电缆导体无线测温与电缆运行状态监测系统的应用介绍

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红外测温仪在电力电缆温度监测中的应用案例研究

红外测温仪在电力电缆温度监测中的应用案例研究

红外测温仪在电力电缆温度监测中的应用案例研究摘要:红外测温仪是一种非接触式测温设备,能够准确测量物体表面的温度,因其高精度、快速测量和无需接触等优点,在电力电缆温度监测中得到广泛应用。

本文将通过分析实际应用案例,探讨红外测温仪在电力电缆温度监测中的优势和应用效果。

1. 引言随着电力行业的快速发展,电缆作为输送电能的重要组成部分,其温度的安全监测成为不可忽视的问题。

传统的温度监测方法需要人工接触电缆表面进行测量,不仅测量效率低下且存在安全隐患。

因此,将红外测温仪应用于电力电缆温度监测中成为一种创新而有效的方法。

2. 红外测温仪原理和特点红外测温仪是基于物体发射红外能量与其表面温度的关系进行测温的一种设备。

其原理是通过使用红外探测器检测物体表面发出的红外辐射能量,并将其转换成对应的温度值。

相对于传统的接触式温度测量方法,红外测温仪具有以下特点:2.1 非接触式测温:通过红外技术,红外测温仪能够在不接触电缆表面的情况下进行温度测量,从而大大降低了测量过程中的安全风险。

2.2 高精度测量:红外测温仪可提供高度精确的温度测量结果,其测量误差通常可控制在±0.5°C以内。

2.3 快速测量:红外测温仪具备快速测量能力,可以在几秒钟内完成对大量电缆温度的测量,提高了工作效率。

3. 红外测温仪在电力电缆温度监测中的应用案例3.1 电力变电站中的电缆温度监测在电力变电站中,电缆作为输配电的关键部件,其温度状态直接关系到电力系统的运行安全性。

利用红外测温仪可以对电缆进行全面而快速的温度监测。

通过实时监测电缆的温度变化,可以及时发现异常情况并采取相应的预警和处理措施,保障电力系统的正常运行。

3.2 高温区域的电缆温度监测一些特殊环境中,如电力厂房内的高温区域,传统接触式温度测量方法往往会受到环境的限制,难以进行准确的温度监测。

而红外测温仪可以在高温区域内远程测量电缆表面的温度,提供准确的温度数据,帮助工作人员及时判断设备运行状态,做出相应的调整和保护措施。

无线测温技术在变电站电力电缆的应用

无线测温技术在变电站电力电缆的应用
此 种 方 式
继电器给公 用测控 屏提供 多个 报警信号
1系统 原 理
无线测温系统原理如图 1 所 示 。无 线 温 度 传 感 器
2系统 组 成
2 . 1数据 信息分析处理装置 ( c x —X Y D T — S C T )
数 据 信 息 分 析 处 理 单 元 包 括 一 台 基 于 Wi n d o w s 0 S的控 制 主 机 .控 制 主机 是 一 个 具 有 完 善 软 件 功 能 的管 理平 台 . 它 集 成 了各 种 通 信 协 议 、 图 形 化 人 机 交 互 界 面 和 完 备 稳 定 的数 据 库
h i , 力 专 栏 —0■0

无线测温 技术在变 电站 电力 电缆 的应用
吕 钢。 伍 陆玖
( 鞍钢 集 团矿 业公 司动 力厂 , 辽宁 鞍山 1 1 4 0 2 1 )

要: 介 绍一 种无 线测 温技术 在 变电站 电 力 电缆 的应 用 。
关键 词 : 无 线测 温 ; 电 力电缆 ; 传 感 器
收 稿 日期 : 2 0 1 3 - 1 1 - 1 9
测 数 据 的 收 集 汇 总 :该 设 备 还 具 有 2个 以太 网 E l , 可
自动化 应 用 i 2 0 1 4 j 5期 1 0 3
Wi r e l e s s T e mp e r a t u r e Me a s u r e me n t T e c h n o l o g y i n Su b s t a t i o n Po we r Ca b l e s
L U G a n g , WU L u _ j i u ( P o we r P l a n t o f Mi n i n g C o mp a n y , A n s h a n I r o n a n d S t e e l G r o u p , A n s h a n 1 1 4 0 2 1 , C h i n a )

