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太阳能监控供电系统|太阳能摄像头|风光互补监控|森林防火卡口监控

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太阳能监控实施方案设计

文章出处:未知 人气:发表时间:2020-10-08

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连结应有防松动措施,且牢固可靠。

12、视频监控前端立杆带爬梯。

7.5米视频监控前端基站立杆系统示意图

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4米微波中继基站立杆示意图

2)立杆构成

立杆系统包括监控立杆、基础、配套的接地防雷、安装结构件、安全系统等。

3)立杆部署

前端监控基站立杆(或称 7.5  米监控杆)部署在前端监控基站,

微波中继基站立杆(或称4米监控杆)部署在微波中继基站和瞭望塔。

4.8.2基站电源设计

1)设计内容

本项目实施地处于三无区域(无路、无电、无通信网络),监控基站相当分散,大部分地点车辆不能通达,必须通过二次人力运输将


设备物资运至建设地点。另外防火视频监控点距当地村庄较远,过长的电源线路导致到达基站时电压较低,容易造成设备损害,并且架设电力电缆成本较高,还需破坏植被。考虑到运输能力、建设成本、施工难度等因素将无法采用市电,只能采用大功率的风光互补发电系统提供监控设备的电力供应。太阳能发电系统正常寿命下,须保证用电设备连续3个阴雨天的情况下用电。太阳能板光电转化率不低于 17%,衰减率一年内不大于 5%,以后基本保持稳定。密封阀控免维护胶体蓄电池在-30℃~60℃环境下免维护连续工作3年后,容量衰减不超过30%。


2)供电系统参数设计

1、视频监控前端基站:系统总功率约为160W,项目实施地年平均日照4.4小时/天,保证3个阴天系统能正常工作的情况下,具体

参数计算见下表:


2、微波中继基站:系统总功率约为35W,凉山州年平均日照4.4小时/天,保证 3  个阴天系统能正常工作的情况下,具体参数计算见

下表:

2.jpg

 

 

根据上述计算,视频监控前端基站采用2100W风光互补电源系统,微波中继基站采用 840W  风光互补电源系统可满足系统供电要求。考虑到运输能力、建设成本、施工难度等因素,将风光互补电源系统有机的结合,安装在监控立杆上,可保证保证了太阳能电源系统的安全以及降低建设成本。


3电源远程监控系统设计

电源稳定运行的重要性对整个视频监控系统是不言而喻。因此为了保证各基站的正常运行,实施电源远程监控系统对基站而言非常重要,同时也是智能化发展的必行举措。

利用已建成的传输网络进行组网,通过远程对电源监控器的控制,集中监测不同地点基站的远程电源监控器情况,做到无人值守和远程遥控与检测。同时利用GIS系统,实时动态反映基站的具体位置、编号、工作状态(蓄电池电压、充电电压、充电电流、现场温度、负载功率)等,缺电时可主动以声音、颜色、信息方式告警。电源远程监控系统由电源远程监控器和电源远程监控软件构成,电源远程监控器安装在每个风光互补电源上,软件部署在监控中心。

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图xx:电源远程监控软件示意图


4)供电系统设备构成

1、2100W风光互补电源系统由1600W单晶/多晶硅太阳能电池板、500W风力发电机、12只12V/100ah胶体电池、智能充放电控制器、电池保温箱、电源远程监控器等构成。太阳能电池板支架、风机支架等在监控杆上预留。

2、840W 风光互补电源系统由 540W 单晶/多晶硅太阳能电池板、300W风力发电机、4只12V/100ah胶体电池、智能充放电控制器、电池保温箱、电源远程监控器等构成。太阳能电池板支架、风机支架等在监控杆上预留。

5)供电系统部署

2100W  风光互补电源系统为林火视频监控前端基站提供电源,840W风光互补电源系统为微波中继基站提供电源。


4.8.3基站防盗设计

1)设计内容

前端基站设备大多数安装在无人值守的密林深处,需要考虑设备防盗的问题,一般采用低功耗的防盗摄像机。防盗摄像机使用室外一体红外摄像机,红外双鉴探测器的报警信号直接接入终端系统。一旦有人靠近、攀爬基塔,告警系统启动,防盗摄像机图像回传至终端系统的监控中心并实时录像,同时,户外音箱现场播放语音警示。监控中心接收到报警信号后,也可立即通过语音对讲系统对现场喊话。


