**市220KV雙堰變電站

開關(guān)柜光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)

技

術(shù)

方

案

概述

電力設(shè)備在正常工作時(shí)都會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象。線路、設(shè)備等的連接處由于環(huán)境影響，加工工藝等原因使連接部分壓接不緊、壓力不夠、觸頭間的接觸部分發(fā)生變化等引起接觸電阻變大，發(fā)熱現(xiàn)象會(huì)更加明顯。長(zhǎng)期如此會(huì)加速電力設(shè)備線路等的老化，引起電力設(shè)備的絕緣性能下降，嚴(yán)重的還能觸發(fā)電弧短路，降低設(shè)備使用壽命，引起重大的電力事故。尤其是隔離開關(guān)活動(dòng)的動(dòng)、靜觸頭部分、主變引線、電纜頭發(fā)熱現(xiàn)象比較突出，故障率高，每年均有此類問題發(fā)生。目前監(jiān)視方法仍靠工作人員定期完成的，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工作效率極低，而且不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛藏的隱患，有些電力設(shè)備的焊點(diǎn)與接頭位于不便觸及的里端，這又給檢測(cè)人員帶來了極大的不便。

光纖光柵傳感技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一門嶄新的技術(shù)，是伴隨著光導(dǎo)纖維及光纖通信技術(shù)發(fā)展而派生的全新概念的傳感技術(shù)。光纖光柵傳感器通過辨析光波長(zhǎng)來檢測(cè)、度量外界物理量的變化。作為傳感器家族新成員，光纖光柵傳感器具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：

1)

抗電磁干擾、電絕緣、耐腐蝕、安全性好——對(duì)電絕緣，適合高電壓場(chǎng)所；

2)

靈敏度高，溫度精度高，壽命長(zhǎng)，綜合性能全面優(yōu)于現(xiàn)有監(jiān)測(cè)手段；

3)

重量輕、體積小、可撓曲，適用于狹小空間；

4)

測(cè)量對(duì)象廣泛，對(duì)被測(cè)介質(zhì)影響?。?/p>

5)

易于組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離分布式測(cè)量。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)必須滿足：

?

實(shí)施探測(cè)開關(guān)柜觸頭溫度

?

準(zhǔn)確定位異常溫度開關(guān)柜地址；

?

光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)應(yīng)能及時(shí)、準(zhǔn)確的檢測(cè)開關(guān)柜中A,B,C三相電纜頭；A,B,C三相靜觸頭；開關(guān)柜內(nèi)部環(huán)境實(shí)時(shí)溫度，溫度異常報(bào)警信號(hào)可通過光纖光柵測(cè)溫主機(jī)傳送給儀表操作室現(xiàn)有的火災(zāi)控制器，實(shí)現(xiàn)報(bào)警并在消防值班室的工控機(jī)顯示，也可通過手機(jī)短信發(fā)送信息至相關(guān)人員手機(jī)。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)范圍

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含針對(duì)本次系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)、設(shè)備供貨、安裝指導(dǎo)、調(diào)試開通、配合驗(yàn)收以及設(shè)備保修等服務(wù)。其中系統(tǒng)設(shè)備包含光纖光柵測(cè)溫主機(jī)（AP-DTS800）、光纖光柵傳感器（AP-DTS800A）、AP-PSTO絕緣增爬器及其他安裝附件。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)

1）

絕緣耐壓性強(qiáng)：

在電力系統(tǒng)尤其是高壓和超高壓系統(tǒng)中使用的設(shè)備，首先要滿足絕緣耐壓的要求，即不能降低原有設(shè)備的電壓等級(jí)和安全特性，基于光纖光柵原理的AP-DTS800光纖光柵在線測(cè)溫系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)為全光測(cè)量，并且采用加涂特氟龍高性能特種涂料的特殊光纜完全滿足高壓開關(guān)柜內(nèi)的絕緣耐壓要求。

2）

C+L寬光源：

我公司DTS100光纖光柵傳感分析儀采用C+L寬光源，輸出光功率穩(wěn)定性好，功率損耗低，使用壽命長(zhǎng)；波長(zhǎng)覆蓋范圍廣1525nm-1610nm

。AP-DTS800光纖光柵傳感分析儀每通道可連接最多40個(gè)光纖光柵溫度傳感器（采用普通光源的光纖光柵傳感分析儀每通道最多連接25個(gè)光纖光柵溫度傳感器）。

