电缆温度在线监测系统.docx

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电缆温度在线监测系统

电缆温度在线监测系统

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电缆温度在线监测系统

OP-LWD型

电缆温度在线监测系统

该系统主要适用于电缆沟温度在线监

测及火灾预警（电缆中间接头温度监测系

统）,高压开关柜温度在线监测,电机及其

接线盒温度在线监测,泵及风机的轴承温度

在线监测

南京欧帕电力科技有限公司

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.cn

产品目录

一,系统简要介绍

二,网络结构图

三,检验报告

四,应用业绩

五,系统说明书

六,软件功能简介

七,技术支持与售后服务

一,简要介绍

1-1）系统功能

OP-LWD型电缆温度过热故障在线监测及火灾预警系统（简称电缆温度在线监测

系统）,是针对发电厂和变电站的高压电缆,电缆端头,中间头因绝缘老化或接触不良

等故障的早期预测而设计,能有效防止电缆火灾的发生,本系统的主要功能如下:

通过对电缆及电缆接头的连续温度监测,通过专有的分析软件能够提前确定电缆

的早期故障,实现电缆故障的早期预测,防患于未然.

当电缆发生故障时,提供报警并准确确定故障点位置,指导检修工作.

CRT显示器,直观显示电缆接头,电缆桥架分布,电缆走向,实时连续的温度监测.

历史温度记录功能,可记录5-10年的历史数据

MIS网络接口,可与厂内的管理网络相连,实现信息共享和进一步的数据处理功能.

1-2）系统特点

OP-LWD型电缆温度在线监测系统是一种高可靠性的分布式电缆安全监测系统,

通过监测电缆及电缆接头的温度预测电缆可能发生的故障,极大限度地防止了电缆事

故的发生,系统特点如下:

1,监视工作站通过CRT屏幕显示整个厂区电缆分布图

显示测点部位和实时温度值,并能显示开关柜,桥架

上电缆名称及分布情况.当电缆发生过热故障时,屏幕

上能显示发生故障的部位,由于系统能指示出故障发生

的准确部位,因此能有效指导检修工作.

2,智能温度传感器

该传感器能将温度值直接转换成数字信号,其量程:

-55～+125℃,精度达到0.5℃,ESD>±10000VDC,分辩率

高达±0.01℃.由于采用数字技术使传感器测量精度高,

情况稳定,长期运行无需调校,传感器具有在线自检功

能,全密封绝缘防水防尘,保证了整个系统的高可靠性.

3,采用网络化现场总线,简便系统安装和维护

该系统采用完全的数字化现场总线网络结构,节省大量布线费用,且系统维护简便,

模块总线采用4芯双绞双屏蔽电缆,温度及烟感探头总线采用AMP五类双绞线.

4,高性能电气隔离,安全运行的可靠保证

OP-LWD型电缆温度在线监测系统的数据总线已被

设计为相互隔离,系统集线器具有2级3.5KV的电气隔

离,总隔离电压高达7KV.系统的数据总线采用光纤隔

离设备,其隔离电压高达1000KV,系统部件的完全隔离

性保证在系统某一部分串入高压时,其他部分仍能正常

工作,有效保护了人身及设备的安全.总线符合以下标

准:

±15KVIEC1000-4-2空气间隙放电

±8KVIEC1000-4-2接触放电

±4KVIEC1000-4-4快速电压瞬变

5,早期故障预测

根据电缆和电缆头的温度变化情况,系统分析软件

能够提前确定电缆的早期故障,这些分析包括:

超温分

析,温升趋势分析,温度梯度分析和自动环境温度补偿

等,系统能够在电缆真正发生事故之前报警,这些方法

是基于大量现场实践的基础上实现的,具有极高的可靠

性和准确性.

6,具有MIS网络接口

OP-LWD型电缆温度在线监测系统可与厂内的管理网络相连,实现信息的共享,

连接到网络的计算机均可实现现场数据的监测.

一,系统网络结构图

本系统提供多种灵活的网络拓扑结构,以适应复杂多变的现场环境

2-1）单监控站监控系统结构及部件说明

具有光纤隔离总线结构,无企业MIS互联功能,低费用.

2-2）系统配置结构图

无光纤隔离总线结构,具有企业MIS互联功能,低费用.

2-3）系统配置结构图

具有光纤隔离总线结构,具有企业MIS互联功能,高隔离和安全性能.

2-4）电缆接头温度监测系统结构图

可监测地理分布广泛的电缆接头,具有光纤隔离总线结构,高隔离和安全性能.

