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電力電纜發(fā)熱的在線監(jiān)測技術(推薦:電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng))

更新時間:2016-12-16      瀏覽次數(shù):4731

電力電纜發(fā)熱的在線監(jiān)測技術(推薦:電纜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng))

工控摘要:隨著狀態(tài)檢修的深入開展,運行中電力設備數(shù)據(jù)監(jiān)測和缺陷數(shù)據(jù)的采集顯得非常重要。因此,根據(jù)泉州電業(yè)局電網(wǎng)運行狀態(tài)結(jié)合溫度傳感器及單片機系統(tǒng)制作一種新型實用的電纜在線測溫儀;對電纜進行多方面多點的測溫,當電纜發(fā)熱溫度超過規(guī)定值時可自動報警,數(shù)據(jù)儲存和查詢,以及對測溫的數(shù)據(jù)進行分析以了解電纜運行狀況,達到減少和避免火災事故發(fā)生的目的。
  
  1電線發(fā)熱會引起火災
  
  電纜過負荷發(fā)熱會引起內(nèi)部絕緣介質(zhì)強度下降,比如油浸電纜是靠絕緣紙作為相間或?qū)Φ亟^緣.絕緣紙是用高氣密性紙和去離子水洗紙浸絕緣油,當運行中的電纜溫度超過規(guī)定值時,由于熱的作用,絕緣紙粘度會降低并引起紙變脆,造成絕緣強度降低,當絕緣紙失去絕緣強度時,金屬導線就會由于沒絕緣而短路產(chǎn)生電弧起火。而交聯(lián)聚乙烯電纜當溫度超過規(guī)定值時,輕者引起絕緣老化縮短壽命,嚴重時絕緣材料熔化,金屬短路引起火災。
  
  2傳統(tǒng)的測溫方法
  
  當前電網(wǎng)重要的電纜隧道、夾層有安裝煙火監(jiān)視報警器,但是如果等到煙火監(jiān)視發(fā)出報警,說明電纜已經(jīng)著火冒煙,而且又不知道是那一條電纜著火。所以,為防范未然,必須及時準確掌握每一條電纜運行中的發(fā)熱情況,才能采取減少電流等措施,及時消除存在的隱患。傳統(tǒng)的測溫方法大致有下面兩種:
  
 ?。?)電纜接頭涂色漆。在電纜接頭處涂上色漆,然后通過觀察相色漆的顏色變化判斷發(fā)熱的情況,當相色漆的顏色變深,漆皮裂開說明接頭己發(fā)熱。但是相色漆的顏色有時變化不大,很容易造成誤判斷,所以涂色漆的方法比較少采用。
  
 ?。?)電纜連接頭貼試溫片。在電纜連接頭處貼上試溫片,通過觀察試溫片的熔化判斷電氣接頭是否發(fā)熱。試溫片溫度分別為紅色80℃、綠色為70℃、黃色為60℃,當試溫片熔化時說明接頭己發(fā)熱。由于試溫片比較直觀所以采用較多,但試溫片往往在分合閘開關時被震動掉。
  
  3電纜發(fā)熱的在線監(jiān)測儀
  
  傳統(tǒng)的測溫方法既不又容易失效,而且很難掌握每一條電纜每一個時間的發(fā)熱情況,因此,我們決定采用智能溫度傳感器,并結(jié)合單片機系統(tǒng)制作一款適合于電網(wǎng)電纜狀態(tài)檢修的監(jiān)測儀。隨著電子技術的發(fā)展,采用單片機對電纜發(fā)熱溫度進行連續(xù)監(jiān)測,不僅具有組態(tài)簡單、監(jiān)控準確可靠、自動報警等優(yōu)點。而且由于使用先進的測溫度技術,從而能夠比傳統(tǒng)的測溫方法減少誤判斷,達到減少電纜火災事故發(fā)生幾率的目的。
  
  3.1監(jiān)測儀的總體結(jié)構
  
  系統(tǒng)框如圖1所示。主控模塊用于控制其他模塊的運行和協(xié)作,其中我們利用測溫模塊得出的數(shù)據(jù)進行過濾存儲,并利用鍵盤接口查詢會顯出超出溫度范圍的數(shù)據(jù)和時間以備檢修人員查詢。
  
  3.2硬件的選擇
  
  主控模塊:主控單片機采用89C52。存儲電路采用Dallas公司生產(chǎn)的DS1225Y,具有64KB的存儲空間,可滿足我們的歷史報警數(shù)據(jù)保存要求。顯示電路采用1602液晶顯示器。鍵盤查詢采用4個按鍵,分別實現(xiàn)為時間調(diào)整、時間的加減、溫度查詢,用查詢法完成讀鍵功能。另外加裝蜂鳴器用于報警。
  
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  電力電纜發(fā)熱的在線監(jiān)測技術(2)
  
