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来源:原创 发布日期:2024-06-27
1、概述
随着城市、工厂用电量的增大,自动化水平相应提高,电缆用量越来越多。由于电线长度增加,其火灾事故的发生几率也相应增加。目前在建和运行中供电系统大多仍采用易燃电缆,因此,电缆防火问题尤为突出。
根据电力事故分析,电缆故障引起的火灾将导致大面积电缆烧损,造成被迫停机,短时间内无法恢复生产,造成重大经济损失。通过事故的分析,引起电线沟内火灾发生的直接原因是电缆中间头制作质量不良、压接头不紧、接触电阻过大,长期运行所造成的电缆头过热烧穿绝缘、最后导致电缆沟内火灾的发生。针对以上分析我们设计了这套电力电缆火灾预警系统。
电气设备的过热故障可分为外部热故障和内部热故障两类:
1)、外部热故障
电气设备的外部热故障主要指裸露接头由于压接不良等原因,在大电流作用下,接头温度升高,接触电阻增大,恶性循环造成隐患。此类故障占外部热故障的90%以上。据数据统计,可以看到线夹和刀闸触头的热故障占整个外部热故障的77%,它们的平均温升约在30度左右,其它外部接头的平均温升在20-25度之间,结合检测经验,按温升的多少,可将外部故障分为轻微、一般和严重三种。
2)、内部热故障
高压电气设备内部热故障的特点是故障点密封在绝缘材料或金属外壳中,如电缆,内部热故障一般都发热时间长而且较稳定,与故障点周围导体或绝缘材料发生热量传递,使局部温度升高,因此可以通过检测其周围材料的温升来诊断高压电气设备(如电缆)的内部故障。
2、分布式光纤测温系统介绍分布式光纤传感技术是目前国际最先进的传感技术,它的原理主要依据光在光纤中的喇曼散射(Raman Scattering) 效应。当一个光脉冲从光纤的一端射入光纤时, 这个光脉冲在沿着光纤向前传播时会发生喇曼散射。从光纤中反射回的喇曼散射光通过光谱分离模块被分解成不同波长的Stokes散射光和Antistokes散射光。其中Stokes散射光的强度与温度弱相关;而Antistokes散射光的强度与温度强相关;通过对两束光信号进行处理和对比计算得出温度沿光纤的分布曲线; 分布式光纤传感系统同时利用光时域反射技术(OTDR),通过计算光波的传输速度和回波时间实现对所有温度点的定位。
分布式光纤温度探测技术的优点有:
1)分布式测量:可以连续判断光纤沿线的温度分布状况,无测温肓区;
2)长距离探测:单通道最长10km长度的探测技术;
3)定位精度高:±0.5米(10km/通道);±0.05米(3km/通道);
4)监测通道多:单台主机最多可支持16通道;
5)本征防雷:雷电经常破坏大量的电测传感器,雷电对公路隧道的影响尤为严重。感温光纤完全电绝缘,可以抵抗高电压和高电流的冲击。
6) 抗电磁干扰:光纤温度探测,属于无电检测技术,有很好的抗电磁干扰能力;
7)结构简单:整个传感系统由光纤测温主机和感温光缆两部分组成,结构简单,施工方便,维护简单。
3、测温系统组成分布式光纤测温系统由分布式光纤测温主机、感温光纤、机柜(选配)、工控机(选配)、平台监控软件(选配)等组成。
主机技术性能(ZZ-DTS) | |
光纤类型 | 多模光纤62.5/125&50/125,单模光纤9/125可定制 |
产品架构 | 设备采用嵌入式FPGA+ARM设计,不依赖于操作系统,可适配任何操作系统。所有机器内电路三防处理,防潮、防漏电、防尘、防腐蚀、防老化、耐电晕等 *主机内部可集成Windows工控机本地显示(选配) |
测量距离 | 10km(标配),可选15km、20km规格 |
数据采样率 | 200Mbps,可选250Mbps |
空间分辨率 | 0.5-3m(采样率0.4米或者0.5米) |
定位精度 | ±0.5m-±1m |
定位分辨率 | ±0.5m或者±0.4m |
测量时间 | ≤0.5s/km,典型值3S/通道(10km以内) |
温度测量范围 | -40℃-700℃(取决于光缆) |
温度测量精度 | ±0.5℃@3km,±1℃@6km, ±1.5℃@10km |
温度分辨率 | 0.01℃ |
测量通道 | ≤16 |
光纤接头 | FC/APC |
工作电源 | 9-36V直流宽电压,平均功耗≤8W,标配电源:24VDC |
操作温度 | -10℃-60℃ |
存储温度 | -20℃-70℃ |
对外显示 | (选配)4.3寸液晶屏,对外展示温度曲线、测温光缆施工质量、网络配置、设备自检、设备信息展示、报警记录、报警阈值设置、设备消音等功能单元 |
通信接口 | 1路RJ45以太网,支持TCP协议; 1路RS232(辅助数据通信、可外接串口转网口模块模块与主通信口形成独立双网口,支持TCP协议,ModbusRTU协议); 2路RS485(支持ModbusRTU协议模块、64路继电器扩展、对接火灾报警器及其它协议模块); 8路继电器(设备自带,可对接故障报警与温度火灾报警); |
尺寸(长宽高) | 482.6mm×458.4mm×89mm |
重量 | 8KG |
4、高压电缆温度监测铺设方案
1电缆:尤其是高压电缆是监测重点,感温光缆沿电缆层采用S型敷设:
Ø 室外管廊桥架
Ø 配电室电缆沟
Ø 配电室内电缆夹层