电力电缆及其接头运行温度监测技术探讨

电力电缆及其接头运行温度监测技术探讨

刘永红

特变电工(德阳)电缆股份有限公司四川德阳618000

摘要:随着社会经济的快速发展,电力企业发展进程逐渐加快,在这一阶段中,电力电缆的使用数量逐年上升,尤其是在最近几年电网系统内部结构改造工作中,大量电力电缆被引进到高压线路传输中。但是,从电力电缆的具体使用情况可以看出,其还存在着一些缺陷,比如电缆线路的接头部位经常出现异常现象。通过对电缆接头温度进行检测之后,可以清楚地掌握到电缆以及接头的具体运行情况,确定出故障的实际位置,以此根据实际情况来做好预防工作。在本文中,主要论述了电力电缆以及接头运行温度的监测技术。

关键词:电力电缆;接头运行温度;监测技术

在电网系统中,包含的电力设备类型和特点不同,在这一情况下,因此检验电力电缆以及电缆接头运行温度的方式也是不一致的。对电缆本体温度进行检验的时候,常见的检验技术包含点式温度检验、红外式温度检验等。对电缆接头进行温度检验的技术又包含有线连接式温度检验以及无线连接式的温度检验两种。在本文中,重点论述了这几种技术。

1、对电力电缆以及接头运行情况进行监测的必要性

当前,在我国城市电网不断改进和升级的背景下,电力电缆制造技术得到了很大程度的提升,在城市电网中,电力电缆受到了十分广泛的应用,尤其是对于高电压等级电力电缆而言,它的使用数目占据的比例较大。经过相关统计数据表明,因为电力电缆以及接头引起的各种故障逐渐呈现上升情况。如下图:

表一某区域电缆故障统计数据

图22012-2018年跳闸故障发生次数趋势图

从上图1、2可以看出,在最近几年中,电缆故障次数逐渐的呈现上升趋势。因此,加大对电力电缆以及接头的运行情况进行监测是很重要的。在电力电缆中,检测接头温度能够使运行人员实时监控到电力电缆以及接头的绝缘现象,准确找寻出存在的问题,合理调整电缆负载,防止电缆等故障现象的出现。

2、电缆本体的运行温度监测

2.1线型感温电缆式温度监测

所谓线型感温点缆式温度监测,主要是指借助线型感温探测器的功能,将其当做温度传感器的一种,然后采用某一种形式把待测电力电缆相互结合到一起,使用信号总线,将主控计算机和感温电缆连接起来,以此实现电缆全线的运行温度监测和自主报警功能。

从实际情况来看,线型感温电缆的主要工作原理表现为:在感温电缆中,有两根是按照一定的扭力相互结合在一起,外层覆盖着一层弹簧钢丝,它属于一种特殊的绝缘性材料。在这一过程中,当和感温电缆相互接触的物质出现温度升高情况时,受外部因素的因素,钢丝之间的绝缘材料会发生一定的变化,一直到钢丝间短路,从而朝着控制主机发出温度上升的报警信号。线型感温电缆如下图所示:

图3线型感温电缆

一般来讲,线型感温电缆的主要敷设方式是采取正弦波接触式,经过相关应用情况可以看出,将这一电缆引进电缆隧道中,起到了很好地效果。在此过程中,使用线型感温电缆对电缆进行温度监测的优势主要表现在以下几点:

①对于周围工作环境有着较低的要求,并且适合应用于环境恶劣以及空间较小的范围内实施工作。

②安装过程相对来说比较的简单,并且输出成本不高。

③测量覆盖面积较大,具有一定的安全性。

有利也有弊,线型感温电缆的缺陷表现为测量准确度较低、无法较好的准确检测出实际发热点。

2.2点式温度检测技术

点式温度检测技术,主要是借助温度传感器来检测电缆的各个部位,并将相关数据有效的反馈出来,在分析这一数据的基础上判断出电缆是否存有故障情况,从一定程度上发挥出了温度检测的价值。对电缆各个部门进行检测的时候,采取较多的温度传感器,数量比较大,并且它们主要位于不同的电缆线路中,所以被称之为点式温度检测技术。此项技术作为一种传统的检测技术,在工作期间受到了较高的应用,采取的温度传感器一般是比较先进的数字型温度传感系统,这一系统自身具备良好的检测和报警功能。利用纵向设计和计算机控制系统,将温度传感系统结合起来,可以全面的对电缆线路进行检测,并且保证获取数据的准确性。此种检测检测具备的优点为:能够测量电缆系统中的多个部位,并且输出成本比较低。此项检验技术的缺陷表现为:无法对电缆线路进行整体性测量,对于温度传感器而言,只能够测量电缆的表面温度,而无法检测出电缆线路内部的实际温度。

2.3红外线温度监测

以上所述的两种检测方式属于接触式的一种,在操作期间,需要将温度传感器和等待检测的物体相互接触到一起,红外式温度监测技术则和上述检测技术不同,它在不需要和被检测物相互接触的情况下便可以实施各个环节的检测工作。但是在工作期间,外界因素对于红外测温传感器有着一定的影响,它不适合在灰尘较多的区域内开展工作。对此,在对地下电力电缆运行温度进行检测的时候,很少使用该项技术。

3、电缆接头的运行温度监测

在电力电缆网络中,电缆接头是十分重要的一个组成成分。经过相关分析可以看出,电缆运行出现故障的主要原因是由于接头故障而引起的,并且,当接头温度逐渐升高的时候,电缆接头会随之老化,从而发生一系列异常现象。针对上述情况,研究人员设计了电缆接头运行温度在线监测系统。这些系统之间的共同点为全部是使用点式温度监测方法,而系统之间的区别在于各个系统之间使用的连接方式是不一样的。

3.1有线连接方式

使用有线连接方式的电缆接头运行温度在线监测系统的结构基本上是一样的,从实际情况来看,它和应用于电缆本体的点式温度监测系统相比较而言,有着很大的相同之处,这一方式是由温度传感器、数据总线以及主控计算机相互组建而成的,所谓有线连接方式,主要是指在温度传感器以及主控计算机之间,使用单片机和数据总线进行连接,从而达到数据的有效运输和控制。

设计的电缆接头运行温度检测系统一般是使用点式温度检测方法,在系统各个环节中,全部使用总线连接,本身是较为典型的一种电缆接头点式温度监测系统。可是这一系统挂在应用期间也存在着一些缺陷,比如,有线连接方式只适合应用于范围较小的区域内,在工作期间,涉及到的东西比较多,安装工程量大,一旦发生异常,那么比较难以维护。从中看出,电缆接头温度监测系统比较适合应用于发电厂或者变电站等设备比较集中的区域内。

3.2无线连接方式

当前阶段,在城市电网中,为了更加方便的对温度进行在线监测,研究人员根据实际现状,研制出了一种电缆接头运行温度在线监测系统,它是使用无线的方式连接起来的,整个系统在运行期间,具有较大的优势,比如数据准确、传输灵活等,不但可以全面监控整个电缆的工作情况,同时也可有效解决存在的隐患。无线连接方式和有线连接方式相比较而言,优点如下:

①不会受到距离因素的影响,可以在较大范围内实施监测工作。

②适用性好,产生的经济效益高。

③有效降低了工作人员的工作压力。

④借助电缆结构参数等数据,可以准确的确定出电缆导体具体温度。

4、结语

通过对以上技术进行分析可以看出,应用这些技术产生的效果较好。比如,点式温度监测能够应用于电压等级较低的电缆运行温度中进行在线监测,光纤式温度监测可以在高电压等级电力电缆运行温度中在线领域中实施工作。而电缆接头运行温度监测方法比较的单一,所以,需要加大对这一方式的重视力度,合理进行改进,使其得到较好的应用。

参考文献

[1]李书权.电力电缆运行温度在线监测系统[D].大连:大连理工大学硕士学位论文,2016.

[2]王津明.电力电缆运行温度在线监测系统的研究与开发[D].沈阳:东北大学硕士学位论文,2017.

[3]李卫红.缆式线型感温探测器在电缆隧道中的应用[J].安防科技,2017.

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