高蘊(yùn)華

【摘 要】電纜隧道環(huán)境惡劣，長(zhǎng)期運(yùn)行存在安全隱患，常規(guī)監(jiān)測(cè)手段無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)管。因此，文章開(kāi)發(fā)了一套重點(diǎn)區(qū)域電纜實(shí)時(shí)在線無(wú)線測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)區(qū)域的電纜溫度及周?chē)h(huán)境的氧量、濕度、水位等的實(shí)時(shí)預(yù)警監(jiān)控，在隧道環(huán)境發(fā)生劣化或故障早期，系統(tǒng)會(huì)給出異動(dòng)提示，為設(shè)備狀態(tài)檢修奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】無(wú)線傳感技術(shù);電纜;傳感器;電力系統(tǒng)

【中圖分類(lèi)號(hào)】TM75;TN929.5;TP212.9【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）11-0088-02

0 引言

對(duì)高壓帶電設(shè)備各連接點(diǎn)、傳輸點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)是保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要內(nèi)容。重點(diǎn)區(qū)域電纜溫度在線監(jiān)測(cè)和記錄，是設(shè)備檢修的重要依據(jù)。目前，國(guó)內(nèi)主要應(yīng)用主從式測(cè)溫系統(tǒng)，這種方法精度較差，僅獲得線路的局部溫度。無(wú)線式溫度在線檢測(cè)裝置用無(wú)線電波進(jìn)行信號(hào)傳輸，傳感器安裝在高壓設(shè)備上，從根本上解決了高壓設(shè)備接點(diǎn)運(yùn)行溫度不易監(jiān)測(cè)的難題。采用無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)方式具有極高的可靠性和安全性。價(jià)格低廉，該系統(tǒng)可以安裝到每臺(tái)高壓開(kāi)關(guān)及母線接頭上，可記錄高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行溫度的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障的預(yù)知維修。

1 無(wú)線測(cè)溫傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 無(wú)線測(cè)溫傳感系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

無(wú)線測(cè)溫在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用電纜上的無(wú)線溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜溫度在線監(jiān)測(cè)，并通過(guò)在電纜溝布設(shè)無(wú)線水位傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜溝內(nèi)浸水狀況在線監(jiān)測(cè);利用電纜溝內(nèi)、電纜夾層上的濕度傳感器對(duì)環(huán)境濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)利用無(wú)線氧氣傳感器對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域氧氣濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為檢修人員的人身安全提供保證。這些傳感器定時(shí)啟動(dòng)測(cè)量和發(fā)送被監(jiān)測(cè)點(diǎn)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線信道傳輸?shù)交?，基站通過(guò)RS-485（以太網(wǎng)、3G/4G網(wǎng)絡(luò)）總線將數(shù)據(jù)上傳至通信管理機(jī)，再上傳到管理中心。管理中心具備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯集、圖形化展示、閾值比較、監(jiān)測(cè)預(yù)警、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)通信等功能，實(shí)現(xiàn)電纜溝狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)。無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)架構(gòu)框圖如圖1所示。

1.2 無(wú)線測(cè)溫傳感系統(tǒng)特點(diǎn)

傳感器和接收裝置采用2.4 GHz頻率進(jìn)行無(wú)線傳輸通信;無(wú)線溫度傳感器采用近距離非接觸式無(wú)線紅外溫度傳感器;無(wú)線水位傳感器液位探頭采用316 L不銹鋼材質(zhì)，防護(hù)等級(jí)為IP68;無(wú)線接收基站能接收各類(lèi)傳感器，無(wú)線接收基站具有集中總線式電源供電及通信的功能。

2 無(wú)線溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 無(wú)線在線監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

某火力發(fā)電廠在#1 6 kV電纜夾層安裝溫度、濕度、氧量無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在#2、#3、#4磨煤機(jī)電纜橋架加裝無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng);在#3、#4空冷島電纜隧道安裝溫度、濕度、氧量及水位無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng);并開(kāi)展事故預(yù)警、環(huán)境狀態(tài)判斷、劣化趨勢(shì)分析研究。無(wú)線溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由無(wú)線溫度傳感器、數(shù)據(jù)傳輸基站和控制主機(jī)組成，系統(tǒng)圖如圖2所示。