2)设备结构

由防盗摄像机和智能音箱构成。

3)设备部署

防盗摄像机和户外音箱分别安装在瞭望塔视频监控基站。

4.8.4雷接地系统设计

1)防雷接地系统要求

防雷接地系统建设须符合GB50343和GB50057的规定,符合接地阻值的要求建设,防雷接地验收标准须符合QX/T105的规定。按照防雷接地的国家标准,野外基站塔桅系统防雷接地电阻应小于 10Ω,野外设备的防雷接地电阻应小于4Ω。


2)设计内容

雷电是造成野外监控点设施和设备损坏的主要因素,且危害极大,具有不可恢复性的特点。防雷接地系统是为保护野外监测站设施设备的安全而设置的。通过在需要保护区的合适位置安装防雷设施,将设施、设备与大地形成一个有条件的等电位体。将可能进入的雷电流阻拦在外,将因雷击而使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄放入地,确保设施、设备的安全。

本项目主要从立杆基建系统、电源系统、无线发射系统、信号系统、网络系统等方面的雷电防护进行设计。

(1)立杆基建系统防雷

1、监控立杆防雷:通过立杆避雷针支臂上的法兰与不小于1.5m的避雷针进行连接,避雷针做成伞状最好,避雷针长度按照支臂安装高度进行确定,保证监控立杆与风光立杆的设施设备在避雷针 37°的保护角内;

2、风光互补立杆防雷:无需安装避雷针,由风力发电机设计考虑避雷接闪器等措施,只需将风力发电机接地装置通过引下线与接地体可靠连接,即可双重防雷保护。

(2)电源防雷

在高山雷击损坏设备的事故中,约 80%~95%以上是从供电线路侵入的,因此作好前端电源防雷是相当重要的,电源供电线路必须实施多级防雷。为避免高电压经过避雷器对地泄放后的残压或因更大的雷电流在击毁避雷器后继续毁坏后续设备,以及防止线缆遭受二次感应,本系统对室外设备箱 220V  电源进线、设备供电插座端、电源适配器交直流输出线缆端安装不同规格的避雷器,避雷标称放电电流不小于10KA,电压不小于10KV。

(3)天线防雷

涉及到发射系统,需在发射机和天线之间串接射频避雷器,以避免来自天线的雷击,本项目无线网桥采用内置式天线,通过设备接地装置,可有效避免直击雷的破坏。

(4)信号防雷

各种野外控制线路、数字信号线路进行屏蔽接地处理。

(5)网络防雷系统

在网络线路中串联安装网络信号避雷器,标称电压 5V,最大持续工作电压 6.5V,电压保护水平≤13V,最大放电电流10KA。

(6)接地系统

整个立杆系统避雷针、外挂设备、室外设备箱通过连接线与接地扁钢顺着立杆引至接地点并和立杆焊接在一起。所有设施或设备宜采用单点接地方式实现等电位连接。接地系统电阻值均按照设备防雷接地电阻值4Ω进行设计。


接地体要求:

引下线采用-40*4mm扁钢,设备接地线宜采用外加绝缘的导线,接地线缆建议不小于6mm2。接地引下扁钢,一端位于立杆基础座顶面并留有一定余量,能与立杆底座法兰盘焊接或螺栓紧固,扁钢沿着基础钢筋笼向下焊接并延

伸到潮湿或土质较厚的深土中,然后在此端焊接接地钢钎,并在接地扁钢和基础钢筋笼周围洒满木炭灰。满足接地电阻小于4欧姆。立杆顶部避雷针和相关设施需通过接地扁钢单独引下至地面基

