10KV開關柜光纖光柵測溫系統(tǒng)技術方案要點

1、遂寧市220KV雙堰變電站開關柜光纖光柵測溫系統(tǒng)技 術 方 案四川安普光控科技有限公司二一三年十二月1 概述電力設備在正常工作時都會產生發(fā)熱現(xiàn)象。線路、設備等的連接處由于環(huán)境影響，加工工藝等原因使連接部分壓接不緊、壓力不夠、觸頭間的接觸部分發(fā)生變化等引起接觸電阻變大，發(fā)熱現(xiàn)象會更加明顯。長期如此會加速電力設備線路等的老化，引起電力設備的絕緣性能下降，嚴重的還能觸發(fā)電弧短路，降低設備使用壽命，引起重大的電力事故。尤其是隔離開關活動的動、靜觸頭部分、主變引線、電纜頭發(fā)熱現(xiàn)象比較突出，故障率高，每年均有此類問題發(fā)生。目前監(jiān)視方法仍靠工作人員定期完成的，費時費力，工作效率極低，而且不能及時發(fā)現(xiàn)潛藏的隱

2、患，有些電力設備的焊點與接頭位于不便觸及的里端，這又給檢測人員帶來了極大的不便。 光纖光柵傳感技術是近年來發(fā)展起來的一門嶄新的技術，是伴隨著光導纖維及光纖通信技術發(fā)展而派生的全新概念的傳感技術。光纖光柵傳感器通過辨析光波長來檢測、度量外界物理量的變化。作為傳感器家族新成員，光纖光柵傳感器具有以下明顯的優(yōu)點：1) 抗電磁干擾、電絕緣、耐腐蝕、安全性好對電絕緣，適合高電壓場所； 2) 靈敏度高，溫度精度高，壽命長，綜合性能全面優(yōu)于現(xiàn)有監(jiān)測手段； 3) 重量輕、體積小、可撓曲，適用于狹小空間； 4) 測量對象廣泛，對被測介質影響??； 5) 易于組網，實現(xiàn)遠距離分布式測量。2 系統(tǒng)設計目標光纖光柵測溫

3、系統(tǒng)必須滿足：Ø 實施探測開關柜觸頭溫度Ø 準確定位異常溫度開關柜地址；Ø 光纖光柵測溫系統(tǒng)應能及時、準確的檢測開關柜中A,B,C三相電纜頭；A,B,C三相靜觸頭；開關柜內部環(huán)境實時溫度，溫度異常報警信號可通過光纖光柵測溫主機傳送給儀表操作室現(xiàn)有的火災控制器，實現(xiàn)報警并在消防值班室的工控機顯示，也可通過手機短信發(fā)送信息至相關人員手機。3 系統(tǒng)設計范圍本系統(tǒng)設計包含針對本次系統(tǒng)的整體設計、設備供貨、安裝指導、調試開通、配合驗收以及設備保修等服務。其中系統(tǒng)設備包含光纖光柵測溫主機（AP-DTS800）、光纖光柵傳感器（AP-DTS800A）、AP-PSTO絕緣增爬器及

4、其他安裝附件。4 系統(tǒng)設計優(yōu)點1） 絕緣耐壓性強：在電力系統(tǒng)尤其是高壓和超高壓系統(tǒng)中使用的設備，首先要滿足絕緣耐壓的要求，即不能降低原有設備的電壓等級和安全特性，基于光纖光柵原理的AP-DTS800光纖光柵在線測溫系統(tǒng)在監(jiān)測現(xiàn)場為全光測量，并且采用加涂特氟龍高性能特種涂料的特殊光纜完全滿足高壓開關柜內的絕緣耐壓要求。2） C+L寬光源：我公司DTS100光纖光柵傳感分析儀采用C+L寬光源，輸出光功率穩(wěn)定性好，功率損耗低，使用壽命長；波長覆蓋范圍廣1525nm-1610nm 。AP-DTS800光纖光柵傳感分析儀每通道可連接最多40個光纖光柵溫度傳感器（采用普通光源的光纖光柵傳感分析儀每通道最多

5、連接25個光纖光柵溫度傳感器）。3） 防污閃：在高壓開關柜這樣的有限空間內，如何保證光纖留有足夠的爬電距離是該系統(tǒng)能否保證原有系統(tǒng)安全的一大關鍵。四川安普光控科技有限公司提供的AP-DTS800A光纖光柵溫度傳感器采用耐污性能優(yōu)良的硅橡膠外套光纖進行信號傳輸，從而保證了系統(tǒng)的安全性。DTS800A光纖光柵溫度傳感器加裝防閃絡絕緣增爬器（絕緣子），徹底解決光纖測溫系統(tǒng)中由于光纖的接入可能存在的閃絡問題，保障整個光纖測溫系統(tǒng)在最惡劣的環(huán)境中也可以安全運行4） 故障點準確定位：傳統(tǒng)的光纖測溫方式定位精度低，而且為了定位需要將5米光纖盤成一個盤來安裝，不僅安裝復雜，而且測量周期很長，還有很多隱患。而光

