電力電纜發熱的在線監測技術（推薦：電纜溫度在線監測係統）

電力電纜發熱的在線監測技術（推薦：電纜溫度在線監測係統）

工控摘要：隨著狀態檢修的深入開展，運行中電力設備數據監測和缺陷數據的采集顯得非常重要。因此，根據泉州電業(ye) 局電網運行狀態結合溫度傳(chuan) 感器及單片機係統製作一種新型實用的電纜在線測溫儀(yi) ；對電纜進行多方麵多點的測溫，當電纜發熱溫度超過規定值時可自動報警，數據儲(chu) 存和查詢，以及對測溫的數據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生的目的。
　　
　　1電線發熱會(hui) 引起火災
　　
　　電纜過負荷發熱會(hui) 引起內(nei) 部絕緣介質強度下降，比如油浸電纜是靠絕緣紙作為(wei) 相間或對地絕緣.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定值時，由於(yu) 熱的作用，絕緣紙粘度會(hui) 降低並引起紙變脆，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(hui) 由於(yu) 沒絕緣而短路產(chan) 生電弧起火。而交聯聚乙烯電纜當溫度超過規定值時，輕者引起絕緣老化縮短壽命，嚴(yan) 重時絕緣材料熔化，金屬短路引起火災。
　　
　　2傳(chuan) 統的測溫方法
　　
　　當前電網重要的電纜隧道、夾層有安裝煙火監視報警器，但是如果等到煙火監視發出報警，說明電纜已經著火冒煙，而且又不知道是那一條電纜著火。所以，為(wei) 防範未然，必須及時準確掌握每一條電纜運行中的發熱情況，才能采取減少電流等措施，及時消除存在的隱患。傳(chuan) 統的測溫方法大致有下麵兩(liang) 種：
　　
　　（1）電纜接頭塗色漆。在電纜接頭處塗上色漆，然後通過觀察相色漆的顏色變化判斷發熱的情況，當相色漆的顏色變深，漆皮裂開說明接頭己發熱。但是相色漆的顏色有時變化不大，很容易造成誤判斷，所以塗色漆的方法比較少采用。
　　
　　（2）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熱。試溫片溫度分別為(wei) 紅色80℃、綠色為(wei) 70℃、黃色為(wei) 60℃，當試溫片熔化時說明接頭己發熱。由於(yu) 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(guan) 時被震動掉。
　　
　　3電纜發熱的在線監測儀(yi)
　　
　　傳(chuan) 統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(ge) 時間的發熱情況，因此，我們(men) 決(jue) 定采用智能溫度傳(chuan) 感器，並結合單片機係統製作一款適合於(yu) 電網電纜狀態檢修的監測儀(yi) 。隨著電子技術的發展，采用單片機對電纜發熱溫度進行連續監測，不僅(jin) 具有組態簡單、監控準確可靠、自動報警等優(you) 點。而且由於(yu) 使用先進的測溫度技術，從(cong) 而能夠比傳(chuan) 統的測溫方法減少誤判斷，達到減少電纜火災事故發生幾率的目的。
　　
　　3.1監測儀(yi) 的總體(ti) 結構
　　
　　係統框如圖1所示。主控模塊用於(yu) 控製其他模塊的運行和協作，其中我們(men) 利用測溫模塊得出的數據進行過濾存儲(chu) ，並利用鍵盤接口查詢會(hui) 顯出超出溫度範圍的數據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(chu) 電路采用Dallas公司生產(chan) 的DS1225Y，具有64KB的存儲(chu) 空間，可滿足我們(men) 的曆史報警數據保存要求。顯示電路采用1602液晶顯示器。鍵盤查詢采用4個(ge) 按鍵，分別實現為(wei) 時間調整、時間的加減、溫度查詢，用查詢法完成讀鍵功能。另外加裝蜂鳴器用於(yu) 報警。
　　
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　　電力電纜發熱的在線監測技術（2）
　　
　　北極星電力信息化網2013-11-1211:53:15我要投稿
　　
　　關(guan) 鍵詞:電線電纜在線監測在線測溫儀(yi)
　　
　　3.3溫度傳(chuan) 感器
　　