础接地装置上进行焊接紧固,其他附挂结构件、设备箱等设备接地点就近与扁钢锁紧或焊接。

3)防雷接地系统组成

防雷接地系统设施主要包括:立杆避雷针、避雷引下扁钢;设备箱及构件引下线;电源和信号避雷器以及接地网等,其主要的功能是为了将可能击中立杆、构件及设备的雷电通过避雷针、避雷扁钢、引下至接地网,泄放入大地。


5设备选型

5.1热成像双光谱云台摄像机

1.最大图像尺寸:640×512;

2.焦距(镜头):100mm;

3.内置GPU芯片(提供国家安全防范报警系统产品质量监督检测中心出具的检测报告证明);

4.人员探测距离(以1.8m的人为准):2941m;

5.车辆探测距离(以1.4m*4m的车辆为准):9020m;

6.火源探测距离(以2m×2m的火源为准):6000m;

7.热成像视频图像和可见光视频图像可分别设置 270  个云台位置点,每个云台位置点可分别设置1220个;

8.高温点屏蔽区域;(提供国家安全防范报警系统产品质量监督检测中心出具的检测报告证明);

9.火情识别漏报率不大于1%;(提供第三方检测报告证明);

10.系统应具有报警火点的定位功能,定位误差不大于60m;(提供第三方检测报告证明);

11.视场角:6.2°x5.0°;

12.可见光镜头:6.7-330mm;

13.支持500米激光补光;

14.当检测到雾的浓度达到设定的阀值时,可自动在算法透雾和光学透雾之间进行切换(提供国家安全防范报警系统产品质量监督检测中心出具的检测报告证明);

16.水平方向360°连续旋转,垂直方向-90°~40°;

17.电源:AC24V,130W MAX;

18.工作温度和湿度:-40℃-65℃,湿度小于90%;

19.防护等级:IP67;

20.具备热成像监控设备系统软件自主知识产权,提供软件著作权证书。


5.2防盗摄像机

1.400万高清摄像机;

2.分辨率不低于2560 x 1440@25fps;

3.内置红外与白光补光灯;

4.内置拾音器,扬声器;

5.支持人车分类,声光警戒;

6.支持区域入侵侦测、越界侦测、进入区域侦测报警;

7.支持至少 1 路报警输入,1 路报警输出,1 对音频,TF 或 SD  卡接口;

8.支持DC12V电源供应;

5.3交换机

1.具有5个10/100M自适应RJ45端口;

2.工作温度:-40℃~75℃;

3.宽电压输入:9.6V~60VDC;

4.小尺寸;

5.多种安装方式:导轨式安装+壁挂安装;

6.IP30防护;

7.具有VLAN、广播风暴抑制开关;

8.铝合金外壳;

9.三路电源输入,冗余备份;

10.EMC高防护等级。

5.4TF卡

1.TLC晶元,擦写次数500次

2.标称容量64GBClass10(读95MB/s,写24MB/s)

3.工作温度:0 ℃~70  ℃

4.存储温度:-25 ℃~85  ℃


5.5  7.5米监控立杆

1.预留摄像机安装位;

2.双光谱防火云台摄像机监控杆不低于7.5米,杆体:直径Φ219mm.管壁厚为6mm,底座钢板:600mm×600mm×16mm;

3.电杆通过安装在基座内的四根螺栓固定在基座上,将电杆.接地体.基座完全安装固定以后,使用C25混凝土将整个法兰盘和电杆底部的四片固定件完全包封,基础为:800mm×800mm×1000mm;地笼尺寸:6个M18锚栓,φ500mm圆上均匀分布,高度800mm

4.杆体选择优质的Q235B钢材一次成型,壁厚不低于6mm;支臂采用镀锌钢管,或者根据需要加工成异型杆体后镀锌;

5.杆体表面处理采用内外热浸锌工艺;镀锌层表面应光滑美观,无褶皱.流坠及锌瘤.起皮.斑点.阴阳面缺陷存在;

6.杆体颜色综合林区格调.周边环境.地理位置等因素确定,目前可选标准灰.乳白或深灰;

7.应能满足造型支臂等附属设备结构件的安装施工承重,监控立杆承重量不小于300Kg;

