān)測范圍內(nèi)的溫度及泄漏點數(shù)據(jù)；d）測振主機自動采集、分析并實時上傳監(jiān)測范圍內(nèi)發(fā)生的、可能對管道產(chǎn)生危害的以及產(chǎn)生實際危害的機械性外力危害事件；e）結(jié)合地理信息系統(tǒng)，直觀顯示泄漏點和機械性外力危害事件的信息；f）自動存儲及備份采集的數(shù)據(jù)；g）監(jiān)測平臺與其他供熱監(jiān)測平臺的數(shù)據(jù)交換。5設備與材料5.1光纜及光纜接頭盒5.1.1光纜5.1.1.1光纜應采用鎧裝光纜，并應符合GB/T7424.1的規(guī)定。5.1.1.2光纜物理性能應符合表1的規(guī)定，測試方法按GB/T7424.2的規(guī)定執(zhí)行。表1光纜物理性能25DaaD為光纜直徑。5.1.1.3光纜外表面應有光纜米標，并應符合下列規(guī)定：a）計米長度的誤差應在0～1%范圍，實際長度不應短于計米長度；b）計米標志應連續(xù)并間隔1m；c）計米標志可以從非零的數(shù)字開始；d）在整個光纜交貨段長度中，計米標志不應跨越零。5.1.1.4用于直埋熱水管道的光纜應能耐受-40℃~+85℃溫度，用于直埋蒸汽管道的光纜應能耐受-40℃~+150℃溫度，且應連續(xù)穩(wěn)定正常工作。5.1.1.5僅測溫或測振時光纜內(nèi)光纖數(shù)量不應少于2芯，同時測溫測振光纖數(shù)量不應少于5.1.1.6多模光纖應符合GB/T12357.1的規(guī)定，單模光纖應符合GB/T9771.1或GB/T9771.3的規(guī)定，光纖損耗應符合表2的規(guī)定。7GB/T××××-××××表2光纖損耗5.1.2光纜接頭盒光纜接頭盒應采用直埋型，并應符合YD/T814.1的規(guī)定。5.2測溫/測振主機5.2.1測溫主機測溫主機主要監(jiān)測性能應符合表3的規(guī)定。表3測溫主機主要監(jiān)測性能℃℃℃m℃5.2.2測振主機測振主機主要監(jiān)測性能應符合表4的規(guī)定。表4測振主機主要監(jiān)測性能m5.2.3使用環(huán)境測溫/測振主機應能在下列環(huán)境下正常工作：a）溫度-20℃~+50℃;b）相對濕度5%～95%；c）大氣壓力80kPa～110kPa。5.2.4外殼防護等級測溫/測振主機的外殼防護等級不應低于GB/T4208-2017規(guī)定的IP53。5.2.5耐環(huán)境8GB/T××××-××××測溫/測振主機在環(huán)境條件影響下，測量值偏差不應大于10%，試驗方法及條件按表5規(guī)定執(zhí)行。表5耐環(huán)境試驗方法及條件a試驗時傳感器不包裝，不通電，不進行中間檢測。5.2.6電磁兼容主機應具備抗擾度性能，并應符合GB/T17626.2的規(guī)定。5.2.7電氣絕緣當使用交流電源時，電氣絕緣性能應符合GB4706.1-2005中I類器具的規(guī)定。5.3電源5.3.1采用電網(wǎng)供電時，應滿足220V交流電源使用條件。5.3.2采用太陽能供電時，蓄電池電容量應滿足測溫主機連續(xù)工作時間大于144h。5.4機柜5.4.1主機、電源、通信模塊等應置于同一機柜內(nèi)。當有蓄電池時，蓄電池與其他模塊之間應設置隔斷，且相隔距離不應小于200mm。5.4.2戶外機柜應符合YD/T1537的規(guī)定，機柜的防護等級不應低于GB/T4208-2017規(guī)定的IP55。室內(nèi)機柜應符合GB/T22690的規(guī)定。5.4.3機柜的材質(zhì)應選用不銹鋼或鍍鋅鐵皮，厚度不應小于1.2mm。當采用鍍鋅鐵皮時，鋅含量不應小于180g/m2，并應進行內(nèi)外表面噴塑處理。5.4.4機柜的內(nèi)外表面應無銹蝕、明顯劃痕、毛刺等缺陷，涂覆層不應剝落、起泡。5.5監(jiān)測平臺5.5.1環(huán)境監(jiān)測平臺安裝環(huán)境應符合GB/T9361-2011中4.1.3規(guī)定的C級。