3）

防污閃：

在高壓開關(guān)柜這樣的有限空間內(nèi)，如何保證光纖留有足夠的爬電距離是該系統(tǒng)能否保證原有系統(tǒng)安全的一大關(guān)鍵。四川安普光控科技有限公司提供的AP-DTS800A光纖光柵溫度傳感器采用耐污性能優(yōu)良的硅橡膠外套光纖進(jìn)行信號(hào)傳輸，從而保證了系統(tǒng)的安全性。DTS800A光纖光柵溫度傳感器加裝防閃絡(luò)絕緣增爬器（絕緣子），徹底解決光纖測(cè)溫系統(tǒng)中由于光纖的接入可能存在的閃絡(luò)問題，保障整個(gè)光纖測(cè)溫系統(tǒng)在最惡劣的環(huán)境中也可以安全運(yùn)行

4）

故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位：

傳統(tǒng)的光纖測(cè)溫方式定位精度低，而且為了定位需要將5米光纖盤成一個(gè)盤來安裝，不僅安裝復(fù)雜，而且測(cè)量周期很長(zhǎng)，還有很多隱患。而光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)由于采用了光纖光柵做測(cè)溫敏感元件，所以可以通過光纖光柵溫度傳感器來準(zhǔn)確定位，對(duì)過熱相或溫升異常相進(jìn)行報(bào)警，不僅可以測(cè)溫，同時(shí)還可以通過溫度的監(jiān)測(cè)間接判斷小電流接地端，作為小電流接地監(jiān)測(cè)的補(bǔ)充。

5）

實(shí)時(shí)探測(cè)報(bào)警能力：

傳統(tǒng)光纖測(cè)溫方式，如測(cè)溫點(diǎn)在40點(diǎn)到100點(diǎn)之間，則測(cè)溫周期在幾分鐘到半小時(shí)之間。采用新型的光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)，全部測(cè)點(diǎn)測(cè)溫周期小于50毫秒，充分的保證報(bào)警的及時(shí)性，同時(shí)由于測(cè)溫周期短，可以在報(bào)警系統(tǒng)中引入溫升趨勢(shì)報(bào)警，提高了報(bào)警的可靠性和前瞻性，提高電力設(shè)備的安全性。

6）

系統(tǒng)穩(wěn)定性高：

光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有光纖光柵溫度傳感器和分析儀兩大主要部分組成，因此無中間環(huán)節(jié)，而測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)為全光測(cè)量，完全不受強(qiáng)電場(chǎng)和強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾，保障了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

7）

高可靠性：

光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)與傳統(tǒng)測(cè)溫方式相比有無誤報(bào)、無漏報(bào)的特點(diǎn)，這是由于光纖光柵只對(duì)溫度敏感，因此無論是其他條件發(fā)生何種變化，都不會(huì)對(duì)光纖光柵測(cè)量的準(zhǔn)確性發(fā)生影響，另外，光纖光柵的加工方式采用物理加工的方式，因此，一旦產(chǎn)品完成后，除非破壞不會(huì)產(chǎn)生零點(diǎn)漂移，所以光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)不需要向傳統(tǒng)的測(cè)溫系統(tǒng)那樣，定期進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定，從而非常方便于維護(hù)。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范

光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合下列規(guī)范：

GB

2423.1

《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程

試驗(yàn)A（低溫試驗(yàn)方法）》

GB

2423.2

《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程

試驗(yàn)B（高溫試驗(yàn)方法）》

GB

4208

《外殼防護(hù)等級(jí)的分類》

GB/T

5226.1

《工業(yè)機(jī)械電氣設(shè)備

第一部分：通用技術(shù)條件》

GB

5080.1

《設(shè)備可靠性試驗(yàn)總要求》

GB/T

11022-1999

《高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)要求》

GB/T

17626-1998

《電磁兼容、試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)》

GB/T

17626.2

《靜電放電抗擾度試驗(yàn)》

GB/T

17626.3

《射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度試驗(yàn)》

GB/T

17626.4

《電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)》

GB/T

17626.5

《浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)》

GB/T

17626.6

《射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度》

GB/T

17626.8

《工頻磁場(chǎng)的抗擾度試驗(yàn)》

Q/CSG

0011-2005

220kV~500

kV

《變電站電氣技術(shù)導(dǎo)則》

系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)指標(biāo)和性能

6.1

光纖光柵測(cè)溫主機(jī)

