淺析電力電纜線路運(yùn)行溫度在線檢測技術(shù)的應(yīng)用

劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：通過分析現(xiàn)有溫度在線檢測技術(shù)的分類，結(jié)合時(shí)代技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)，對(duì)電力電纜線路運(yùn)行溫度在線檢測技術(shù)的應(yīng)用方法進(jìn)行探討。這些研究對(duì)電力電纜線路的運(yùn)行維護(hù)和溫度檢測技術(shù)的發(fā)展有著重要的意義，有很好的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：電力電纜；運(yùn)行溫度；在線檢測

0 引言

在現(xiàn)代生活中，電力已經(jīng)成為重要的能源之一。為了滿足我國人民對(duì)電力使用的需求，我國建設(shè)了基本覆蓋全國范圍的電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。電力電纜在電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中扮演著重要的角色。電力電纜線路在運(yùn)行的過程中，會(huì)產(chǎn)生一定的溫度，進(jìn)而對(duì)電網(wǎng)的整體穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。為了實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，需要實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電纜線路運(yùn)行溫度的有效檢測。

1 電力電纜線路運(yùn)行與溫度在線檢測

1.1 溫度在線檢測在電力電纜線路運(yùn)行中的意義

電力電纜線路是實(shí)現(xiàn)電力穩(wěn)定供應(yīng)的重要基礎(chǔ)，也是組建電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵部分。如果電力電纜線路出現(xiàn)問題，通常會(huì)影響到一片區(qū)域的電力供應(yīng)，對(duì)人們的日常生活產(chǎn)生十分嚴(yán)重的影響。因此，電力電纜線路的運(yùn)行維護(hù)一直是人們關(guān)注的重點(diǎn)之一。

1.2 現(xiàn)有溫度在線檢測技術(shù)缺陷分析

首先，現(xiàn)有的溫度在線檢測技術(shù)的精度偏低。實(shí)現(xiàn)溫度在線檢測的目的不僅是為了確保線路的正常運(yùn)行，也是為了能夠在發(fā)現(xiàn)問題后提高解決問題的效率。這就要求檢測技術(shù)能夠比較準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對(duì)故障地點(diǎn)的定位。而現(xiàn)有的技術(shù)普遍存在精度不足的問題，無法滿足人們的需求。部分溫度在線檢測技術(shù)存在應(yīng)用局限性，尤其是部分高精度檢測技術(shù)，由于該類技術(shù)特點(diǎn)的限制，在保證高精度問題定位的同時(shí)，通常無法實(shí)現(xiàn)線路的檢測。

2 電力電纜線路運(yùn)行溫度在線檢測技術(shù)的分類

2.1 光纖傳感檢測技術(shù)

光線溫度傳感檢測技術(shù)是目前應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)之一。該技術(shù)的核心是利用后相拉曼散射效應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電纜溫度的具體掌握。在應(yīng)用的過程中，該技術(shù)利用光線能夠達(dá)到與納米激光脈沖相融合的效果，通過檢測熱振動(dòng)頻率來實(shí)現(xiàn)溫度的在線檢測。

2.2 點(diǎn)式溫度傳感技術(shù)

點(diǎn)式溫度傳感技術(shù)是一種應(yīng)用比較簡單的技術(shù)。該技術(shù)需要在電力電纜線路的特定點(diǎn)位處安裝傳感器，再利用特定的線路進(jìn)行傳感器的信息傳輸。通過控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)線路的溫度在線檢測。點(diǎn)式溫度傳感技術(shù)成熟度比較高，而且對(duì)于技術(shù)的要求也比較低。但其自身也存在比較大的局限性。

2.3 熱效應(yīng)在線檢測技術(shù)

熱效應(yīng)在線檢測技術(shù)也是一種應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)。該技術(shù)主要是利用紅外測溫技術(shù)進(jìn)行。在電力電纜線路運(yùn)行的過程中，工作人員可以利用紅外設(shè)備進(jìn)行溫度檢測工作。通過設(shè)備內(nèi)部的信息處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電纜線路溫度的測定。這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用靈活性高。而且，采用紅外測溫可以在保持靈活性的同時(shí)兼顧精度性，因此受到了廣泛關(guān)注。

2.4 線式溫度在線檢測技術(shù)