5.5.2顯示5.5.2.1監(jiān)測平臺應集成地理信息系統(tǒng)顯示實時地圖，并應能顯示對應被監(jiān)測管線圖，顯示管線關(guān)鍵節(jié)點（彎頭、三通、井室等）位置的標識及信息。5.5.2.2點擊管線應能顯示監(jiān)測管線實時溫度坐標圖和歷史溫度坐標圖，并應符合下列規(guī)a）橫坐標顯示管道的位置坐標，并應能放大到1.0m每格和縮小至能觀測全部波形；9GB/T××××-××××b）縱坐標顯示溫度范圍為-40℃~+250℃,并可以任意自適應縮放；c）實時溫度坐標圖和歷史溫度坐標圖，可以疊加顯示，分析對比。5.5.2.3溫度坐標圖應同時能顯示溫度、溫升速率及相應位置等數(shù)據(jù)，并應符合下列規(guī)定：a）溫度的顯示單位采用℃,顯示的分辨力為0.1℃;b）溫升速率的顯示單位采用℃/min，顯示分辨力為0.1℃/min；c）位置的顯示單位采用m，顯示分辨力為0.1m。5.5.2.4報警應有實時的可視標識，并應有聲光提示，并應符合下列規(guī)定：a）溫度報警信息應包括溫度值和位置；b）振動報警信息應包括事件級別、內(nèi)容和位置。5.5.3報警5.5.3.1溫度監(jiān)測應實現(xiàn)管道沿線的異常溫度數(shù)據(jù)按定溫超限、溫升速率差超限的報警，報警閾值可分段、分級設置。5.5.3.2振動監(jiān)測應具備布防和撤防功能。5.5.3.3管道沿線的異常振動數(shù)據(jù)按破壞事件、危險事件和可疑事件的分類報警和定位功能，異常振動報警準確度應符合表6的規(guī)定：表6異常振動報警準確度5.5.3.4光纖監(jiān)測系統(tǒng)自身功能異常報警內(nèi)容應包含電源故障、主機故障、通信故障和光纜損壞等。5.5.3.5所有報警響應時間不應超過3min。5.5.3.6監(jiān)測平臺可通過手機APP、手機短信平臺、監(jiān)測軟件客戶端等途徑通知相關(guān)人員。5.5.4數(shù)據(jù)存儲與調(diào)閱5.5.4.1監(jiān)測平臺應能完整存儲管道運行時的數(shù)據(jù)，包含外護層溫度、機械性外力危害事件預警數(shù)據(jù)、管道相應位置數(shù)據(jù)等。5.5.4.2監(jiān)測平臺應能自動存儲及定期對數(shù)據(jù)進行備份。存儲周期不應少于60個月。當因停電等故障中斷數(shù)據(jù)存儲時，恢復后應能自恢復數(shù)據(jù)存儲功能。5.5.4.3支持報警記錄與歷史事件處理記錄報告生成及導出。5.6通信5.6.1單臺設備的信號上傳速率測溫不應小于2Mbps，測振不應小于5Mbps。5.6.2通信接口應符合GB/T34068的規(guī)定。5.7安全5.7.1電氣設備安全應符合GB4793.1的規(guī)定。5.7.2網(wǎng)絡安全應符合GB/T22239的規(guī)定。5.8數(shù)據(jù)交換GB/T××××-××××監(jiān)測平臺與其它供熱監(jiān)控平臺的數(shù)據(jù)交換，應符合GB/T33863.1～GB/T33863.7的規(guī)定。6布置6.1一般規(guī)定6.1.1光纖監(jiān)測系統(tǒng)布置方案應與直埋供熱管道設計圖紙相符。方案應包括光纖監(jiān)測系統(tǒng)圖、平面布置圖和設備材料表等。6.1.2當直埋供熱管道系統(tǒng)中管道位置和走向出現(xiàn)設計變更時，應同步調(diào)整光纖監(jiān)測系統(tǒng)布置方案。6.2光纜6.2.1每個監(jiān)測通道所配置光纜的長度應有不小于待檢測的管道總長度12%的裕量。6.2.2監(jiān)測通道應根據(jù)被監(jiān)測管道長度與光纖監(jiān)測主機的最大監(jiān)測距離設計，直埋熱水管道的供、回水管道可串聯(lián)設置在一個通道內(nèi)監(jiān)測，也可分別設置通道監(jiān)測。可采用同一根光纜同時測量溫度和振動，也可將溫度和振動獨立光纜測量。