典型客户

编号安装时间用户名称安装位置及实现功能

12003年03月浑江发电厂#1,#2,#3,#4机主电缆沟

22003年9月浑江发电厂#6机组电缆沟

32003年11月长春热电二厂#1,#2机组电缆沟

42003年12月邢台发电厂#5机组6KV母线室,开关柜监

测

52004年01月浑江发电厂#5机组电缆沟

62004年05月胜利油田电机,轴承监测

72004年08月大庆油田电机,轴承监测

82004年10月浑江发电厂#1-#6机组母线室

92004年12月天津第一热电厂6KV电缆夹层及电缆桥架

102005年01月滦河发电厂6KV,380V开关室

112005年04月天津第一热电厂蓄电池温度监测

122005年04月胜利油田抽油站

132005年05月山东百年电力#6机组电缆接头监测

142005年07月胜利油田抽油站

152005年10月滦河发电厂#7机组电缆沟

162005年11月三河发电有限公司化学电缆沟内的电缆接头

172005年12月广东湛江发电厂

#1-#4梵组电缆夹层,开关

柜

182006年05月滦河发电厂电缆沟及电缆接头

192006年07月沈阳沈海发电厂电缆中间接头

202006年09月山东龙口发电厂#1-#5机组电缆沟,电缆接头

212006年10月太原第二热电厂电缆沟,电缆接头

222006年11月山西霍州发电厂电缆沟,电缆接头,浸水检测

OP-LWD

电缆过热故障在线监测及

火灾预警系统

Superheatedcablefaulton-linemonitoringsystemandfire

earlywarningsystem

南京欧帕电力科技有限公司

Tel:

尊敬的客户:

很荣幸向您介绍OP-LWD电缆故障在线监测及火灾预警系统.OP-LWD电缆故

障在线监测及火灾预警系统是一套先进的基于现场总线的监测及分析系统.

它能有效地辨识电缆及其接头的老化,过热和火灾的发生.对电缆过热引起

火灾的早期预测能力为现场设备的安全运行提供了有力保证,同时该系统又

是电缆设备故障的预知维修系统,它能在电缆设备故障之前发出报警及检修

建议,完善的智能化的现场总线网络使这一功能得到无限延伸.

OP-LWD在线监测系统已在多种领域取得成功的应用.

电缆沟温度在线监测及火灾预警

（电缆中间接头温度监测系统）

高压开关柜温度在线监测

电机及其接线盒温度在线监测

泵及风机的轴承温度在线监测

本手册将详细介绍OP-LWD电缆故障在线监测系统的性能特点.如果您对

OP-LWD电缆故障在线监测系统有任何疑问,本公司将非常愿意给您提供帮助.

目录

一,引言...............................................................

二,电气设备过热的规律和特征..........................................

2-1外部热故障.......................................................

2-2内部热故障.......................................................

2—3电缆故障原因分析................................................

三,系统功能...........................................................

3-1系统概述.........................................................

3-2连续的温度测量及显示............................................

3-3烟雾检测.........................................................

3-4通讯接口标准化..................................................

3-5隔离,耐高压及工作温度..........................................

3-6质量认证及鉴定标准..............................................

3—7系统连接器的防腐性能............................................

四,OP-LWD系统组成....................................................

4-1系统网络体系结构................................................

4—2监控工作站.......................................................

4—3光纤现场总线接口................................................

4—4OP-LWD2100智能网络集线器.......................................

4—5OP-LWD2001/T1001智能温度传感器.................................

4—6OP-LWD1412/T1412离子型烟雾传感器...............................

4—7OP-LWD2010总线转接器............................................

4—8NetLinkMIS网络接口.............................................

4—9总线通讯电缆....................................................

4—10网络数据校验.....................................................

五,系统性能特点.......................................................

5—1极强的抗干扰能力................................................

5—2网络通讯覆盖范围广..............................................

5—3多级高压隔离措施,保护设备人身安全..............................

5—4稳定可靠的电缆接头专用温度传感器................................

5—5简便可靠的多种报警方式..........................................

5—6适于电缆沟内恶劣环境下工作......................................

5—7免维护性能.......................................................

5—8标准通讯方式,易于扩展..........................................

六,电缆故障在线监测系统设计说明......................................

6—1设计图例.........................................................

6—2电缆故障在线监测系统产品结构图..................................

七,系统部件编号.......................................................

