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    電纜分布式光纖測溫

    目前我國電力系統正向著大電網、高可靠性、高自動化水平方向迅猛發展,電網運行自動化、智能化的監控水平已成為我國電力系統發展的關鍵問題。高壓配電開關柜是配電系統中的重要設備,承擔著開斷和關合電力線路等重要作用,但在長期運行過程中,開關的觸點、母線及出線連接等部位因氧化腐蝕或因緊固螺栓松動等原因至使接觸電阻增大,在高負荷運行情況下,連接點發熱并形成惡性循環,且發熱點溫度無法監測,最終導致連接部位溫度過高甚至燒毀,造成事故停電。

    近年來,電力系統已發生多起因設備過熱而發生火災和大面積停電事故。據統計分析,我國每年發生的電力事故,有40%是由高壓電氣設備過熱所致;而在采用高壓開關柜和電力電纜的供電系統中,有70%以上的電纜運行故障是因為連接部位接觸電阻變大、過負荷等引起接頭溫度過高所致。因此,對高壓開關柜連接點的溫度變化進行實時監測及預警是非常必要的。

    有效監測電纜在不同負載和不同環境溫度下的發熱狀態,積累歷史技術數據; 通過載流量限度分析,可保證在不超過電纜允許運行溫度的情況下,最大限度發揮電纜的傳輸能力,提高經濟效益; 及時發現電纜上的局部過熱點,采取降溫措施,延緩電纜老化速度; 實時故障監測預警,發現電纜運行過程中外界因素導致的破壞; 電纜溝內火情監測與報警; 電纜接頭、電纜終端的溫度監測與報警。報警類型可分為高溫報警及預警、快速升溫報警、差溫報警等,使系統在真正發生故障前報警。此外,還有光纖斷裂報警、光纖損耗報警。在光纜敷設工程中末端光纜斷裂,系統在一個掃描周期內產生聲光報警,可將信息發送至變電站職守人員及檢修人員手機上。軟件界面彈出提示窗口,顯示光斷裂的時間和具體位置,施工人員按照軟件顯示很容易查找到斷點,誤差在 2 m 之內,為整條線路的快速維修提供了準確依據。

    系統實施

    系統由光纖測溫系統、溫度傳感器、多模光纜、光纖傳感網絡分析儀及計算機終端監測設備組成。系統連接示意圖如圖 2 所示。溫度傳感器和多模光纜隨高壓電纜敷設,測溫主機作為數據采集的后臺處理保存所有數據,可通過局域網實現數據共享,便于運行人員集中監視電纜運行工況。

    從監控電纜逐點采集實時溫度,形成實時數據庫,通過實時數據顯示電纜實時溫度,根據現場要求設置報警和預警溫度。對被監控電纜按段設置不同分區,每個分區設置不同報警值,對不同部位進行不同標準的監控; 對監控的電纜進行升溫速率報警,用戶可通過查詢得到電纜某時某刻溫度、某天電纜某點的溫度等歷史信息,數據準確; 實時監測溫度突變點,及時報警; 該系統可進行數據分析,對電纜的溫度預期變化、電纜各分區的溫度走勢等進行有效預測、分析。

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