品牌：四川安普

型號(hào)：DTS800

l

通道數(shù)：1-128

l

測(cè)溫精度：±0.5℃

l

測(cè)溫分辨率：0.1℃

l

測(cè)溫速率：20Hz

l

傳感器光纖最大傳輸距離：40km

l

通信接口：10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)

l

報(bào)警接口：1)光電隔離繼電器輸出

2)手機(jī)短信報(bào)警模塊

3）語音報(bào)警音頻接口

l

供電電源：AC：220V

/50Hz

l

工作環(huán)境溫度：-10℃～+50℃

l

機(jī)箱：標(biāo)準(zhǔn)19英寸工業(yè)機(jī)箱

6.2

光纖光柵傳感器（DTS800A）

l

測(cè)溫范圍：-55℃～200℃

l

最大耐溫能力：220℃

l

溫度分辨率：0.1℃

l

精度：±0.5℃

l

響應(yīng)時(shí)間：<2S

l

光纜最大傳輸距離：40km

6.3

AP-PSTO絕緣增爬器

氣候潮濕地區(qū)，鹽霧嚴(yán)重的沿海地區(qū)以及重工業(yè)集中、空氣污染嚴(yán)重的區(qū)域，開關(guān)柜的運(yùn)行環(huán)境相對(duì)惡劣。開關(guān)柜在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，由于水汽，塵埃，鹽霧等的積累，導(dǎo)致內(nèi)部絕緣部件尤其是表面絕緣強(qiáng)度大大降低，甚至發(fā)生閃絡(luò)導(dǎo)致表面擊穿，從而引發(fā)事故的發(fā)生。AP-PSTO系列防閃絡(luò)絕緣增爬器的應(yīng)用，徹底解決光纖測(cè)溫系統(tǒng)中由于光纖的接入可能存在的閃絡(luò)問題，保障整個(gè)光纖測(cè)溫系統(tǒng)在最惡劣的環(huán)境中也可以安全運(yùn)行。

AP-PSTO絕緣增爬器可應(yīng)用于220kV及以下電氣系統(tǒng)。在工廠內(nèi)與光纖感溫傳感器以及傳輸光纖預(yù)裝配為一個(gè)整體部分，不增加任何現(xiàn)場(chǎng)安裝工序。AP-PSTO亦可以加裝在已經(jīng)運(yùn)行的光纖測(cè)溫系統(tǒng)中，徹底解決原有測(cè)溫系統(tǒng)可能存在的絕緣安全隱患。

型號(hào)

AP-PSTO

AP

-PSTO

AP

-PSTO

額定電壓等級(jí)

kv

35kv

110kv

適應(yīng)污穢等級(jí)

Ⅳ

Ⅳ

Ⅳ

傳感器安裝步驟

1.清潔被測(cè)物體表面

將被測(cè)物體表面的灰塵、鐵銹、污物等清理干凈，如果有條件可以用酒精棉擦試被測(cè)物體表面，直到擦拭干凈為止。

2.盤纖

對(duì)于被測(cè)物體表面只能采用單端出光纜的測(cè)點(diǎn)位置，將傳感器固定好，光纜按照?qǐng)D所示盤纖，盤纖直徑不小于50mm，盤完以后順著開關(guān)柜用扎帶分段捆扎。

絕緣扎帶

傳感器

絕緣耐高溫光纜

3.固定捆扎傳感器

感溫區(qū)

傳感器主體

耐高溫光纜

4.傳感器外形如圖所示，將感溫區(qū)涂上適量的導(dǎo)熱絕緣膠，安放于被測(cè)物體表面。

被測(cè)物體

安裝固定槽

傳感器

安裝示意圖如圖所示。

5.光纜接續(xù)盒熔接保護(hù)

首先需要將主光纜的一端用開纜刀剝掉230mm長(zhǎng)的外層披覆，光纜盒的一端光纜剝掉120mm長(zhǎng)的外層披覆，其中凱氟拉的長(zhǎng)度不小于30mm。然后加熱縮套管放進(jìn)光纖熔接機(jī)進(jìn)行熔接、熱縮。將熔接好的光纜盤在光纖接續(xù)盒內(nèi)固定結(jié)實(shí)。

6.接入主纜

傳感器安裝實(shí)例

傳感器安裝在10kv/35kv母排上，光纜要順著自身母排的絕緣橡膠套走纜。距傳感器安裝10cm處要用定位吸盤固定緊，盡量避免光纜在柜內(nèi)纏繞。盤圈的光纜要固定整齊，安裝后要求傳感器信號(hào)正常、安全無隱患。