一,引言

随着机组容量的增大,自动化水平相应提高,电缆用量越来越多.一台200MW

机组,各类电缆长达200-300Km.某电厂一期工程2台500MW超临界参数机

组,电缆用量达3000Km.由于电缆长度增加,其火灾事故的发生几率也相应

增加.

火力发电厂一旦发生电缆火灾,将造成严重损失.目前在建和运行中的火力

发电厂,大多仍采用易燃电缆,因此,电缆防火问题尤为突出.

美国在1965-1975年统计的3285次电气火灾事故中,电线电缆火灾事故就占

30.5%,直接损失约4000万美元.

日本曾对电力,钢铁,石油化学,造纸等工厂企业调查,有78%的单位发生

过电缆着火,其中危害程度较大的事故占40%.

国内,据有关资料统计,近20年来,我国火电厂发生电缆火灾140多次,其

中1986-1992年7年间竟达75次.有24个电厂发生过二次及以上电缆火灾

事故,个别电厂达4-6次.70%以上的电缆火灾所造成的损失非常严重,其中

2/5的火灾事故造成特大损失.1975-1985年间,因电缆着火延燃造成的重大

事故发生60起,造成直接和间接损失达50多亿元.

二,电气设备过热的规律和特征

电气设备的过热故障可分为外部热故障和内部热故障两类:

2-1,外部热故障

电气设备的外部热故障主要指裸露接头由于压接不良等原因,在大电流作用

下,接头温度升高,接触电阻增大,恶性循环造成隐患.此类故障占外部热

故障的90%以上.统计近几年来检测到的外部热故障的几千个数据,可以看

到线夹和刀闸触头的热故障占整个外部热故障的77%,它们的平均温升约在

30℃左右,其它外部接头的平均温升在20-25℃之间,结合近几年的检测经

验,按温升的多少,可将外部故障分为轻微,一般和严重三种.

2-2,内部热故障

高压电气设备内部热故障的特点是故障点密封在绝缘材料或金属外壳中,如

电缆,内部热故障一般都发热时间长而且较稳定,与故障点周围导体或绝缘

材料发生热量传递,使局部温度升高,因此可以通过检测其周围材料的温升

来诊断高压电气设备（如电缆）的内部故障.

2—3电缆故障原因分析

根据电力事故分析,电缆故障引起的火灾导致大面积电缆烧损,造成被迫停

机,短时间内无法恢复生产,造成重大经济损失.通过事故的分析,引起电

缆沟内火灾发生的直接原因是电缆中间头制作质量不良,压接头不紧,接触

电阻过大,长期运行所造成的电缆头过热烧穿绝缘,最后导致电缆沟内火灾

的发生.

例一:

辽宁发电厂发生过电缆头过热引起火灾,当消防人员扑灭火灾后刚要

离开现场时电缆头绝缘击穿,大火复燃,当场烧伤数人,造成群伤事故.

例二:

富拉尔基电厂,试验人员查找电缆故障时,上午采用了电容击穿法进

行查找,中午休息后,电缆沟内发生了火灾,造成重大事故,火灾发生的时

间较长,如配置电缆在线监测系统完全可以避免事故.

例三:

浑江电厂#2循环水电缆中间头过热,烧损该沟内所有电缆造成被迫

停机事故,据了解,上午有人在距故障电缆中间头80多米远的竖井上已嗅到

了绝缘烧焦的味,下午七点钟引发了火灾.

例四:

某发电厂两台二十万发电机组,因一台机的循环水电缆中间头过热引

燃烧穿了本机的另一条循环水电缆,同时烧损了另一台机的循环水电缆,造

成两台二十万机被迫停机事故.

综上所述,电缆沟内火灾的发生主要原因是由于动力电缆中间头制作的质量

不良所造成.根据多次事故分析发现,从电缆头过热到事故的发生,其发展

速度比较缓慢,时间较长,通过电缆在线监测系统完全可以防止,杜绝此类

事故的发生.

电缆中间头的压接质量好坏,只能在运行中发现,运行时间越长越容易发生

过热烧穿事故,统计表明建厂十年后的发电厂,基建时制作的电缆头百分之

九十以上均因质量不良引发故障而更换.

吉林热电厂多年前就总结出这一经验,利用人工,每天进行电缆中间头温度

的巡测,根据温度的改变而分析其运行状况,耗费大量的人力,但避免了多

次事故的发生,因此说电缆故障在线监测系统对发电厂安全运行有着非常重

要的意义.