線式溫度在線檢測技術(shù)是一種比較新型的檢測技術(shù)。該技術(shù)的核心在于電力電纜內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。該技術(shù)應(yīng)用的電纜采用特殊材料制成，本質(zhì)上可以認(rèn)為是一種溫度傳感器。在應(yīng)用過程中，可以將被測量線路的電纜捆在一起。如果電力電纜的溫度過高，會(huì)直接導(dǎo)致線路短路，觸發(fā)警報(bào)。

3 電力電纜線路運(yùn)行溫度在線檢測技術(shù)的應(yīng)用

3.1 溫度在線檢測技術(shù)的應(yīng)用方法

溫度在線檢測技術(shù)的應(yīng)用互相并不沖突。因此，在應(yīng)用的過程中應(yīng)該注意對(duì)不同技術(shù)方法的綜合應(yīng)用。在比較大范圍的檢測活動(dòng)中，應(yīng)該首先考慮熱效應(yīng)在線檢測技術(shù)。該技術(shù)快捷靈活，而且能夠提供比較準(zhǔn)確的問題定位信息。因此，該技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)該受到重點(diǎn)關(guān)注。

3.2 溫度在線檢測技術(shù)的其他注意事項(xiàng)

首先，應(yīng)該重視溫度在線檢測技術(shù)的發(fā)展。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，需要推動(dòng)新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，以獲得一種高效靈活的溫度檢測方法。其次，應(yīng)當(dāng)注意溫度檢測設(shè)備的發(fā)展和應(yīng)用。在溫度在線檢測的過程中，需要應(yīng)用到大量的技術(shù)設(shè)備。例如紅外探測設(shè)備，信息處理設(shè)備等等。高性能設(shè)備的應(yīng)用也可以有效提高溫度檢測的準(zhǔn)確性，對(duì)于整體的維護(hù)工作等也有比較重要的應(yīng)用意義。最后，應(yīng)當(dāng)注意對(duì)工作人員的培訓(xùn)。新技術(shù)和新設(shè)備的應(yīng)用會(huì)對(duì)工作人員提出新的要求。為了充分發(fā)揮檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和設(shè)備的功能，需要針對(duì)具體情況進(jìn)行工作人員的技能培訓(xùn)。

4 安科瑞無線測溫系統(tǒng)介紹與選型

安科瑞無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)是根據(jù)當(dāng)前無線測溫系統(tǒng)的要求，在廣泛征求用戶和家意見的基礎(chǔ)上,充分吸收當(dāng)前國內(nèi)外廠家的成功案例，并結(jié)合安科瑞多年來的豐富經(jīng)驗(yàn)，采用面向?qū)ο蟮姆謱臃植际皆O(shè)計(jì)思想，結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)而設(shè)計(jì)的一款無線測溫軟件。

4.1 Acrel-2000T無線測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)通過RS485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進(jìn)行通信（如圖1），系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循國際標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU, Modbus TCP等傳輸規(guī)約，可靠性和開放性都得到了很大地提高。

Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)具有遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報(bào)警、曲線、棒圖、報(bào)表和用戶管理功能?？梢员O(jiān)控?zé)o線測溫系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警響應(yīng)，預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。

Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)主要特點(diǎn)是開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，硬件兼容性強(qiáng)，軟件移植性好，應(yīng)用功能豐富。該系統(tǒng)具有強(qiáng)大的處理能力，快速的事件響應(yīng)，友好的人機(jī)界面，方便的擴(kuò)充手段。其軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)軟件工程的設(shè)計(jì)規(guī)范,模塊劃分合理，接口簡捷明了，主要包括主控模塊、人機(jī)界面、圖形組態(tài)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、通信管理等幾大模塊。

圖1 Acrel-2000T無線測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4.2 Acrel-2000T無線測溫系統(tǒng)功能

■實(shí)時(shí)監(jiān)測

Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控軟件人機(jī)界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示各測溫節(jié)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)及有關(guān)故障、告警等信息

■溫度查詢

溫度歷史曲線（1分鐘、5分鐘、60分鐘可選）

■運(yùn)行報(bào)表

查詢各回路設(shè)備運(yùn)行溫度報(bào)表.

■實(shí)時(shí)報(bào)警

壁掛式無線測溫監(jiān)控設(shè)備具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能，設(shè)備能夠?qū)囟仍较薜仁录l(fā)出告警。

■設(shè)備提供以下凡種告警方式：

a.彈岀事件報(bào)驚窗口.

b.實(shí)時(shí)語音報(bào)警功能，能夠?qū)λ惺录l(fā)出語音告警.