光纤测温系统在电缆输电线路中的运用

光纤测温系统在电缆输电线路中的运用

光纤测温系统在电缆输电线路中的运用随着高压电缆运用越来越来越广泛,电缆线路的日常维护检修的任务对于输电运行部门也越来越大,各种电缆线路的监测装置也应运而生。

电缆光纤测温系统能实现电缆温度的实时监测,记录电缆线路在不同荷载下的发热状态,收集详细数据;通过光纤测温系统反馈信息,可及时发现电缆线路存在故障,调整电缆运行状态,延长电缆线路的运行寿命;也能大大降低运行部门的工作强度,对保障电缆线路可靠运行具有重大现实意义。

一、光纤测温系统的功能电力系统中,线路分为电缆和架空线路。

电缆线路一般敷设于地面以下,运行检修困难。

电缆会因为过载或外部原因,导致电缆局部运行温度过高。

电缆温度过高,将大大缩短电缆的使用寿命。

经相关厂家试验论证,电缆持续运行在70℃以上时,电缆运行寿命缩短三分之一。

因此,有必要对电缆进行在线、实时监测,能将故障信息迅速发送至运行人员,运行人员及时处理故障,保障电力的供应。

光纤测温系统可以通过对电缆的运行状态进行实时监测,监测电缆在不同荷载下的运行温度,并对突发事件及时发送至运行人员手机中,提高运行部门管理水平;系统能对电缆沟、隧道内的火灾进行监测与报警,提前发现电缆故障并预警,预防事故的发生;可以优化电缆线路的运行状态,根据传输的负荷确定电缆温度变化的规律,在考虑电缆运行寿命的情况下,可选择传输最大的线路容量,提高线路的利用效率。

综上所述,光纤测温分析系统具体应具有以下主要功能:电缆运行温度监测功能,能实时监测记录电缆的不间断运行温度;温度异常报警功能,并且在该状态下电缆的实际运行载流量;系统能通过自主计算,在设定过载电流和最高允许温度计算出过载时间;设定运行电流和运行时间可以计算出电缆的运行温度;设定过载时间和最大允许温度可计算出最大允许过载电流;电缆动态载流量分析功能(日负荷);自动生成运行报告功能,可方便地为项目调试和文件归档列出详细的报告。

二、测量原理光纤测温系统是基于光纤的拉曼散射效应,激光器发出的光脉冲与光纤SiO2分子相互作用,发生散射,其中拉曼散射与光纤SiO2分子的热振动能相互作用,对温度的变化敏感。