6、纖光柵測溫系統(tǒng)由于采用了光纖光柵做測溫敏感元件，所以可以通過光纖光柵溫度傳感器來準確定位，對過熱相或溫升異常相進行報警，不僅可以測溫，同時還可以通過溫度的監(jiān)測間接判斷小電流接地端，作為小電流接地監(jiān)測的補充。5） 實時探測報警能力：傳統(tǒng)光纖測溫方式，如測溫點在40點到100點之間，則測溫周期在幾分鐘到半小時之間。采用新型的光纖光柵測溫系統(tǒng)，全部測點測溫周期小于50毫秒，充分的保證報警的及時性，同時由于測溫周期短，可以在報警系統(tǒng)中引入溫升趨勢報警，提高了報警的可靠性和前瞻性，提高電力設備的安全性。6） 系統(tǒng)穩(wěn)定性高：光纖光柵測溫系統(tǒng)的整體結構簡單，只有光纖光柵溫度傳感器和分析儀兩大主要部分組成，因

7、此無中間環(huán)節(jié)，而測量現(xiàn)場為全光測量，完全不受強電場和強磁場的干擾，保障了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。7） 高可靠性：光纖光柵測溫系統(tǒng)與傳統(tǒng)測溫方式相比有無誤報、無漏報的特點，這是由于光纖光柵只對溫度敏感，因此無論是其他條件發(fā)生何種變化，都不會對光纖光柵測量的準確性發(fā)生影響，另外，光纖光柵的加工方式采用物理加工的方式，因此，一旦產品完成后，除非破壞不會產生零點漂移，所以光纖光柵測溫系統(tǒng)不需要向傳統(tǒng)的測溫系統(tǒng)那樣，定期進行零點標定，從而非常方便于維護。5 系統(tǒng)設計規(guī)范光纖光柵測溫系統(tǒng)的設計符合下列規(guī)范：GB 2423.1 電工電子產品基本環(huán)境試驗規(guī)程 試驗A（低溫試驗方法）GB 2423.2 電工電子產品基本

8、環(huán)境試驗規(guī)程 試驗B（高溫試驗方法）GB 4208 外殼防護等級的分類GB/T 5226.1 工業(yè)機械電氣設備 第一部分：通用技術條件GB 5080.1 設備可靠性試驗總要求GB/T 11022-1999 高壓開關設備和控制設備標準的共用技術要求GB/T 17626-1998 電磁兼容、試驗和測量技術GB/T 17626.2 靜電放電抗擾度試驗GB/T 17626.3 射頻電磁場輻射抗擾度試驗GB/T 17626.4 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗GB/T 17626.5 浪涌（沖擊）抗擾度試驗GB/T 17626.6 射頻場感應的傳導騷擾抗擾度GB/T 17626.8 工頻磁場的抗擾度試驗Q/C

9、SG 1 0011-2005 220kV500 kV 變電站電氣技術導則6 系統(tǒng)設備技術指標和性能6.1 光纖光柵測溫主機品牌：四川安普型號：DTS800l 通道數(shù)：1-128l 測溫精度：±0.5l 測溫分辨率：0.1l 測溫速率：20Hzl 傳感器光纖最大傳輸距離：40kml 通信接口：10/100M自適應以太網l 報警接口：1)光電隔離繼電器輸出2)手機短信報警模塊3）語音報警音頻接口l 供電電源：AC：220V /50Hzl 工作環(huán)境溫度：-10+50l 機箱：標準19英寸工業(yè)機箱6.2 光纖光柵傳感器（DTS800A）l 測溫范圍：-55200l 最大耐溫能力：220l 溫

10、度分辨率：0.1l 精度：±0.5l 響應時間：<2Sl 光纜最大傳輸距離：40km6.3 AP-PSTO絕緣增爬器氣候潮濕地區(qū)，鹽霧嚴重的沿海地區(qū)以及重工業(yè)集中、空氣污染嚴重的區(qū)域，開關柜的運行環(huán)境相對惡劣。開關柜在長期運行過程中，由于水汽，塵埃，鹽霧等的積累，導致內部絕緣部件尤其是表面絕緣強度大大降低，甚至發(fā)生閃絡導致表面擊穿，從而引發(fā)事故的發(fā)生。AP-PSTO系列防閃絡絕緣增爬器的應用，徹底解決光纖測溫系統(tǒng)中由于光纖的接入可能存在的閃絡問題，保障整個光纖測溫系統(tǒng)在最惡劣的環(huán)境中也可以安全運行。AP-PSTO絕緣增爬器可應用于220kV及以下電氣系統(tǒng)。在工廠內與光纖感溫傳感

