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电缆环流监测装置 2020-08-12 技术论文 373 ℃ 0 评论

用于高压输电线路的电li电缆,通常采用单芯结构,且每个线衘ing加幸桓鼋鹗艋eng,dang线芯传输电流蔮ao嵩谥躻eixing成电磁场,金属护ceng在电磁场的穌uan诨嵩谄浔砻鎥ing成感应电压。过大的感应电压会对护cengzao成影响,甚至zao成电缆ji穿。通常情况下,通过对高压电缆中间接头和终端chu金属护ceng采用不同的接地chu理方式,来限zhi护ceng上产生的感应电压及金属护ceng与大地xing成回路产生的环流。羫hi螅瑂un莦hao拢畏揭?广dong电wang有限责任gong司佛山gong电局,广dong佛山528000)

环流的数zhi波dong可zhi接fan映出电缆金属护ceng绝缘情况和实时状态。检测环流可fan映金属护ceng接地方式的zheng确性,避免接相错误引起环流的显著增大,甚至对设备、人身构成严重威胁;fan映外护ceng绝缘的好坏,外护ceng破sun会引起环流异常;fan映金属护cengbao护器的好坏,ruobao护器被ji穿,该接地端会变成zhi接接地,引起该接地duan环流显著增大;fan映电缆pai布的质liang。此外,ruo产生运行事故,环流记录越新越完善,越可以作为事故产生的分析依据zhi一。
因此,检测金属护ceng环流对于baozheng电缆的安全稳ding运行至关重要。


1环流检测方法
高压电缆金属护ceng环流检测是一项常规工作,一ban有两种方法:一种是传tong方法,运行人员根据运wei策略的测liang周期,携daiqianxing电流表和绝缘手套deng工器具,ding期礿iao殖〗谢妨鞑鈒iang;另一种是通过环流在线监测装置进行测liang,通过后台终端进行数据读取。
传tong方法虽然能够满足运行xu要,但是大liang消耗人li、物li,效率絰i停杂谒现斩撕偷叵陆拥叵洌渥饕的xun群头缦誮iao大。
随着科xue技术的发展以及zhi能电wang的发展xu要,环流在线监测装置的使用越来越普bian。通过此方法,运行人员可通过监控进行环流数据chaxun,cha縞i荼╦ing,you势在于实时监测,并baocun数据,在发生故障时可随时调出数据进行分析;同时测liang效率高,可以减shao人li物li。但是,现有的环流在线监测装置大都采用取电CT进行gong电,cun在最低qidong电流的限zhi,dangfuhe电流低于qidong电流蔮ao妨髟谙呒嗖庾爸梦薹▃heng常工作,另外,采用开合式电流互感器进行数据采ji蔮aoて诹苡昊嵊跋霤T性能和寿命。


2环流在线监测装置的整体设计
为适用高压电缆实际运行xu要,解决现有环流监测装置cun在的问题,以下设计一种高压电缆护ceng环流在线监测装置。
该装置yougong电mo块、数据采jimo块、通信mo块、远cheng后台终端组成,采用太阳能进行gong电,利用luo氏线圈进行数据采ji,通过DTU进行数据发送dao远cheng后台终端,最后通过wei信ping台发送给运行人詁ao浣峁筴uangru图1所shi。

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图1环流在线监测装置结构
2.1gong电mo块
一ban户外的环流在线监测装置采用取电CT进行gong电,cun在gong电不足的情况,而且成benjiao高,容yisun坏。ben装置采用太阳能进行gong电,技术成熟、寿命长、成ben絰i停诘缋禄庵斩顺∈褂梅奖悖鋑ong电mo块you太阳能板、太阳能控zhi器、xu电池三bu分组成。
太阳能板选用单jing太阳能板,you高透光率的钢化玻璃、抗老化的EVA(ju乙烯一cu酸乙烯酯)、高性能的jing体硅太阳能电池、耐候性you良的TPT(复合氟塑料mo)ceng压而成,拥有you良的耐re性以及防紫外线、防雨、防外li破坏祅an阅堋Ⅻbr/>太阳能控zhi器又称为太阳能充放电控zhi器,是整个gong电mo块的核心。太阳能控zhi器的gong能bao括:gong率调节gong能,用来控zhi太阳能板给xu电池充电,同时按zhaofu载的xuqiu控zhi太阳能电池组件和xu电池对fu载的电能输出;通信gong能,通过协议通信将xu电池的充放电情况发送dao后台进行管理;bao护gong能,防止电池fan接、短路,过流bao护deng。


考虑寿命和jia格,xu电池选用lin酸铁锂电池,该电池具有安全性高、寿命长、高温陛能好、容liang大、无记忆效应和重liang轻的you点。
2.2数据采jimo块


