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電纜中間接頭在線監(jiān)測技術(shù)

文檔作者：張杰文檔來源：大慶石化公司煉油廠供電車間		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2022年10月18日
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大慶石化公司煉油廠供電車間(1637l1) 張杰
[摘要] 通過對電纜中間接頭溫度變化特征的分析， 采用計算機(jī)控制技術(shù)和雙層總線同絡(luò)結(jié)構(gòu)， 實(shí)
現(xiàn)電纜中間接頭的溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)硬． 軟件的設(shè)計。
關(guān)鍵詞電纜 中間接頭 溫度報警 在線監(jiān)測
0 引言
電纜中間接頭過熱崩燒故障
引起大面積停電， 且短時間內(nèi)無
法恢復(fù)生產(chǎn)， 經(jīng)濟(jì)損失重大。由于
電纜線路中間接頭必不可少， 提
高電纜中間接頭的制作質(zhì)量是從
根本上杜絕事故發(fā)生的辦法； 同
時，應(yīng)用在線監(jiān)測技術(shù)， 實(shí)時檢測
中間接頭溫度變化， 及時溫度報警【l】，
可有效防止事故擴(kuò)大， 減少損失；
同時使工作人員及時調(diào)整電力負(fù)
荷，提前做好搶修準(zhǔn)備，縮短檢修
時間。針對電纜中間接頭的故障
特點(diǎn)， 筆者與哈爾濱理工大學(xué)共
同研發(fā)出電纜中間接頭在線監(jiān)測
系統(tǒng)。
l 預(yù)警溫度的確定
為確保電纜運(yùn)行在最大允許
連續(xù)負(fù)荷電流下， 導(dǎo)線發(fā)熱應(yīng)不
超過線芯所允許的溫度，各種電纜
型號芯線的長期和短時允許最高
工作溫度 如表1。
對電纜中間接頭應(yīng)和電纜本
體有相同的工作性能 ， 即電纜接
頭的長期允許最高溫度也應(yīng)與電
纜本體相同，如表2。但由于電纜
收稿日期：2002-05--15
中間接頭的電場分布較電纜本體
復(fù)雜， 且需現(xiàn)場施工， 工藝條件
差， 使電纜接頭成為電纜線路中
的薄弱環(huán)節(jié)， 因此在使用維護(hù)中
表1 電纜線路長期和短路時
導(dǎo)體最高允許溫度
絕緣種類 正常工作時最 短路時最高
高允許溫度(℃) 允許溫度(℃)
粘性紙絕緣 65 220
聚氯乙烯 75 120
橐乙烯 65 160
變聯(lián)聚乙烯 65 230
表2 電纜線路短路時導(dǎo)電
連接處最高允許溫度
應(yīng)加以充分重視， 使其能長期安
全運(yùn)行。根據(jù)電路分析，電纜芯線
導(dǎo)體溫度與電纜表面溫度有如下
關(guān)系：
Qc—Qs= (1)
式中， Q —— 電纜表面溫度℃ ；
Q —— 電纜芯導(dǎo)體長期允許最高
溫度℃ ；，—— 電纜運(yùn)行負(fù)荷；Ⅳ ——
電纜芯數(shù)；S —— 電纜絕緣層及保
護(hù)層熱阻Q／cm；A —— 電纜芯截面
積c m ；P—— 電纜芯導(dǎo)體在長期
允許最高溫度時的電阻系數(shù)。
式(1)也適用于電纜接頭導(dǎo)體
與電纜接頭表面的溫度關(guān)系，通過
式(1)可算出電纜接頭與其表面的
溫差。一般來說，電纜接頭導(dǎo)體的
溫度比表面的溫度高2 5℃ 。由此
確定電纜中間接頭預(yù)警溫度和報
警溫度變化梯度。
2 系統(tǒng)設(shè)置與性能
電纜中間接頭一般分布較分
散，彼此相距遠(yuǎn)，有的達(dá)幾百米。故
障在線監(jiān)測系統(tǒng)采用先進(jìn)的通信、
微處理和數(shù)字化溫度傳感技術(shù)，
設(shè)計出耐低溫、抗強(qiáng)電場運(yùn)行總
線系統(tǒng)， 適合于遠(yuǎn)距離監(jiān)測電纜
中間接頭的表面及環(huán)境溫度， 根
據(jù)系統(tǒng)要求， 在電纜棧橋內(nèi)每個
中-間接頭表面布置溫度傳感器，
通過LTM．8000智能模塊使其與系
統(tǒng)總線相連， 直接與操作站聯(lián)系
起來， 這樣操作站可實(shí)時處理各
測點(diǎn)數(shù)據(jù)， 實(shí)現(xiàn)故障監(jiān)測。