谈电缆运行状态智能综合在线监测技术

谈电缆运行状态智能综合在线监测技术

谈电缆运行状态智能综合在线监测技术电缆是电力系统中重要的输电和配电设备,在电力系统中起到传输电能和分配电能的作用。

电缆的运行状态对电力系统的安全稳定运行具有重要影响。

随着电力系统的不断发展和电缆在电力系统中的广泛应用,电缆的运行状态智能综合在线监测技术成为当前研究的热点之一。

电缆的运行状态是指电缆在运行过程中的参数变化、故障发生以及运行状态的异常等情况。

传统的电缆运行状态监测方法主要采用人工巡检和离线检测的方式,这种方法工作量大、费时费力,并且不能及时准确地监测电缆的运行状态。

通过引入智能综合在线监测技术可以实现对电缆运行状态的实时监测、数据分析和故障诊断,提高电缆的安全稳定运行水平。

1. 传感器技术。

传感器是电缆运行状态监测的核心技术,它可以将电缆运行过程中的参数变化转化为电信号输出,通过信号处理和分析可以得到电缆的运行状态。

常用的传感器包括温度传感器、电流传感器、电压传感器和振动传感器等。

这些传感器可以实时监测电缆的温度变化、电流电压变化以及振动情况,从而判断电缆的运行状态是否正常。

2. 数据采集与处理技术。

通过传感器采集到的数据需要进行处理和分析,以提取有用的信息。

数据采集与处理技术主要包括数据采集、数据传输、数据清洗和数据分析等过程。

在数据采集方面,可以采用现场总线技术、无线传输技术等方法进行数据采集;在数据处理方面,可以采用数据清洗、数据压缩、数据融合、数据分析等方法进行数据处理,以实现对电缆运行状态的监测和诊断。

3. 运行状态评估与故障诊断技术。

通过对电缆运行状态的监测和分析,可以对电缆的运行状态进行评估和故障诊断。

运行状态评估主要是根据电缆运行参数的变化情况,采用故障诊断技术对电缆的运行状态进行评估,判断电缆是否出现故障。

故障诊断是在评估的基础上,通过对电缆运行参数的分析和比较,找出故障原因和位置,为电缆的维护和修复提供依据。

4. 运维决策支持技术。

电缆运行状态智能综合在线监测技术不仅可以对电缆的运行状态进行监测和诊断,还可以提供运维决策支持。

无线测温系统的应用

无线测温系统的应用

煤矿常用的往复式压缩机为 L 型压缩机,即高、低 压气缸布置相互垂直成 L 型,低压缸为立式,高压缸为 卧式,这种型式压缩机的优点是结构紧凑,两连杆在一 个曲轴上,使曲轴结构简单,长度较短,气缸互成 90° 角,中间距离较远,气阀及管路布置较方便,管路短,流 动阻力小,动 力 平 衡 性 能 好。 运 动 部 件 惯 性 力 的 合 力 可由曲轴平 衡 一 部 分。 机 器 运 转 平 稳,对 机 身 受 力 有 利,基础可缩小,可 提 高 转 速,减 小 尺 寸。 这 种 压 缩 机 最常见的故障是气阀、活塞环和气缸过热等。据统计, 由气阀故障造成压缩机非计划停车的比例高达 35% ,
1 系统工作原理
原理: 通过无线温度传感器的单片微处理器控制 将被测设备温 度 转 换 成 数 字 信 号 ,再 通 过 无 线 发 射 接 收模块传递至 无 线 温 度 显 示 仪 ,微 处 理 器 将 采 集 到 的 温度信息,通过存储芯片送 LCD 显示器显示,然后将 数据上传到上 位 机,上 位 管 理 单 元 可 接 入 自 动 化 管 理 系统或直接将数据远传至局中心。
2 系统结构(图 1)
3. 1 系统采用分层、分散式结构 分层: 该系统分为两层: 数据采集层( 由无线温度
传感器和无线温度显示仪组成) 、通讯层、计算机管理 层。数据采集层设备负责数据采集。通讯层通过以太 网方式将数据 传 输 到 计 算 机 管 理 层,计 算 机 管 理 层 实 现站级协调、优 化 控 制 和 当 地 监 测 功 能。 同 时 实 现 与 远方调度中心的通信。
当压缩过程仅 靠 活 塞 的 一 侧 来 完 成 时,该 往 复 式 空气压缩机称 为 单 作 用 空 气 压 缩 机,如 果 靠 活 塞 的 两 头来完成时称为双作用空气压缩机。往复式空气压缩 机每一个气缸 上 有 许 多 弹 簧 式 阀 门,只 有 当 阀 门 两 侧 的压差达到一定值后阀门才会打开。当气缸内的压力 略低于进气压力时,进气阀门打开,当气缸内压力略高 于排气压力时排气阀门打开。如果压缩过程由一个气