11、器以及傳輸光纖預裝配為一個整體部分， 不增加任何現(xiàn)場安裝工序。AP-PSTO亦可以加裝在已經運行的光纖測溫系統(tǒng)中，徹底解決原有測溫系統(tǒng)可能存在的絕緣安全隱患。型號AP-PSTOAP -PSTOAP -PSTO額定電壓等級15 kv35kv110kv適應污穢等級7 傳感器安裝步驟1. 清潔被測物體表面將被測物體表面的灰塵、鐵銹、污物等清理干凈，如果有條件可以用酒精棉擦試被測物體表面，直到擦拭干凈為止。2. 盤纖對于被測物體表面只能采用單端出光纜的測點位置，將傳感器固定好，光纜按照圖所示盤纖，盤纖直徑不小于50mm，盤完以后順著開關柜用扎帶分段捆扎。絕緣扎帶傳感器絕緣耐高溫光纜3. 固定捆扎傳感器

12、感溫區(qū)傳感器主體耐高溫光纜4. 傳感器外形如圖所示，將感溫區(qū)涂上適量的導熱絕緣膠，安放于被測物體表面。被測物體安裝固定槽傳感器安裝示意圖如圖所示。5. 光纜接續(xù)盒熔接保護首先需要將主光纜的一端用開纜刀剝掉230mm長的外層披覆，光纜盒的一端光纜剝掉120mm長的外層披覆，其中凱氟拉的長度不小于30mm。然后加熱縮套管放進光纖熔接機進行熔接、熱縮。將熔接好的光纜盤在光纖接續(xù)盒內固定結實。6. 接入主纜8 傳感器安裝實例傳感器安裝在10kv/35kv母排上，光纜要順著自身母排的絕緣橡膠套走纜。距傳感器安裝10cm處要用定位吸盤固定緊，盡量避免光纜在柜內纏繞。盤圈的光纜要固定整齊，安裝后要求傳感器信

13、號正常、安全無隱患。傳感器安裝及走線規(guī)范圖 1傳感器安裝及走線規(guī)范圖 2傳感器安裝及走線規(guī)范圖 3傳感器安裝及走線規(guī)范圖 4分路器及盤纖的安裝位置通信光纜的布置接續(xù)盒內的熔接整理規(guī)范開關柜結構圖9 分析儀安裝安裝前，檢查設備使用說明書及有關文檔（裝箱單、裝箱手冊等)，針對使用要求對裝箱單進行復核，確認所需部件己全部供齊。會同客戶單位人員共同對設備進行開箱點驗，辦理移交手續(xù)。開箱時，對照裝箱單以全部設備、零部件、附屬材料及專用工具進行復核，清點，確認設備、零部件、規(guī)格、型號、數(shù)量與裝箱文件和施工圖紙或者合同相符，檢查設備在運輸過程中是否受到損傷，及時發(fā)現(xiàn)安裝時可能發(fā)生的錯誤和損壞，各方有關負責人

14、在產品接收單上簽字、存檔。把分析儀、工控機安裝在標準19英寸機柜上，接好短信報警模塊、報警燈、用直通線把分析儀和工控機連接起來，把機柜的地腳螺釘鎖緊，當心機柜倒塌。在施工完畢后，把施工現(xiàn)場清理干凈。10 電力開關柜光纖在線測溫系統(tǒng)軟件功能1. 火災自動報警自動對光纖光柵溫度傳感器所在區(qū)域進行實時溫度監(jiān)控，檢測現(xiàn)場溫度的異常波動，在火災發(fā)生前及時報警。2. 監(jiān)測點定位液晶顯示屏以電子地圖方式實時顯示各電力設備及相應溫度監(jiān)測點的編號和當前溫度值以及實際地理位置，方便管理人員操作和維護。電子地圖界面3. 遠程網絡在線狀態(tài)查詢各個監(jiān)測點的溫度和報警信息都保存到大容量儲存器中，系統(tǒng)按照時間將數(shù)據(jù)分為歷史

15、信息、實時信息；管理操作人員可以動態(tài)調整被監(jiān)測點的實時狀態(tài)監(jiān)測時間間隔滿足實際要求；管理操作人員可在局域網上查看各監(jiān)測點的歷史溫度變化曲線，為決策和維護提供數(shù)據(jù)支持；溫度曲線界面詳細溫度顯示界面4. 報警設定可對開關柜觸頭溫度的過溫報警觸發(fā)條件進行設定，以適用不同季節(jié)氣溫條件下及不同負荷條件下電力開關柜實際運行溫度的差異。系統(tǒng)出廠設定的缺省報警觸發(fā)條件為：溫度超過75 溫升速率超過8min超過區(qū)域內平均溫度值15以上5. 溫度統(tǒng)計可給出設備最高運行溫度值及其發(fā)生時間、持續(xù)時間及對應監(jiān)測點的位置編號和地理信息。6. 系統(tǒng)聯(lián)動分析儀報警接口輸出開關量可直接接入儀表操作室現(xiàn)有的火災控制器，實現(xiàn)火災報警并在消防值班室顯示，也可通過手機短信發(fā)送信息至相關人員手機。7. 線路自檢及故障定位具有自檢功能，可對光纖傳輸線路的損耗及斷點位