C.短信吿警，可以向發(fā)送吿警信息短信（需選配）.

■歷史告警査詢

Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)λ袇叹录涗涍M(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)和告警等事件進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

■用戶權(quán)限管理

Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。

通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如數(shù)據(jù)庫修改等）?？梢远x不同級(jí)別用戶的 登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的保障。

■定值設(shè)置

用于修改高溫定值、超溫定值。

■WEB（可選）

展示頁面顯示變電站數(shù)量、變壓器數(shù)量、監(jiān)測點(diǎn)位數(shù)量等概況信息， 設(shè)備溫度、通信狀態(tài)，用電分析和事件記錄。首頁顯示場站的變壓器數(shù)量、回路個(gè)數(shù)、有功功率、無功功率、用電量、事件記錄等概況信息，可通過實(shí)時(shí)監(jiān)控、變壓器、通信模塊切換到需要查看的界面。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線可監(jiān)測各個(gè)回路的測點(diǎn)溫度、電壓、電流、功率曲線信息。

接線圖頁面通過一次圖實(shí)時(shí)反映電氣參數(shù)變化，包括測量量、信號(hào)量等信息（信號(hào)量 需要斷路器提供輔助觸點(diǎn)支持）。

能耗統(tǒng)計(jì)頁面顯示各回路的功率峰值和用電量峰值，功率、電能趨勢曲線，電能環(huán)比，用電排名。

運(yùn)維管理\通信狀態(tài)顯示監(jiān)測接入系統(tǒng)設(shè)備的通信狀態(tài)。

■手機(jī)APP（可選）

設(shè)備數(shù)據(jù)員面顯示各設(shè)備的電參量數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)以及曲線。

4.3 安科瑞ARTM系列無線測溫終端產(chǎn)品選型

安科瑞電氣接點(diǎn)無線測溫方案由無線溫度傳感器、收發(fā)器、顯示單元組成。溫度傳感器直接安裝于斷路器動(dòng)觸頭、靜觸頭、電纜接頭、母排等發(fā)熱接點(diǎn)，將測溫?cái)?shù)據(jù)通過無線射頻技術(shù)傳至接收裝置，再由接收器485通訊至測溫終端或無線測溫系統(tǒng)（如圖2）。

圖2 電氣接點(diǎn)在線測溫結(jié)構(gòu)圖

4.3.1 安科瑞無線溫度傳感器

無線溫度傳感器共有5種，分別對(duì)應(yīng)螺栓固定、表帶固定、扎帶捆綁、合金片固定等安裝方式。針對(duì)不同的變電站要求，可根據(jù)傳感器供電方式以及安裝位置的不同，考慮安裝方便的因素，選擇相匹配的傳感器。

4.3.2 安科瑞無線收發(fā)器

  無線測溫收發(fā)器共有3種，通過無線射頻方式接收溫度數(shù)據(jù)。收發(fā)器根據(jù)不同的傳感器型號(hào)進(jìn)行匹配，同時(shí)傳感器的傳輸距離決定接收裝置能否多柜接收。

4.3.3 安科瑞顯示終端

  顯示裝置通過RS485連接收發(fā)器，可嵌入式安裝于柜體上，若柜體開孔不便，也可選擇壁掛式安裝于配電室內(nèi)。方便操作人員現(xiàn)場及時(shí)查看電氣節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)溫度的同時(shí)，也可以通過RS485或以太網(wǎng)通訊的方式在后臺(tái)系統(tǒng)查看現(xiàn)場情況。

5 結(jié)語

電力電纜線路在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中發(fā)揮著重要的作用。為了推動(dòng)電力電纜線路的未來發(fā)展，本文通過分析溫度在線檢測技術(shù)在電力電纜線路中的應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用問題，研究了溫度在線檢測技術(shù)的分類和應(yīng)用特點(diǎn)。同時(shí)，本文對(duì)溫度在線檢測技術(shù)的應(yīng)用方法和注意事項(xiàng)進(jìn)行了探討。這些研究對(duì)電力電纜的維護(hù)運(yùn)行有著很好的幫助。

【參考文獻(xiàn)】

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[2] 陳景煒,柴燕.淺析電力電纜線路運(yùn)行溫度在線檢測技術(shù)的應(yīng)用.

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2020.06版.

作者簡介：劉細(xì)鳳，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事無線測溫系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用