三,系统功能

3-1系统概述:

OP-LWD型电缆在线监测系统,采用了当今先进的通讯技术,微处理器技术,

数字化温度传感技术及离子感烟技术.独创设计的低温,强电场,潮湿环境

运行技术.该系统的开发研制均在发电厂的电缆沟内经多次反复试验,攻关

才得以完善,避免了电缆沟内强大电场的干扰,完整安全地把数据传送至监

视终端.因此,该系统是一种高可靠性的分布式电缆在线监测系统.

该系统具有良好的计算机界面,可显示电缆沟道模拟图,显示传感器所监测

的实际位置及所有电缆型号,长度,截面,中间头位置等参数,当运行中电

缆出现异常时,显示画面及报警音响同时出现,可通过计算机的电缆沟道模

拟图上直接查看,并能迅速准确地判断出发生故障的实际位置,很大程度地

提高了电缆运行的可靠性及技术管理水平.

3-2连续的温度测量及显示

通过对电缆头或电缆本身的连续温度测量,能够预测电缆头或电缆本身的故

障趋势,及时提供电缆故障部位和检修指导,避免发生重大事故.

3-3烟雾检测

作为系统的一种辅助措施,离子型感烟装置能够检测电缆沟道中的烟雾.这

种烟雾是由于电缆发热烧损绝缘层而产生的.

3-4通讯接口标准化

为了与其它系统更好地连接,本系统采用标准通讯接口和通讯协议:

RS-485

和ETHERNETIEEE802.3规范,支持IPX及TCP/IP协议,由于采用ETHERNET

标准,系统可与管理网互连.

3-5隔离,耐高压及工作温度

●现场智能集线器与通讯总线采用完全隔离措施,能经受的电压冲击典型值

为1500VRMS/分钟或2005VRMS/秒.

●温度传感器可经受ESD±10000V高压,工作温度为-55℃～125℃,测量

误差是0.5℃.

●整个系统可工作在-30℃～85℃可靠工作.

3-6质量认证及鉴定标准

●离子烟雾传感器具有UL（美国）认证,并通过中国消防局鉴定.

●温度传感器通过MeetsUL#913（4thEdit）.

●本系统部件均通过ISO-9001Certified.

●数据通讯校验标准:

□CRC16循环冗余校验

□CRC8循环冗余校验

通信接口及电缆符合下列规范:

□EIA（美国电子工业协会）

□EIARS-232C

□EIARS-485

□IEEE（美国电气和电子工程协会）ANSIIEEE802.3.

□UL（美国保险商实验室）UL44橡胶导线,电缆的安全标准.

3—7系统连接器的防腐性能

我们认为:

若非考虑到经济方面的因素,所有优质的接线端子的金属件都不应

使用钢.这样可避免钢制金属件和铜导线在潮湿情况下的电池效应,由此可避

免电腐蚀及其后果--不可靠的电连接及螺钉锈死现象的出现.

因此我们从一开始就决定使用黄铜作为夹线体材料.螺钉由高强度的铜合金

构成.构成压线块,升降筒式夹线体及袋状夹线体的材料均为抗应力裂缝腐蚀

的铜合金.

除了极佳的防腐蚀特性之外,铜制端子还具有如下两个优点:

1,由于铜具有优良的导电性,所以端子发热小.

2,由于铜导线和夹线体之间几乎不存在相对热膨胀,从而减小了导线连接松

动的趋势.

通过镀镍或镀锡可对端子金属件进行保护.

四,OP-LWD系统组成

4-1系统网络体系结构

OP-LWD采用完全数字化的现场总线网络结构,提高了整个系统的抗干扰能

力.系统为双层总线结构,上层为模块级浮动隔离总线,将操作站与分布于

电缆沟内的集线器连接起来.每个集线器可挂接8个离子感烟探头和温度总

线,温度总线可支持24个智能温度传感器,并设有温度总线中继器,整个系

统的数据通讯采用CRC16和CRC8纠错校验,以保证系统能在恶劣环境下可

靠运行,OP-LWD型电缆在线监测系统在火电厂具有长期稳定运行的经验.下

图为OP-LWD系统简化结构图:

图4-1:

OP-LWD型系统简化结构图

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4—4OP-LWD2100智能网络集线器

集线器主要完成对分布于电缆沟内的温度测点及

感烟探头进行采集,自动校验和故障检测,并将结果

通过模块总线发布到系统中每个显示操作站做进一步

分析处理.OP-LWD-2100集线器的ACESS总线具有

3.5KV的EDS保护和抗雷击