为了有效地监测电缆的绝缘状况针对电力电缆金属护层环流在线监测系统进行了研究首先介绍电力电缆护层环流在线监测原理(其次对本系统的各模块的功能实现进行详细的阐述(最后以短线路监测到的护层环流理论值与实际值作为比较来验证其准确性以长线路监测到的多组护层环流值来验证其稳定性系统性能测试表明所设计的监测系统对在线监测电缆的绝缘状况具有可行性
随着电网建设的高速发展电力电缆的使用越来越广泛对新建电缆性能监测和历史数据收集的需求将会越来越多同时早期铺设的电缆现在陆续到了正常使用年限电缆的绝缘问题将会日益增加因此电力系统需要一套完善的电缆性能监测系统,护层环流在线监测装置就是其中之一,电力电缆在线监测及诊断的任务是了解电缆绝缘状态并对状态进行显示和记录对异常状态发出报警以便运行人员及时处理并为设备的绝缘评估合理使用和安全工作提供信息和基础数据
系统监测原理
电缆在运行中的许多因素都可能使电缆护套绝缘损坏或接地箱进水造成金属护层多点接地若与大地形成回路后环流显著增加严重时可达主电流的)以上因此需要对电缆进行在线监测监测原理&采集和测量接地线电流及主缆电流有效值并通过GPRS或光纤的方式以一定的时间间隔将数据远程传输到计算机后台服务程序后台服务程序收集数据后建立历史数据文件并将这些数据绘制成各种曲线电缆运行维护人员可根据这些曲线提供的信息来了解整条电缆的长期运行状态,
系统模块及其功能设计
系统模块组成
该系统采取模块化设计整个系统由护套环流信号采集模块环流信号的分析计算模块无线传输模块和后期处理平台模块1部分组成其中护套环流信号采集模块主要由电流感器信号采集和.同步采样两个功能单元组成(信号分析计算模块的核心部件是增强型微处理器(数据传输单元是一种无线终端设备专门用于将串口数据转换为E\数据或反之并通过无线通信网络进行传送的无线传输单元(后期处理平台模块主要由后台服务器客户端软件调试软件及工程调试设备等组成监测系统构成框架如图t所示
t1
E组成模块功能
护层环流信号采集模块&电缆护层接地环流在线监测系统通过安装在电缆通道内电缆接头处及电缆终端塔电缆终端接头处的电流传感器温度传感器故障振动度传感器压力传感器采集电缆金属护层环流电缆接头处故障振动及电缆表层温度中间及终端接头压力信息数据采集到的信息数据通过阻燃信号电缆传送至C,`环流信号的无线传输模块&集中数据采集器即C,`是一种远程测控智能装置C,`对来自传感器的信号进行即时处理存储GPRS模块即通用分组无线服务技术是基于S9-开发的一种新的移动数据业务主要利用无线运营商移动联通电信提供的付费网络通过运营商的网络建立后台与现场集中数据采集器之间的通信信道无线网络需要运营商或电力部门提供
的9E-卡支持实现在线监测使系统更具实用性
后期处理平台模块&后台服务器是后台服务软件的硬件平台客户端软件是收集数据后建立历史数据文件并将这些数据绘制成各种曲线电缆运行维护人员可根据这些曲线提供的信息来了解整条电缆的长期运行状态同时后台服务程序提供电缆电流异常告警及设备状态告警调试软件为生产调试及现场安装测试使用的软件能够设置和读取单元的测量参数和网络参数同时能够观察到设备的运行状态工程调试设备一般为手机或笔记本能够接收现场测量的数据
系统性能测试与分析
为了检验该监测系统的综合性能需要以系统监测的准确性和稳定性为主要依据作出实际评估电缆金属护层接地方式主要有单端接地和交叉互联接地为了检验结果的完整性对系统的准确性和稳定性的验证分别取样短线路单芯电缆的金属护层通常是采用一端直接接地和另一端经间隙或保护电阻接地的方式如图所示长线路电缆则采用三相分段交叉互联两端接地的方式如图所示以短线路监测到的护层环流理论值与实际值作为比较来验证其准确性以长线路监测到的多组护层环流值来验证其稳定性准确性验证&在对短线路的在线监测的准确性验证中需要分别得到实际值和理论值因此需要建立物理模型如图2图3的电路等值电路如图4所示
t2
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由表可以看出对于单端接地系统若电缆的护层绝缘良好则其直接接地端对地电流很小不超过线芯电流的)当电缆护层受到破坏时护层循环电流会增大且最大项护层环流达到线芯电流的经过对比可知系统的精确性与可行性好稳定性验证&为了检验该监测系统的稳定性能选取国内运用比较广泛的某一条)交联聚乙烯e\V电缆线路进行了试验运行该线路全长27L每隔))L经过接地箱进行交叉互相接地每个接地箱设置一个监测点进行在线监测对采集到的金属护层环流信号进行了分析和处理考虑到影响系统运行的各方面因素让系统连续运行了一段时间同时进行了数据传输保存和分析监控中心某一时刻监测数据如表所示
结语
本文针对电力电缆护层环流在线监测系统进行了研究通过性能测试得出结论&该系统的研究对电力电缆护层环流在线监测具有可行性主要表现为以下点可在不改变原有系统的接线方式下对现场的数据进行采集经过系统软件对所得到的数据进行分析和处理能够实现电缆接地环流的在线监测具有监控距离远信号传输不受地理气候限制数据处理及时鲁棒性强等优点
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