8.避雷措施:立杆有避雷和防雷接地装置,接地须与主要构件带电金属形成整体,通过接地装置与接地引下线直焊,监控立杆,采用立杆避雷针支架通过法兰安装避雷针的方式,与引下扁钢可靠连接并引下至立杆底部接地装置,有效保护范围在37°夹角内,避雷针的高度,必须按照设备的安装位置计算,大约为1.5米;

9.立杆及其主要构件的防护等级不小于 IP55,应满足露天使用环境的要求。立杆设备位置需开穿线孔,具体开孔高度及大小根据设备安装位置和线径确定;立杆底部适当位置开设腰形检修口,并有防雨型

锁紧盖;

10.钢结构件上的联接螺栓应简单统一,螺栓规格宜不小于M8,连结应有防松动措施,且牢固可靠;

11.带爬梯。


5.6   2100瓦风光互补电源

(1)太阳能板

1.太阳能电池板由多块 200W 多晶硅太阳能组件构成。Pm/218.72W、Vmp/36.43V、Imp/6.00A、Voc/43.87V、Isc/6.29A、填充因子FF/79.25%;

2.最大系统电压1000Vdc;

3.最大保险丝额定电流:15A;

4.转换率17.5%以上;

5.组件边框由铝合金边框制成,组件表面采用低铁钢化玻璃,组件由EXA和TPT材料层压制而成;

6.防护等级:IP67;

7.接线盒采用PP材料;

8.★具有国家光伏产品质量监督检验中心检测报告。

(2)风力发电机

1.额定功率500W,电压48V;

2.启动风速2.5m/s,安全风速45m/s;

3.风叶材质增强玻璃钢,三相交流永磁同步电机;

4.电机外壳材质压铸铝。

(3)电瓶

1.100Ah/12V胶体蓄电池;

2.充电温度范围:﹣20℃~45℃;

3.放电充电温度范围:﹣45℃~50℃;


(4)地埋电池箱

1.PP材质

(5)太阳能充放电控制箱

1.具有充放电功能;

2.输出电压精度±1%,线性调整率±0.5%,负载调整率±1%;

3.采用高速高性能的32位处理器,12位A/D高精度采样,系统电压自识别;

4.采用改进三段式PWM充电方式;

5.具有现场控制参数的设定及修改;

6.具有温度补偿充电控制算法;

7.具有户外防水设计;

8.具有过充.过放.短路.蓄电池反接.防雷击等保护;

9.自动/人工进行充放电;

10.具有远程电量监测通信模块,能实时传输基站的具体位置、编号、工作状态(蓄电池电压、充电电压、充电电流、现场温度、负载功率)等。


(6)远程电量监控软件

1、监控软件采用B/S架构;

2、监控软件可实时显示各基站的具体位置、编号、工作状态(蓄电

池电压、充电电压、充电电流、现场温度、负载功率)等

(7)配置

1.200瓦太阳能板8套;

2.500瓦风机1套;

3.100Ah/12V蓄电池12套;

4.充放电控制箱1套;

5.地埋电池箱6套;


5.7  智能音箱

1.485信号播放

2.音柱内置音频文件

3.功率20w

4.音频信息自定义

5.音量大小可调节

5.8  电子政务外网接入点

1.传输速率:≥100Mbps

2.默认Ping传输时延上限为2MS

3.固定IP地址

4.含3年服务费

5.9  微波网桥

1.传输速率1.频率范围:4.9~6.2GHz;

2.传输功率:25dBm;

3.支持HTOFDM和TDMA编码方式;

4.支持点对点.点对多点传输,支持漫游功能;

5.支持多次中继低损耗高带宽数据传输;

6.工作温度-40℃~80℃;

7.外置天线接口设计;

8.接口:千兆网口;

9.供电方式:标准POE供电(802.11at标准,48V,可定制12~24V供电);

10.设备功耗<8W;

11.常规频宽:40MHZ.20MHz.10MHz.5MHz,可定制16种频宽;

12.支持在线地图;

13.防水.防尘:IP68;

14.具有国家工业与信息化部颁发的《无线电发射设备型号核准证》。


5.10  4米微波中继基站立杆

1.预留摄像机安装位;