6.2.3被監(jiān)測的直埋供熱管道系統(tǒng)上應布置檢查測試點，相鄰兩個檢查測試點間距不應大于5km。檢查測試點可設置在換熱站內(nèi)或熱力井室內(nèi)，無熱力井室時應設置手孔井，其井蓋露出地面的高度應大于50mm。6.2.4手孔井的安裝位置宜引至綠化帶內(nèi)。手孔井的最小尺寸為600mm×600mm×800mm，其井蓋露出地面的高度應大于50mm。當采用拼裝預制樹脂材質(zhì)時，拼裝縫隙應做密封處理，手孔井底部土質(zhì)應有良好的透水性。6.2.5光纜末端應設置在熱力站或熱力井室、手孔井內(nèi)，并應預留不小于10m的光纜。6.2.6當穿越障礙物或特殊地段時，應設置光纜保護套管，并應符合下列規(guī)定：a）保護套管可選用鋼管、硅芯管等。當采用鋼管時應符合GB/T8163的規(guī)定，當采用硅芯管時應符合GB/T24456的規(guī)定。b）光纜在穿跨越公路、鐵路、河流等特殊地段時，保護套管長度應長于光纜穿越段兩c）光纜在穿越固定墩、熱力井室、或遇到補償器、閥門等位置時，應使用鋼管作為保護套管；d）當光纜要單獨頂管或單獨定向穿越時，應使用鋼管作為保護套管，并應在保護套管兩端上方地面設置永久設置標識。6.2.7光纜布置6.2.7.1光纜斷面布置可選擇三種不同布置方式：a）多光纜布置方式見圖2。每根熱水管道各自布置一根獨立的測溫光纜，可將光纜布置在管道外側(cè)3或4的位置。任意一根測溫光纜可與測振光纜共用，或在2的位置單獨布置一根專門用于測振的光纜。標引序號說明； 2測振光纜在兩管道內(nèi)側(cè)上方安裝的位置；3——測溫光纜在兩管道內(nèi)側(cè)安裝的位置；4——測溫光纜在兩管道外側(cè)安裝的位置。圖2多光纜布置方式b)單光纜布置方式見圖3所示，兩根熱水管道共用一根測溫光纜布置在2的位置，測振光纜布置在3的位置。當測振和測溫光纜共用時，布置在3的位置。標引序號說明： 圖3單光纜布置方式c)蒸汽管道布置方式見圖4所示，測溫光纜布置在蒸汽管頂部2的位置，此測溫光纜可與測振光纜共用。 直埋供熱熱水管道；圖4蒸汽管道布置方式同一個監(jiān)測通道內(nèi)的光纜應選用同一種結(jié)構(gòu)、同一個批次的光纜，且布置位置宜穿跨越處的光纜應布置在管道上方。當供熱管道獨立使用一根光纜時，光纜應緊貼供熱管道外護管；GB/T××××-××××6.2.7.5獨立測振光纜宜布置在管槽上部中間位置，且距離地面不少于0.7m。6.3測溫/測壓主機機柜6.3.1機柜應根據(jù)直埋供熱管道的整體布局，可設置在換熱首站、中繼泵站、隔壓換熱站和熱力站等的控制室內(nèi)。6.3.2當機柜設置在室內(nèi)時，應符合下列規(guī)定：a）與供暖管道凈距不應小于300mm，且不應設置在散熱設備的上方；b）與給水、排水管道凈距不應小于200mm；c）與燃氣管道、燃氣表凈距不應小于300mm。6.3.3當機柜設置在室外時，箱底離地面的凈距應大于300mm，且周邊1.5m內(nèi)不應有遮擋和攀爬的植被。6.4監(jiān)測平臺6.4.1監(jiān)測平臺的服務端宜設置在云服務器或自有機房的服務器上。6.4.2監(jiān)測平臺的客戶端（顯示界面和聲光報警部分）應設置在供熱監(jiān)控中心并與其他供熱管理平臺集成顯示。7安裝與敷設7.1一般規(guī)定7.1.1光纖監(jiān)測系統(tǒng)的安裝應與直埋供熱管道的敷設同時施工。7.1.2光纜敷設施工應在保溫接頭完成后，溝槽回填前進行。7.1.3施工前應編制施工方案和進行技術(shù)交底。7.1.4施工應按設計文件執(zhí)行，當需變更時，應由設計單位進行確認。7.2光纜敷設7.2.1光纜敷設過程中應將光纜從放纜架上通過旋轉(zhuǎn)軸盤緩慢釋放，不應拉拽光纜帶動軸盤旋轉(zhuǎn)，且不應將光纜從軸盤側(cè)面繞出。7.2.2當緊貼管道外部時，光纜應緊貼管道，且應與供熱管道綁扎和固定牢固，并應符合下列規(guī)定：a）直管段可采用環(huán)向綁扎或其他方式固定，綁扎間距不應大于12m；b）直管段固定間隔不應大于3m。