　　在實際電纜運行中，導體(ti) 在20℃時的溫度係數，銅取0.00393，鋁取0.00403。每條電纜需要接一個(ge) 溫度傳(chuan) 感器，我們(men) 采用Dallas公司開發的一線製數字溫度傳(chuan) 感器DS18B20，與(yu) 傳(chuan) 統的熱敏電阻溫度傳(chuan) 感器相比，能夠直接讀出被測溫度，並且根據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(nei) 將溫度轉化為(wei) 12位的數字量，其溫度響應速度是較重要的，經過試驗溫度產(chan) 生突變應及時傳(chuan) 輸或記錄，如正常運行溫度為(wei) 60℃，短路時為(wei) 250℃，必須及時記錄，因為(wei) 短路後電路會(hui) 自動跳閘，如不及時記錄溫度會(hui) 降下來。利用DS18B20可輕鬆地組建傳(chuan) 感器網絡，應用一線製總線對DS18B20進行多點溫度監控時，多采用在一DQ線上串接多個(ge) DS18B20器件，在本文的監測儀(yi) 中並非用多點測溫而是利用傳(chuan) 感器的組網功能將每條電纜當成一個(ge) 點來進行測溫。安裝前把溫度傳(chuan) 感器安裝在鋁盒子，實際安裝時把電纜外護層清理幹淨，並塗上環氧樹脂，把鋁盒子粘在電纜外護層，然後將引出線和控製板連接。
　　
　　在DS18B20規格書(shu) 中並未說明可串接的傳(chuan) 感器大數量，但實際當中不可能無限製的掛接，考慮到單片機處理能力以及總線驅動，並且通過試驗我們(men) 在保證效率和穩定性的情況下，實際製作一個(ge) 單片機接8個(ge) 傳(chuan) 感器也就是同時處理8條電纜的發熱狀態的監測儀(yi) 。
　　
　　監測儀(yi) 同時掛接8個(ge) 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(ge) 芯片的注冊(ce) 編號。如果采用分組方式將傳(chuan) 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和係統穩定性為(wei) 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，由於(yu) 各DS18B20轉換方式是采用同時轉換，所以需要電流較大，不能利用信號線供電，否則係統無法正常工作。由於(yu) 係統中使用了多片DSl8B20構成溫度傳(chuan) 感器網絡,結合DSl8B20的實際特點和係統的需求,提出如下解決(jue) 方案。
　　
　　首先利用DSl8B20的內(nei) 部報警上限寄存器存放溫度傳(chuan) 感器的編號,並將其編號貼在安裝完傳(chuan) 感器的電纜表麵，這樣巡檢時候可根據編號查詢報警值得知哪條電纜異常。
　　
　　溫度報警框圖由CPU計算發出，發出的報警信號範圍如下：電纜運行規程規定：交聯聚乙烯絕緣電纜允許高連續工作溫度90℃，油浸紙絕緣電纜允許高連續工作溫度為(wei) 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，根據測試交聯聚乙烯絕緣電纜線芯的溫度和外表的溫度差為(wei) 15℃，油浸紙絕緣電纜線芯的溫度和外表的溫度差為(wei) 10℃。這樣把“注意，電纜己發熱”的報警信號分別設定為(wei) 75℃和50℃。電纜是允許短時過負荷運行，交聯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(wei) 90℃和60℃。電纜過負荷如果超過48h必須增大電纜導體(ti) 的截麵積，否則會(hui) 損壞絕緣引起火災。以上的發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(hui) 產(chan) 生誤差。如10KV三相120mm2交聯電纜在環境溫度25℃時允許的載流量是28，發出“注意，電纜己發熱”的報警信號應該是大於(yu) 允許的載流量，當環境溫度大於(yu) 25℃時，如果測出電纜的實際發熱溫度大於(yu) 允許高連續工作溫度，應減少電流運行。
　　
　　當交聯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(yan) 重警告信號設定為(wei) 240℃，電纜短路是不能繼續運行的。
　　
　　3.4查詢電路
　　
　　查詢電路主要用於(yu) 查詢電纜曆史報警溫度和時間，以便檢修人員隨時了解和掌握運行中電纜每一個(ge) 時間的發熱情況（可查詢範圍根據存儲(chu) 電路DS1225Y的64KB可存信息量，約700條以上記錄設定，超出記錄，自動剔除舊的數據，提供接口將數據導出到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(nei) 存，發命令給89C52的讀寫(xie) 程序，查找對應的地址單元，把地址單元內(nei) 容讀取出來。
　　
　　4結束語
　　
　　在狀態檢修中我們(men) 對運行中的電纜采用新的監測技術，把傳(chuan) 感器安裝在電纜頭，可準確監測電纜頭及整條電纜的發熱情況，及時準確掌握運行中的發熱情況，以便作出減少負荷或停止運行等相應措施。由於(yu) 能及時提醒人們(men) 把電纜的發熱控製在正常範圍之內(nei) ，所以能有效防止火災事故發生。
 

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