数据采jimo块bao括luo氏线圈、ADzhuan换mo块和单片机(wei控zhi器)。luo氏线圈又叫电流测liang线圈、wei穤hi缌鞔衅鳎且桓鼍鵼un缠rao在非铁磁性材料蓌i幕穢ing线圈,输出信号是电流对时间的wei分,通过对输出的电压信号进行积分,ji可真实还原输入电流。luo氏线圈不含铁磁性材料,无磁滞效应,无磁bao和现象,测liang穌uanuan、结构简单、体积小、重liang轻、精度高、稳ding可靠。通过对luo氏线圈和积穤hi鹘衐ingzhi,可满足测liang精度xuqiu。根据电缆和接地线的zhijingdingzhiluo氏线圈的zhijing,积穤hi餮∮?2 Vgong电,输出0~5 Vzhi流电压,方便数据chu理。
ADzhuan换mo块采用AD7606,其you势和特点在于:采用8通道同步采yang输入,真双极性mo拟输入穌uanА?0V,±5V,灵活的并行/串行接口,SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP兼容,低gong耗。ben次提gong的方案只测liangfuhe电流和环流,共计占用6个通道。
STM32wei控zhi器具有高性能、低电压、低gong耗和简单yi用的you点,用来chu理数据。一方面通过SPI接口从AD7606接收读取数据,另一方面,对数据进行chu理,并把数据提交给DTU通信mo块,其工作流chengru图2所shi。首先进行电源检cha,将太阳能板和xu电池数据进行提交,提交间隔可根据xu要进行设置,然后从AD7606读取数据,并将积穤hi魇涑龅牡缪故莞荼壤齴huan换成真实的电流数据,进而对fuhe电流和环流数据进行判断。ru果数据zheng常,则按zhao15 rain的间隔进行数据提交;ru果数据异常,则liji提交数据给DTU,发送dao后台终端。fuhe电流ru果大于0、小于额ding载流liang,则认为zheng常;环流大于0、小于fuhe电流的10%,则认为zheng常。


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图2 STM32工作流cheng
2.3通信mo块
通信mo块you4G无线wang卡和数据传输单元DTU组成。DTU是zhuan门用于将串口数据zhuan换为IP数据或将IP数据zhuan为串口数据通过无线通信wang络进行传送的无线终端设备。具有组wang裧an倭榛睢⒔ㄉ柚芷诙獭⒊蒪en低、wang络fugai穌uanЧ恪踩玝ao密性能好的you点。DTU接收dao数据后,通过串口数据HTTP方式提交至指ding服务器。
2.4远cheng后台终端
远cheng后台终秙huo墓ぷ髁鱟heng是DTU将数据发送daowang页WEB服务器,通过PHPdengwang页编cheng语言cun放dao数据库SQL,对数据进行图xing绘zhi,再将图文消息传送daowei信ping台,推送dao企业wei衝iu賒ao运行人员手机。


3环流在线监测装置的应用
该环流在线监测装置首次安装于某220kV电缆线路上,电缆型号为YjiW03一127/220—1 X2500。该线路长1.6km,分三duan,金属护ceng采用交叉互联接地,在其中一个终端户外场安装了该环流在线监测装置。jing过数月的运行,其运行状况良好,能够实时监测fuhe电流和环流数据并通过手机wei信cha看,代替了人工测liang,提高了工作效率,同时数据异常报jinggong能也为电缆线路的安全稳ding运行提gong了bao障。
图3所shi为现场安装shiyi,白se箱体为环流装置箱,装置小、重liang轻,电缆ben体zheng方xing互感器上方的红se线圈为luo氏线圈,通过将luo氏线圈套在电缆ben体和护ceng接地线上来测liangfuhe电流和环流,与互感器相比体积小、安装方便。图4所shi为环流在线监测装置记录的fuhe电流曲线,图5所shi为环流在线监测装置记录的环流在线曲线,图6所shi为电池、fu载和太阳能板电压曲线。


图3现场安装shiyi
you图4、图5可知,环流在线监测装置通过4Gwang络传输dao后台终端,运行人员可实时cha看A,B,C三相的fuhe电流和环流曲线,在xu要时可调出以往的数据,用来指导电缆运行。dangfuhe电流和环流数据出蟴hong斐#瑀u设备故障、数据异常、通信中断蔮ao筇ㄖ斩丝蒷iji通知dao运行人员手机。you图6可知,运行人员可随时cha看xu电池的工作情况,ru有异常可及时发现。
以上提出的环流在线监测装置,通过现场采ji装置以及相应的后台终端,可实时记耲i篽e电流、环流的数据和记录故障时刻,并具备实时报jinggong能;同时太阳能gong电baozheng了环流装置的持续在线,大大减轻现场劳dong强度,提高工作效率和电缆运行的安
全xi数。

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图6太阳能发电电流和xu电池电压曲线
4结论以上详细论述了一种高压电缆金属护ceng环流在线监测装置的结构设计、原理、gong能和实际应用情况。该装置采用太阳能发电、无线通信、yun服务技术实现了fuhe电流和环流的在线监测,并通过后台终端实现wei信cha縞i莺徒邮毡╦inggong能。
采用在线监测的方式替代人工ding期测liang,减小了工作liang,提高了工作效率。实现手机wei信报jing,ru有异常,运行人员liji收dao异常报告,及时chu理,baozheng电缆的安全稳ding运行。采用太阳能gong电代替取电CT取电,baozheng环流在线装置持续gong电、在线。
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作zhe简介:
羫hi?199l一),nan,工cheng师,主要从事高压电li电缆运wei管理工作,email:764520114@qq.tom。
sun莦hao?1980一),nan,高级技师,主要从事高压电li电缆运wei管理工作。
何方毅(1989一),nan,工cheng师,主要从事输电线路运wei管理工作。

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