相鄰兩個固定點之間的光纜下垂高度不應大于50mm；c）管道轉(zhuǎn)彎和接頭處應采用環(huán)向綁扎，綁扎間距不應大于2m；d）環(huán)向綁扎材料宜采用PET聚酯打包帶，性能應符合QB/T4010的規(guī)定。7.2.3光纜的彎曲半徑不應小于光纜外徑的25倍。7.2.4光纜接頭盒應布置在熱力井室或手孔井內(nèi)。光纜接頭盒外的各根光纜均應有預留長度，且不應小于5m。7.2.5在熱力井室內(nèi)預留光纜應盤繞放置于光纜余纜架上，余纜架應固定于井室內(nèi)的高處，且應設置警示銘牌。7.2.6光纜引入手孔井應符合下列規(guī)定：a）光纜引入手孔井時應采用軟管進行保護，手孔井光纜安裝示意見圖5； 2保護軟管；a)光纜接頭盒應布置在地勢較高、較平坦和地質(zhì)條件穩(wěn)定的位置，并應避開水塘、河b)光纜接頭盒內(nèi)應預留1.6m長的光纖，余留光纖盤放的曲率半徑不應小于30mm,e)每根光纖的接頭損耗，單向不應大于0.12dB,雙向平均不應大于0.08dB;f)光纖連接處兩端的光纜應進行固定，兩端的預留長度應一致。7.2.8光纜敷設過程中應沿程記錄每一個光纜接頭盒的光纜米標、相對應的管網(wǎng)施工圖中7.2.11溝槽回填時，第一層回填土不7.3.1光纖監(jiān)測主機安裝在機柜內(nèi)，機柜安裝方式可采用基座式或懸掛式，并應符合下列a)當采用基座式時，應根據(jù)主機箱尺寸和底安裝垂直度偏差不應大于主機箱高度的2%;b)當采用懸掛式時，應在主機柜后面預留膨脹螺栓孔，待主機箱整體固定后，將光纜GB/T××××-××××7.3.2機柜內(nèi)如配置電網(wǎng)電源，應符合GB19517的規(guī)定。8測試8.1測試內(nèi)容光纖監(jiān)測系統(tǒng)應進行模擬測試，包括溫度定位誤差驗證、測溫誤差驗證、振動事件驗證和平臺綜合測試。8.2溫度定位誤差測試8.2.1測試方法8.2.1.1在被測光纜上至少取3個均勻分布的位置點進行溫度定位誤差測試。8.2.1.2測試步驟按下列方法：a）將測溫主機布置在待測管道的起點；b）選擇測試點，測量測試點到起點的實際距離；c）在測試點使用加熱片加熱光纜。加熱片寬度在0.5m～1m，加熱片覆蓋光纜，并緊貼光纜表面，加熱時間5min～10min；d）讀取測溫主機顯示的測試點到起點的距離。8.2.2誤差計算定位誤差按公式（1）計算： 式中：ΔX——定位誤差，單位為米（mXi——測溫主機顯示的測試點到起點的距離，單位為米（mX0——測試點到起點的實際距離，單位為米（m）。8.2.3合格判定所有位置測試點的溫度定位誤差均不應大于1m。8.3測溫誤差測試8.3.1測試方法8.3.1.1在一個單通道范圍內(nèi)，至少在起點、終點、中間位置取3個不同位置的測試點。8.3.1.2測試步驟按下列方法：a）將測溫主機布置在待測管道的起點；b）在測試點，利用手孔井或熱力井室中預留的光纜制，制作成連續(xù)長度不小于2m、直徑不小于100mm光纜測試環(huán)；c）將光纜測試環(huán)放入恒溫加熱裝置中進行加熱。恒溫加熱裝置的溫度分別設定為40℃、60℃和80℃三個溫度值，測試時溫度變化不應大于0.1℃;d）將光纜圓環(huán)放入測試裝置并待溫度穩(wěn)定后，分別讀取恒溫加熱裝置的溫度值，和測溫主機顯示的溫度值。GB/T××××-××××8.3.2誤差計算每個點測溫誤差值按公式（2）計算：式中：ΔT——測溫誤差值，單位為攝氏度(℃);Ti——測溫主機顯示的溫度值，單位為攝氏度(℃);T0i——恒溫加熱裝置的溫度值，單位為攝氏度(℃)。8.3.3合格判定三個溫度測試點測溫誤差值的算數(shù)平均值不應大于2℃。8.4振動預警測試8.4.1測試方法8.4.1.1在一個單通道范圍內(nèi)，至少起點、終點、中間點取3個不同位置的測試點。8.4.1.2每處測試點應分別進行機械測試與人工測試，并應重點進行機械測試。8.4.1.3測試工具選擇應符合下列規(guī)定：a）機械工具宜為小型挖掘機，斗容0.1m3