  北極星電力信息化網(wǎng)2013-11-1211:53:15我要投稿
  
  關鍵詞:電線電纜在線監(jiān)測在線測溫儀
  
  3.3溫度傳感器
  
  在實際電纜運行中,導體在20℃時的溫度系數(shù),銅取0.00393,鋁取0.00403。每條電纜需要接一個溫度傳感器,我們采用Dallas公司開發(fā)的一線制數(shù)字溫度傳感器DS18B20,與傳統(tǒng)的熱敏電阻溫度傳感器相比,能夠直接讀出被測溫度,并且根據(jù)實際要求通過簡單的編程可設置9~12位的分辨率,可以在750ms內(nèi)將溫度轉(zhuǎn)化為12位的數(shù)字量,其溫度響應速度是較重要的,經(jīng)過試驗溫度產(chǎn)生突變應及時傳輸或記錄,如正常運行溫度為60℃,短路時為250℃,必須及時記錄,因為短路后電路會自動跳閘,如不及時記錄溫度會降下來。利用DS18B20可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡,應用一線制總線對DS18B20進行多點溫度監(jiān)控時,多采用在一DQ線上串接多個DS18B20器件,在本文的監(jiān)測儀中并非用多點測溫而是利用傳感器的組網(wǎng)功能將每條電纜當成一個點來進行測溫。安裝前把溫度傳感器安裝在鋁盒子,實際安裝時把電纜外護層清理干凈,并涂上環(huán)氧樹脂,把鋁盒子粘在電纜外護層,然后將引出線和控制板連接。
  
  在DS18B20規(guī)格書中并未說明可串接的傳感器大數(shù)量,但實際當中不可能無限制的掛接,考慮到單片機處理能力以及總線驅(qū)動,并且通過試驗我們在保證效率和穩(wěn)定性的情況下,實際制作一個單片機接8個傳感器也就是同時處理8條電纜的發(fā)熱狀態(tài)的監(jiān)測儀。
  
  監(jiān)測儀同時掛接8個DS18B20,采用單總線接入方式,可以利用DS18B20的自動搜索功能定位到每個芯片的注冊編號。如果采用分組方式將傳感器掛接在不同端口上可提高溫度采集效率,但是要以犧牲芯片的端口數(shù)和系統(tǒng)穩(wěn)定性為前提,在測溫效率要求不是很高的情況下采用單總線是有利的。另外需注意的是,由于各DS18B20轉(zhuǎn)換方式是采用同時轉(zhuǎn)換,所以需要電流較大,不能利用信號線供電,否則系統(tǒng)無法正常工作。由于系統(tǒng)中使用了多片DSl8B20構成溫度傳感器網(wǎng)絡,結(jié)合DSl8B20的實際特點和系統(tǒng)的需求,提出如下解決方案。
  
  首先利用DSl8B20的內(nèi)部報警上限寄存器存放溫度傳感器的編號,并將其編號貼在安裝完傳感器的電纜表面,這樣巡檢時候可根據(jù)編號查詢報警值得知哪條電纜異常。
  
  溫度報警框圖由CPU計算發(fā)出,發(fā)出的報警信號范圍如下:電纜運行規(guī)程規(guī)定:交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜允許高連續(xù)工作溫度90℃,油浸紙絕緣電纜允許高連續(xù)工作溫度為60℃,這是指電纜線芯的溫度。但是測溫模塊是測電纜外表的溫度,根據(jù)測試交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜線芯的溫度和外表的溫度差為15℃,油浸紙絕緣電纜線芯的溫度和外表的溫度差為10℃。這樣把“注意,電纜己發(fā)熱”的報警信號分別設定為75℃和50℃。電纜是允許短時過負荷運行,交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜允許100℃,油浸紙絕緣電纜允許70℃,這樣必須把“注意,電纜己過負荷”的警告信號分別設定為90℃和60℃。電纜過負荷如果超過48h必須增大電纜導體的截面積,否則會損壞絕緣引起火災。以上的發(fā)熱和過負荷的信號必須和電纜通過的實際電流相對應,否則會產(chǎn)生誤差。如10KV三相120mm2交聯(lián)電纜在環(huán)境溫度25℃時允許的載流量是28,發(fā)出“注意,電纜己發(fā)熱”的報警信號應該是大于允許的載流量,當環(huán)境溫度大于25℃時,如果測出電纜的實際發(fā)熱溫度大于允許高連續(xù)工作溫度,應減少電流運行。
  
  當交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜和油浸紙絕緣電纜短路時溫度可達到250℃,這時必須把“注意,電纜己短路”的嚴重警告信號設定為240℃,電纜短路是不能繼續(xù)運行的。
  
  3.4查詢電路
  
  查詢電路主要用于查詢電纜歷史報警溫度和時間,以便檢修人員隨時了解和掌握運行中電纜每一個時間的發(fā)熱情況(可查詢范圍根據(jù)存儲電路DS1225Y的64KB可存信息量,約700條以上記錄設定,超出記錄,自動剔除舊的數(shù)據(jù),提供接口將數(shù)據(jù)導出到pc機硬盤上)。通過按鈕確定要顯示第幾天的溫度值,把溫度值讀到單片機內(nèi)存,發(fā)命令給89C52的讀寫程序,查找對應的地址單元,把地址單元內(nèi)容讀取出來。
  
  4結(jié)束語
  
  在狀態(tài)檢修中我們對運行中的電纜采用新的監(jiān)測技術,把傳感器安裝在電纜頭,可準確監(jiān)測電纜頭及整條電纜的發(fā)熱情況,及時準確掌握運行中的發(fā)熱情況,以便作出減少負荷或停止運行等相應措施。由于能及時提醒人們把電纜的發(fā)熱控制在正常范圍之內(nèi),所以能有效防止火災事故發(fā)生。
 

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