无线测温说明书

无线测温说明书

无线测温说明书一、简介无线测温是一种新型的测量温度的技术,通过无线传输的方式,实时监测物体的温度变化。

本说明书将介绍无线测温的原理、使用方法和注意事项,以帮助用户更好地了解和使用这一技术。

二、工作原理无线测温利用了物体在不同温度下发射的红外辐射,通过红外传感器将物体的辐射信号转化为电信号。

然后通过无线传输模块将这一电信号发送给接收器,接收器再将信号转化为温度数值进行显示。

三、使用方法1. 准备:首先要确保测温设备中的电池充足,以确保正常使用。

同时,需要在接收器和测温设备之间建立好无线连接,确保信号的稳定传输。

2. 测量:将测温设备对准需要测量温度的物体,保持适当距离,按下测温键进行测量。

测温时,设备会发出简短的信号提示,同时在显示屏上显示测量结果。

3. 记录:用户可根据需要将测量的温度数据进行记录,方便后续分析和比较。

四、注意事项1. 距离:在使用过程中,应保持一定的距离进行测温,距离过远或过近都可能导致测量误差。

通常建议距离物体3-5厘米。

2. 环境:确保测温环境没有强光照射或大量的粉尘,这可能会对测温结果产生干扰。

3. 物体表面:在测量时,应尽量选择物体表面平整光滑的位置进行测量,以获得更准确的结果。

4. 温度范围:请根据设备的规格和要求,选择适合的温度范围进行测量。

避免超出设备的测量范围,否则可能导致测量结果不准确。

5. 小样本测试:在测量液体或小尺寸物体的温度时,可使用特殊的测试头或环保套装,以确保测量的准确性。

免责声明:无线测温仅供参考,不作为判定温度的唯一依据。

对于测温过程中可能产生的误差,我们不承担任何责任。

五、维护与保养1. 清洁:当设备出现灰尘或污渍时,应使用柔软的干净布擦拭,不要使用有腐蚀性的溶液进行清洁。

2. 储存:如长时间不使用,请将设备放置在干燥通风的环境中,避免暴露于高温或潮湿的环境中。

3. 检修:如设备出现故障或异常,请及时联系专业维修人员进行检修,不要私自拆卸或维修。

智能变电站辅助系统综合监控平台介绍

智能变电站辅助系统综合监控平台介绍

智能变电站辅助系统综合监控平台一、系统概述智能变电站辅助系统综合监控平台以“智能感知和智能控制”为核心,通过各种物联网技术,对全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境进行全天候状态监视和智能控制,完成环境、视频、火灾消防、采暖通风、照明、SF6、安全防范、门禁、变压器、配电、UPS等子系统的数据采集和监控,实现集中管理和一体化集成联动,为变电站的安全生产提供可靠的保障,从而解决了变电站安全运营的“在控”、“可控”和“易控”等问题。

二、系统组成(一)、系统架构(二)、系统网络拓扑交换机服务器站端后台机网络视频服务器门禁摄像摄像头户外刀闸温蓄电池在线监测开关柜温度监测电缆沟/接头温度监测SF6监测空调仪表电压UPS温湿度电流烟感电容器打火红外对射门磁非法入侵玻璃破碎电子围栏水浸空调风机灯光警笛警灯联动协议转换器协议转换器协议转换器消防系统安防系统其他子系统TCP/IP 网络上级监控平台采集/控制主机智能变电站辅助系统综合监控平台将各种子系统通过以太网或RS232/485接口进行连接,包括前端的摄像机、各种传感器、中心机房的存储设备、服务器等,并通过软件平台进行集成和集中监视控制,形成一套辅助系统综合监控平台。

(三)、核心硬件设备:智能配电一体化监控装置PDAS-100系列智能配电一体化监控装置,大批量应用在变电站、开闭所和基站,实践证明产品质量的可靠性,能够兼容并利用现有绝大部分设备,有效保护客户的已有投资。