2监控杆不低于4米,杆体:直径Φ121mm.管壁厚为4mm,底座钢板:400mm×400mm×10mm;

3.电杆通过安装在基座内的四根螺栓固定在基座上,将电杆.接地体.基座完全安装固定以后,使用C20混凝土将整个法兰盘和电杆底部的四片固定件完全包封,基础为: 600mm×600mm×800mm;笼尺寸:4

个M18锚栓,330  ×330mm,高度700mm。

4.杆体选择优质的Q235B钢材一次成型,壁厚不低于4mm;支臂采用镀锌钢管,或者根据需要加工成异型杆体后镀锌;

5.杆体表面处理采用内外热浸锌工艺;镀锌层表面应光滑美观,无褶皱.流坠及锌瘤.起皮.斑点.阴阳面缺陷存在;

6.杆体颜色综合林区格调.周边环境.地理位置等因素确定,目前可选标准灰.乳白或深灰;

7.应能满足造型支臂等附属设备结构件的安装施工承重,监控立杆承重量不小于300Kg;

8.避雷措施:立杆有避雷和防雷接地装置,接地须与主要构件带电金属形成整体,通过接地装置与接地引下线直焊,监控立杆,采用立杆避雷针支架通过法兰安装避雷针的方式,与引下扁钢可靠连接并引下至立杆底部接地装置,有效保护范围在37°夹角内,避雷针的高度,必须按照设备的安装位置计算,大约为1.5米;

9.立杆及其主要构件的防护等级不小于 IP55,应满足露天使用环境的要求。立杆设备位置需开穿线孔,具体开孔高度及大小根据设备安装位置和线径确定;立杆底部适当位置开设腰形检修口,并有防雨型锁紧盖;

10.钢结构件上的联接螺栓应简单统一,螺栓规格宜不小于M8,连结应有防松动措施,且牢固可靠;


5.11   840瓦风光互补电源

(1)太阳能板

1.太阳能电池板由多块 270W 多晶硅太阳能组件构成。Pm/218.72W、Vmp/36.43V、Imp/6.00A、Voc/43.87V、Isc/6.29A、填充因子FF/79.25%;

2.最大系统电压1000Vdc;

3.最大保险丝额定电流:15A;

4.转换率17.5%以上;

5.组件边框由铝合金边框制成,组件表面采用低铁钢化玻璃,组件由EXA和TPT材料层压制而成;

6.防护等级:IP67;

7.接线盒采用PP材料;

8.具有国家光伏产品质量监督检验中心检测报告。


(2)风力发电机

1.额定功率300W,电压48V;

2.启动风速2.5m/s,安全风速45m/s;

3.风叶材质增强玻璃钢,三相交流永磁同步电机;

4.电机外壳材质压铸铝。


(3)电瓶

1.100Ah/12V胶体蓄电池;

2.充电温度范围:﹣20℃~45℃;

3.放电充电温度范围:﹣45℃~50℃;

(4)地埋电池箱

1.PP材质

(5)太阳能充放电控制箱

1.具有充放电功能;

2.输出电压精度±1%,线性调整率±0.5%,负载调整率±1%;

3.采用高速高性能的32位处理器,12位A/D高精度采样,系统电压自识别;

4.采用改进三段式PWM充电方式;

5.具有现场控制参数的设定及修改;

6.具有温度补偿充电控制算法;

7.具有户外防水设计;

8.具有过充.过放.短路.蓄电池反接.防雷击等保护;

9.自动/人工进行充放电;

10.具有远程电量监测通信模块,能实时传输基站的具体位置、编号、工作状态(蓄电池电压、充电电压、充电电流、现场温度、负载功率)等。

(6)远程电量监控软件

1、监控软件采用B/S架构;

2、监控软件可实时显示各基站的具体位置、编号、工作状态(蓄电

池电压、充电电压、充电电流、现场温度、负载功率)等

(7)配置

1.270瓦太阳能板2套;

2.300瓦风机1套;

3.100Ah/12V蓄电池4套;

4.充放电控制箱1套;

5.地埋电池箱2套;

6. 远程电量监控模块1套