該系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面
和電纜棧橋通道圖， 可顯示傳感
器所監(jiān)測的實(shí)際位置及所有電纜
型號、長度、截面、中間接頭位置
等參數(shù)。電纜棧橋內(nèi)中間接頭溫
度超過設(shè)定值時， 發(fā)出報警信號，
力設(shè)備給社會帶來的效益將更為
可觀。符合經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保、穩(wěn)
定的要求， 具有廣闊的應(yīng)用前景。
5 結(jié)束語
電纜繞組電力設(shè)備的誕生還
不到5年，其顯著的優(yōu)點(diǎn)已引起了
國際電工制造行業(yè)的關(guān)注。相對于
傳統(tǒng)的電力設(shè)備， 其制作程序和工
藝大大簡化， 因此從技術(shù)角度講我
國電工制造業(yè)完全有能力生產(chǎn)。
參考文獻(xiàn)
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和變壓器中的應(yīng)用[J】．電線電纜，
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【5】邱毓昌，等．高電壓工程【M】．西安
交通大學(xué)出版社，1995
2002年10期四圓11
維普資訊 http://www.cqvip.com
這提高了電纜運(yùn)行的安全性和可
靠性。
2．1 系統(tǒng)硬件
故障在線監(jiān)測系統(tǒng)采用全數(shù)
字化雙層總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 即與上
位機(jī)的RS-485網(wǎng)絡(luò)和對溫度傳感
器的“一線方式” 總線網(wǎng)絡(luò)， 上層
為模塊級總線， 將操作站與分布
于電纜棧橋內(nèi)的LTM-8000智能模
塊連接起來。RS-485網(wǎng)絡(luò)可連接
128個智能模塊， 實(shí)現(xiàn)萬點(diǎn)溫度測
量， 最遠(yuǎn)通訊距離可達(dá)1．2km ： 下
層為“一線方式” 總線， 每個智能
模塊下可掛接8條溫度總線， 每條
總線可支持64個溫度傳感器，此
時可保證測溫距離最遠(yuǎn)為200m，據(jù)
需要，還可用轉(zhuǎn)接器將溫度總線分
成多個段， 構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)連接，有利于
系統(tǒng)的擴(kuò)展。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1。
圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
智能模塊主要完成對分布于
電纜棧橋內(nèi)的溫度測點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)
采集、自動校驗(yàn)和故障監(jiān)測， 并將
結(jié)果通過模塊總線傳輸?shù)讲僮髡?
進(jìn)行運(yùn)算處理。LTM-8000智能模
塊采用雙CPU結(jié)構(gòu)， 保證了系統(tǒng)
的高速信息交換和數(shù)據(jù)采集， 具
有極強(qiáng)的安全性和故障自修復(fù)能
力， 并采用電源及模塊總線的雙
重隔離， 其隔離電壓達(dá)10kV 。其
電源采用直流1 2—48V 的寬電壓，
福建省福大導(dǎo)電膏開發(fā)
“志堅”牌DG系列電接觸導(dǎo)電膏
簡介
福建省福大導(dǎo)電膏開發(fā)公司主要
生產(chǎn)“志堅”牌DG系列電接觸導(dǎo)電膏
(高溫、寬溫、活動型等)， 該成果經(jīng)
省級鑒定， 屬國內(nèi)首創(chuàng)、國際先進(jìn)。曾
獲省科技進(jìn)步二等獎等多項大獎，
公司地址：福州市工業(yè)路533號
電力電纜
確保LTM-8000智能模塊能夠在極
惡劣的環(huán)境下運(yùn)行。
模塊總線采用雙隔離浮動總
線技術(shù)， 有效防止了電纜棧橋內(nèi)
的高壓竄入操作監(jiān)視站造成人員
或設(shè)備的損傷， 這種情況在電纜
中間接頭崩燒時可能發(fā)生【2I。
智能溫度傳感器是溫度傳感
器、數(shù)字化和總線接口的集成， 具
有體積小、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