能够实现大部分的传感器解析和设备控制,以及设备内部的联动控制,脱机实现联动、报警以及记录等功能。

工业级设计,通过EMC4级和国网指定结构检测。

智能配电一体化监控装置是针对电力配电房的电缆温度以及母线温度无线检测,变压器运行情况以及油温检测、配电、环境、有害气体以及可燃气体和腐蚀性气体检测、安防、消防、采暖通风除湿机控制、灯光控制以及门禁而设计生产的一款产品。

它通过以太网TCP/IP 或者GPRS/3G/4G 网络,主要解决分布式无人值守配电房的监控和管理问题。

状态监测与运行监测在输电线路监测中的应用

状态监测与运行监测在输电线路监测中的应用

或几 条传感光纤。分布式光纤测温被广 泛 的 使 用 在 电力 电缆 全 线 中 ,可 以实 现
全 天 候 的 实 时测 量 。它 能 合 理 、合 理 调 系 统 下 进 行 设 备 安 装 一 定 要 节 电 缆 的 载 流量 有 效 的 防 止 电缆 及 隧 简单 、方便 和 可靠 。 ( 4 )特 道发 生火 灾 的发生 。 高 压 线 路 压 迫 在 稳 定 的 状 态 3 . 2 局 部放 电量 的测 量
和分 析 的 目的 。 ( 6 )一 些重 要跨 越 、大 特 高 压 线 路 安 全 运 行 的 意 义是 建 立 跨截止线路和特备偏远 的区域需要安装 基 础 变 形 以及 采 空 区杆 塔 倾 斜 ,严 重 时 在 在 线 监 测 技 术 在 特 高 压 线路 中 的可 行 监 测 装 置 。这 样 特 殊 地 段 的 监控 就可 以 造 成倒 杆 断线 , 危 及输 电线 路 安全运 行 。 性 基 础 上 的 。特 高 压 线 路 在线 监测 系统 实现 。 正 在 运 用 的杆 塔 顷 斜 度 监 测 系 统 , 和 在线 监测 技术 的实现有 以下 5 个要 求: 3电力 电缆 运行 监测 技术
路 见下 图 2 。
这 些 红 外 线 用 人 眼 是 看 不 见 的。 同样 , 当带 电电缆线路 出现了热故障,就会形 地, 造成 大 面积 的停 电或 电 网重大 事故 。 个 原 则 的指导 下 ,6 个 在线 监测 系统 的应 成 热 场 ,并 且 向外 辐射 能量 。运 用 红 外 因此,有必要进行导线舞动在线监测技 用 范 围需要 注 意 : ( 1 ) 重 要 交叉 跨 越 上 成 像 仪 的光 扫 描 系 统 ,热 场 可 以被 形 象 术 的进 一步 研 究 ,通 过 观 测 和 记 录 导 线 需 要 安 装 覆 冰 在 线 监 测 系 统 ,这 些 系统 的反 映 在 荧 光 屏 上 。从 热 像 图 中可 以 分 舞 动状 况 ,就 可 以顺 利 的 实 现 易 舞 线 路 同 时需 要 和 输 电线 路 视 频 监 控 装 置 相 互 和易舞分布 图的绘制 ,易舞线路和易舞 配 合 ,只有 这 样才 能 发挥 作 用 。 ( 2 ) 微 分 布 图 的绘 制 是 进 行 线 路 防舞 设 计 的 重 气 象 区 和微 地 形 区需 要 配 备 导 线 风偏 和 要 依据 。 对档 距和 线路 的情 况进 行分 析 , 气 象 设 备 ,同 时 需 要 对 风偏 数据 进 行 监 在 一档 导线 中装 配导 线 摆 动 监 测 仪 。 同 测 和记 录 。在 此 基 础 上 ,根 据这 些数 据 时 收集 3 个 方 向 的 加 速 信 息 ,根据 监测 对 气 象 条 件 、运 行 、设 计 等 进 行 全 面 的 点 加 速 度 信 息 的计 算 分 析 和 线 路 参 数情 分 析 和研 究 。 这 样 就 能 增强 高压 输 电线 况 ,可 以获 取 舞 动 半 波 数 和计 算 导 线运 路 对 强风 的抵抗 能 力 。 ( 3 ) 煤 矿 采 动 的 行轨迹的相关参数。 从得到的信息分析 , 影响 区内需要配备杆塔倾斜监测装置, 对 可 能 会 发 生 的舞 动 危 害 进 行 预 测 ,在 及 时 对 杆 塔 倾 斜 的情 况 进 行 监 测 。通 过 此 基 础 上 可 以完 成 发 出报 警 信 息 ,及 时 这 些 措 施 可 以 对 线 路 事 故进 行 监 测 以及 调 整 系 统 运 行 方 式 ,减少 甚 至避 免 电 网 预 防 。 ( 4) 将 微 风振 动 监 测 系统 安装 在 事 故 的发生 。 大跨越线路上。 ( 5) 舞动易发 的区域需
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电缆导体无线测温与电缆运行状态监测系统的应用柯德刚①杜成龙①宋健瑛②吴星法①上海永锦电气技术股份有限公司①上海永锦电气集团有限公司②摘要:在建设智能电网的大背景下,为了既能充分提升电力电缆线路的输送能力,又能使其安全稳定的运行,对电缆运行温度进行监控是一种比较直观的方法。