傳感器安裝及走線規(guī)范圖

傳感器安裝及走線規(guī)范圖

傳感器安裝及走線規(guī)范圖

傳感器安裝及走線規(guī)范圖

分路器及盤纖的安裝位置

通信光纜的布置

接續(xù)盒內(nèi)的熔接整理規(guī)范

開關(guān)柜結(jié)構(gòu)圖

分析儀安裝

安裝前，檢查設(shè)備使用說明書及有關(guān)文檔（裝箱單、裝箱手冊(cè)等)，針對(duì)使用要求對(duì)裝箱單進(jìn)行復(fù)核，確認(rèn)所需部件己全部供齊。會(huì)同客戶單位人員共同對(duì)設(shè)備進(jìn)行開箱點(diǎn)驗(yàn)，辦理移交手續(xù)。開箱時(shí)，對(duì)照裝箱單以全部設(shè)備、零部件、附屬材料及專用工具進(jìn)行復(fù)核，清點(diǎn)，確認(rèn)設(shè)備、零部件、規(guī)格、型號(hào)、數(shù)量與裝箱文件和施工圖紙或者合同相符，檢查設(shè)備在運(yùn)輸過程中是否受到損傷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安裝時(shí)可能發(fā)生的錯(cuò)誤和損壞，各方有關(guān)負(fù)責(zé)人在產(chǎn)品接收單上簽字、存檔。

把分析儀、工控機(jī)安裝在標(biāo)準(zhǔn)19英寸機(jī)柜上，接好短信報(bào)警模塊、報(bào)警燈、用直通線把分析儀和工控機(jī)連接起來，把機(jī)柜的地腳螺釘鎖緊，當(dāng)心機(jī)柜倒塌。

在施工完畢后，把施工現(xiàn)場(chǎng)清理干凈。

電力開關(guān)柜光纖在線測(cè)溫系統(tǒng)軟件功能

1.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警

自動(dòng)對(duì)光纖光柵溫度傳感器所在區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控，檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)溫度的異常波動(dòng)，在火災(zāi)發(fā)生前及時(shí)報(bào)警。

2.監(jiān)測(cè)點(diǎn)定位

液晶顯示屏以電子地圖方式實(shí)時(shí)顯示各電力設(shè)備及相應(yīng)溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)的編號(hào)和當(dāng)前溫度值以及實(shí)際地理位置，方便管理人員操作和維護(hù)。

電子地圖界面

3.遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)在線狀態(tài)查詢

各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度和報(bào)警信息都保存到大容量?jī)?chǔ)存器中，系統(tǒng)按照時(shí)間將數(shù)據(jù)分為歷史信息、實(shí)時(shí)信息；

管理操作人員可以動(dòng)態(tài)調(diào)整被監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)時(shí)間間隔滿足實(shí)際要求；

管理操作人員可在局域網(wǎng)上查看各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的歷史溫度變化曲線，為決策和維護(hù)提供數(shù)據(jù)支持；

溫度曲線界面

詳細(xì)溫度顯示界面

4.報(bào)警設(shè)定

可對(duì)開關(guān)柜觸頭溫度的過溫報(bào)警觸發(fā)條件進(jìn)行設(shè)定，以適用不同季節(jié)氣溫條件下及不同負(fù)荷條件下電力開關(guān)柜實(shí)際運(yùn)行溫度的差異。系統(tǒng)出廠設(shè)定的缺省報(bào)警觸發(fā)條件為：

溫度超過75℃

溫升速率超過8℃／min

超過區(qū)域內(nèi)平均溫度值15℃以上

5.溫度統(tǒng)計(jì)

可給出設(shè)備最高運(yùn)行溫度值及其發(fā)生時(shí)間、持續(xù)時(shí)間及對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置編號(hào)和地理信息。

6.系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)

分析儀報(bào)警接口輸出開關(guān)量可直接接入儀表操作室現(xiàn)有的火災(zāi)控制器，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警并在消防值班室顯示，也可通過手機(jī)短信發(fā)送信息至相關(guān)人員手機(jī)。

7.線路自檢及故障定位

具有自檢功能，可對(duì)光纖傳輸線路的損耗及斷點(diǎn)位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，方便系統(tǒng)調(diào)試、維護(hù)及線路檢修。

系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)圖

設(shè)備及材料清單

清單號(hào)

項(xiàng)目名稱

型號(hào)規(guī)格

制造商及原產(chǎn)地

單位

數(shù)量

單價(jià)（元）

合計(jì)(元)

備注

19寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜

個(gè)

工控機(jī)

個(gè)

光纖光柵測(cè)溫主機(jī)

DTS800

安普/四川

光纖光柵傳感器

DTS800A

安普/四川

個(gè)

220

絕緣增爬器

AP-PSTO

安普/四川

個(gè)

220

以太網(wǎng)網(wǎng)線

根

光纖分線盒

個(gè)

通信光纖

米

1分6光纖接續(xù)盒

安普/四川

個(gè)

傳感器固定卡扣

個(gè)

660

光纖光柵在線分析軟件

安普/四川

套

安裝附件

套