本傳感器可經(jīng)受ESD 士15kV的高
壓， 工作溫度為一55一+125℃， 測
溫速度為40點(diǎn)／秒， 測量誤差為
0．5級。
2．2 系統(tǒng)軟件
系統(tǒng)軟件在windows98／NT環(huán)
境下用Visual C++開發(fā)， 采用了多
線程、多進(jìn)程、動態(tài)鏈接和異步串
行通信技術(shù)， 配合硬件完成系統(tǒng)
功能要求。本軟件系統(tǒng)可離線配
置組態(tài)， 并具有在線的系統(tǒng)監(jiān)測
維護(hù)和良好的人機(jī)界面。軟件功
能結(jié)構(gòu)如圖2。
設(shè)計平臺l I在線監(jiān)測
圖2 軟件功能結(jié)構(gòu)
顯示畫面： 實(shí)時動態(tài)點(diǎn)可顯
示靜態(tài)和動態(tài)畫面， 系統(tǒng)為電纜
運(yùn)行在線監(jiān)測的實(shí)際現(xiàn)場提供動
態(tài)描述， 可準(zhǔn)確顯示出傳感器的
具體位置和溫度， 用戶只需點(diǎn)擊
公司
相應(yīng)的圖標(biāo)即可啟動其定義窗口，
并以對話框的形式輸入相應(yīng)參數(shù)，
運(yùn)行時實(shí)時顯示更新的狀態(tài)和監(jiān)
測值。
系統(tǒng)的監(jiān)測功能可對系統(tǒng)的
運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視， 包括各個智
能模塊的運(yùn)行狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)通信情
況等， 一旦發(fā)現(xiàn)異常， 系統(tǒng)必須及
時采取措施， 進(jìn)行維修和調(diào)整。另
外還具有對組態(tài)的在線修改功能，
如上限設(shè)定值的改變， 以及對某
個監(jiān)測點(diǎn)或若干個監(jiān)測點(diǎn)的離線
直接操作。依據(jù)電纜通電運(yùn)行的
溫度變化， 系統(tǒng)設(shè)有電纜中間接
頭預(yù)警溫度顯示和報警溫度變化
梯度(即每分鐘升高5℃)。系統(tǒng)自
動跟蹤環(huán)境溫度， 自動設(shè)定溫度
報警參數(shù)， 對全部電纜中間接頭
自動檢測1次， 只需幾秒。
良好的人機(jī)界面可在線監(jiān)測
系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)， 進(jìn)行故障報警、畫
面切換、歷史數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存
儲、報表生成打印和在線修改模
塊參數(shù)等功能。
3 應(yīng)用效果
通過對電纜中間接頭的溫度
測量， 預(yù)測電纜接頭溫度變化趨
勢及電纜運(yùn)行環(huán)境溫度， 能有效
地防止其因超溫造成的崩燒和絕
緣老化擊穿事故， 及時提供電纜
故障位置和檢修指導(dǎo)， 避免發(fā)生
嚴(yán)重事故。
參考文獻(xiàn)
【1】電機(jī)工程手冊(第2版)．北京：機(jī)械
工業(yè)出版社，1996
【2】邱紅兵，等．電纜溝隱形火災(zāi)在線監(jiān)
測系統(tǒng)．電力系統(tǒng)自動化，2000，24(6)
1994年該產(chǎn)品被國家經(jīng)貿(mào)委、計委、科
委聯(lián)事推薦為全國優(yōu)秀節(jié)能產(chǎn)品。國家
科委、全國節(jié)電辦曾專文向全國推薦使
用該導(dǎo)電膏。
電接觸導(dǎo)電膏廣泛用于廠礦企業(yè)高
低壓電器、交直流導(dǎo)電排搭接處及兩網(wǎng)
工程。涂敷導(dǎo)電膏可避免電接觸面產(chǎn)生
電化學(xué)腐蝕， 它具有抗酸、堿霧：抗潮
溫；抗化工氣體腐蝕， 可代替接觸面搪
錫、鍍銀工藝和銅鋁過渡線夾。可降低
接觸電阻25％一95％ 、降低接觸面溫度
25％一70％， 大大減少電度損耗。而耗用
導(dǎo)電膏的費(fèi)用僅占節(jié)電的3％一5％。同時
極大地提高了用電的可靠性和安全性。
郵編：350002 聯(lián)系人：沈志堅 電話：0591-3720324 傳真：0591—7866637
12四圓2002年10期
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