而导体无线测温技术相比红外测温、电缆外皮光纤测温、电缆外屏蔽光纤测温、电缆接头表面及应力锥部位测温等具有更高的测温精度,更能真实的反应出电缆的运行状态。

关键词:电力电缆导体运行温度;无线测温技术;电缆状态监测;The Wireless temperature of cable conductor and the application of the conditionmonitoring of cable runsKe Degang①Du Chenglong①Song Jianying②Wu Xingfa①Shanghai Yongjin electric technology Limited by Share Ltd① Shanghai Yongjin Electric Group Co.Ltd.②Abstract: under the background of building a smart grid, in order to fully enhance the transmission capacity of power cable line, and the safe and stable operation, the cable temperature monitoring is a relatively straightforward way. Conductor wireless temperature measuring technology of infrared measuring temperature, skin temperature measurement of optical fiber, cable shielding for cables o ptical fiber temperature measurement, cable connector and stress-position measuring has higher pre cision, more real response out of the cable run.Key words: Power cable conductor operating temperature; wireless temperature measurement technology; cable condition monitoring;近年来在建设坚强智能电网的背景下,我国城市输配电电缆线路发展迅速,电力电缆使用数量逐年增长,其中高压和超高压电力电缆,已成为城市输电网络的主要组成部分,在北京、上海、广州、天津、深圳等经济发达的城市及大部分省会城市,都建成了规模庞大的地下电缆供电系统。

既保证电力电缆供电系统的安全稳定运行、又充分发挥电力电缆输送电能量是当下一个重要的任务。

电力电缆线路尤其是交联聚乙烯(XLPE)绝缘电力电缆因其具有良好的电气性能,敷设容易、运行维护简单等优点而被广泛应用。

但偶发的电缆线路故障不可避免,我国电力电缆输电线路的故障率目前仍高于国际上的发达国家。

电缆线路的故障发生以后,一般的结果都比较严重,如:停电,甚至起火。

据统计2000 年中国发生的火灾中因电气原因引发的数量为31933起,占火灾总数的26.1%,其中因电缆线路引起的火灾占整个电气火灾数量的50%以上⑴。

(估计近年来这个比例在大幅下降)引起交联电缆线路故障的原因有电缆本体、电缆附件、电缆敷设、附件安装、外力破坏、电缆线路接地系统设计、电缆线路过载等。

相关统计资料反映电缆线路主要故障原因是外力破坏,占比58%。

除去外力破坏,电缆附件发生的故障率高于电缆本体,电缆中间接头故障率高于电缆终端。

引起中间接头故障的主要原因是因安装不当,另外电缆中间接头导体连接金具与电缆线芯配合不合理也是一个原因⑵;引起电缆本体故障的原因一般是电缆本体树枝状老化击穿和过载。

为防止电缆线路发生恶性故障有必要加强对电缆线路的监控。

其中对电缆运行温度的监控是一个比较直观的方法。

电力电缆的运行温度是一个重要参数。

当电缆在额定负荷下运行时,线芯温度达到允许值;电缆一旦过负荷,线芯温度将急剧上升,加速绝缘老化,甚至发生热击穿。

有研究发现,当交联聚乙烯(XLPE)电缆的工作温度超过允许值的8%时,其寿命将减半;如果超过15%,电缆寿命将只剩下1/4⑶。

另外一个方面由于早期电缆线路设计、建设工作经验不足,一般比较保守,导致很多高压电缆线路的实际载容量远低于允许容量,空置了较多的输送能力。

而现在社会经济发展需要增加电能的供应,输电空间走廊又受限,提升原来建设的电缆线路的输送能力成为电力系统的一个重要工作。

因为从提高电缆线路安全稳定运行水平,防止发生严重故障的角度需要对电缆线路的运行温度进行监测,从实现动态增容的角度也要对电缆运行温度进行监测。

所以近年来有较多大学(西安交通大学、华北电力大学、重庆大学、电子科技大学等)、研究院所(中国电科院、国网电科院、南网电科院等)、供电公司(北京、上海、广东、杭州、天津等)都在电缆运行温度检测方面进行了研究与应用。

华南理工大学、湖北省电力公司、广东电网公司在完成国家重点基础研究计划(973计划2009CB-724507)中提出了实现电缆动态增容的方法,并模拟电缆的隧道敷设环境设计了110kV交联聚乙烯单芯电缆的正常负荷、满负荷、超负荷等阶跃电流温升实验。

发现:实验得到的电缆导体温升时间与理论计算得到的导体温升时间基本相符;电缆增加的容量在电缆正常负荷运行范围内,根据供电需求可以长时间对电缆进行动态增容⑷。

上海市电力公司在保证电缆温度不越限的前提下,通过建立电缆导体实时温度模型,配合温度监测技术,提出可行的短时动态增容方案,使得电缆线路能在一定时间内发挥其最大的输电能力。

已在上海杨建2145等四回220 kV电缆上试应用⑶。

河北科技大学在河北省科技支撑计划(10213557)资助下完成了:利用有限元计算地下电缆的焦耳损耗和温度场分布;利用迭代法实现地下电缆温度场和电磁场间的耦合计算,提高了地下电缆温度场计算的精度;利用迭代法确定地下电缆的载流量。

耦合计算结果比非耦合计算结果更接近试验结果,可满足工程实际的需要⑸。

文献6-11中提出了相关的电缆导体温度暂态计算与应用研究、电缆表面温度推算导体温度的热路简化模型暂态误差分析、电力电缆接头温度无线监测前端装置设计、电缆在线监测及检测技术研究、电力电缆及其接头运行温度监测技术研究等研究及应用。

相关研究人员也提出希望加强对电缆接头的运行温度在线监测的研究,以期在电缆接头运行温度在线监测领域取得突破,提出有效的温度监测方式,设计可行的温度监测系统,预防电力电缆接头故障发生,保证电力电缆网络安全运行⑿。

中国电力科学研究院高压所及清华大学电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室归纳国内相关研究及应用指出⒀:目前电缆温度测量方法中,分布式光纤测温应用比较广泛。

该方法主要依据光纤的光时域反射原理及光纤的背向拉曼散射温度效应。

目前北京、上海杭州、天津、广州等城市110kV及220kV电缆线路都不同程度地敷设了分布式光纤测温系统。

综合各地运行经验来看虽然分布式光纤测温系统具有测量距离长、测温精度高等优点,但存在空间分辨率较低、对因各类缺陷造成的局部温升不敏感、易受敷设环境温度、湿度影响等缺点。

红外测温直观且简单易行,但是不能适用于中间接头,也不能适用于高压电缆。

故高压电缆及附件一般采取光纤测温。

早期测温光纤敷设在电缆护套外面(如图1)根据电缆外护套测量的温度采取专门设计的软件来推算电缆导体的运行温度。

后发现这种方式得出的温度误差较大,出现了改进型即将光纤放置在电缆护套内、电缆外屏蔽上面(如图2)。

这种方式(内置式)相比原来(外置式),测温准确度有所提高,但还是要通过特种软件进行一系列的计算推导出电缆导体的实际温度。

图1 测温光纤模块外置图2 测温光纤模块内置我公司研制了一种内置式测温装置,将测温点置于中间接头应力锥部位和电缆终端应力锥部位(如图3)。

特点是测温点与局部放电信号传感器安装在电缆附件的内部,直接安装在电缆附件的核心部件上面。

可以同时实现对电缆运行温度及中间接头局部放电信号的采集。

图3 测温、测局放模块置于应力锥位置2015年7月中国电力企业联合会组织全国相关研究机构及各地供电公司约30名专家在杭州,对浙江新图维电子有限公司于2012年推出通过武高所试验,经相关供电公司近三年试用的一种内置式导体无线测温系统进行了鉴定。

评价认为该系统达到了世界领先技术水平⒁。

该内置式无线测温系统的特点是:将测温点放在电缆导体连接管上面、该系统测温直观、无需软件推算,测温精度相比于分布式光纤测温系统有明显的提高。

该系统是基于电磁感应的非接触式测温原理,包括了读取器和传感器(如图4)。

图4 内置式无线测温系统基本原理我公司于2015年5月在220kV电缆中间接头上面采用了该测温系统,并在上海电缆研究所进行了型式试验,该系统的应用情况简介如下:电缆导体直接测温系统由内置测温模块,外置测温中继器和无线测温控制模块三部分组成。

内置测温模块安装在电缆中间接头的导体连接管上面(如图5),由它完成电缆线芯温度数据的采集;外置测温中继器模块为内置无源测温模块提供电能并接收内置无源测温模块传输出来的电缆线芯温度数据信号(如图6)。

无线测温控制模块可以放在电缆智能接地箱内或者电缆隧道内固定点(如图7)它用来协调各块无线测温信号采集模块工作,通过MODBUS 协议向上级传送数据。

图5 安装内置导体测温装置图6 安装外置测温中继器图7 测温显示和无线发射单元放在智能接地箱内我们在公司通过这套测温系统的客户终端,可以随时查看被测接头线芯温度的变化情况。

图8为截取的2015年6月13日的被测电缆接头线芯的24小时温度曲线变化。

该温度曲线的变化与上海电缆研究所高压电缆试验大厅按照常规方式在试验辅助回路电缆上面测量的温度基本相同。

图8 远程显示的220kV被测中间接头温度曲线这种内置式导体无线测温系统安装在220kV中间接头内部顺利通过了按照国标GB/Z 18890-2002《额度电压220kV(Um=252kV)交联聚乙烯绝缘电力电缆及附件》进行的型式试验,说明该系统不影响中间接头的电气性能及密封性能。

220kV中间接头型式试验部分指标我们通过ansys有限元软件对安装测温装置的电缆接头和未安装测温装置的电缆接头电场分布情况进行模拟对比,从电缆接头电场模拟图示(图9~图12)可见:内置测温传感器的220kV电缆接头与未安装测温装置的220kV电缆接头的电场分布和最高场强无区别,说明内置的测温传感器不影响中间接头原有的电场分布。

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