2.2 傳感系統(tǒng)部署

本項(xiàng)目無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)由1臺(tái)監(jiān)控主機(jī)、2臺(tái)通信管理機(jī)、17個(gè)數(shù)據(jù)傳輸基站、378個(gè)無(wú)線溫度傳感器、14個(gè)無(wú)線溫濕度傳感器、10只無(wú)線氧氣傳感器、8個(gè)無(wú)線水位傳感器構(gòu)成。

（1）電纜夾層無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成。每?jī)蓚€(gè)測(cè)溫點(diǎn)間隔5 m左右。紅外傳感器3個(gè)（每層15 m采用3只紅外傳感器）×2排×5=30個(gè);氧氣傳感器2個(gè);無(wú)線溫濕度傳感器2個(gè);基站1個(gè)。

（2）磨煤機(jī)電纜橋架無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成。每?jī)蓚€(gè)測(cè)溫點(diǎn)間隔4 m左右。2#磨煤機(jī)電纜橋架：紅外傳感器10個(gè)（每層40 m采用10個(gè)紅外單點(diǎn)傳感器）×4排=40個(gè);基站2個(gè)（兩個(gè)基站架設(shè)在橋架中級(jí)，基站間隔5～10 m）。3#磨煤機(jī)電纜橋架：紅外傳感器10個(gè)（每層40 m采用10個(gè)紅外單點(diǎn)傳感器）×4排+10個(gè)（每層40 m采用10個(gè)紅外單點(diǎn)傳感器）×2排=60個(gè);基站2個(gè)（兩個(gè)基站架設(shè)在橋架中級(jí)，基站間隔5～10 m）。4#磨煤機(jī)電纜橋架：紅外傳感器10個(gè)（每層40 m采用10個(gè)紅外單點(diǎn)傳感器）×4排+10個(gè)（每層40 m采用10個(gè)紅外單點(diǎn)傳感器）×2排=60個(gè);基站2個(gè)（兩個(gè)基站架設(shè)在橋架中級(jí)，基站間隔5～10 m）。

（3）空冷島電纜隧道無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成，每?jī)蓚€(gè)測(cè)溫點(diǎn)間隔4 m左右。3#電纜隧道：紅外傳感器6個(gè)（每層25 m采用6個(gè)紅外傳感器）×2排×6=72個(gè);氧氣傳感器4個(gè)（每個(gè)角落布設(shè)一個(gè)）;溫濕度傳感器6個(gè);水位傳感器4個(gè)（每個(gè)角落布設(shè)一個(gè)）;基站4個(gè)（每縱向架設(shè)一個(gè)基站）。4#電纜隧道：紅外傳感器6個(gè)（每層25 m采用6個(gè)紅外傳感器）×2排×6=72個(gè);氧氣傳感器4個(gè)（每個(gè)角落布設(shè)一個(gè)）;溫濕度傳感器6個(gè);水位傳感器4個(gè)（每個(gè)角落布設(shè)一個(gè)）;基站4個(gè)（每縱向架設(shè)一個(gè)基站）。

2.3 實(shí)施目標(biāo)

本項(xiàng)目采用無(wú)線傳感器完成了對(duì)電纜隧道、電纜橋架、電纜夾層的電纜溫度，氧氣含量及電纜隧道內(nèi)積水情況的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，并通過(guò)軟件分析，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)區(qū)域的事故預(yù)警、環(huán)境狀態(tài)判斷、劣化趨勢(shì)分析，同時(shí)給出異動(dòng)提示，為設(shè)備實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

3 結(jié)論

采用無(wú)線傳感技術(shù)，實(shí)時(shí)對(duì)電纜故障趨勢(shì)進(jìn)行智能分析，準(zhǔn)確定位，能夠?yàn)殡娏ζ髽I(yè)的安全運(yùn)行提供有力的支撐。

無(wú)線傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目前只停留在自動(dòng)采集和智能分析階段，與控制設(shè)備的聯(lián)動(dòng)仍然需要人工介入。電力系統(tǒng)電纜的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方興未艾，為了保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)范性及后期設(shè)備的擴(kuò)展性，仍需努力。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]劉軍輝.工業(yè)無(wú)線控制技術(shù)在火電廠的應(yīng)用[A].中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)發(fā)電自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)，電力行業(yè)熱工自動(dòng)化技術(shù)委員會(huì)，浙江省電力學(xué)會(huì)，《中國(guó)電力》雜志社.2014年中國(guó)發(fā)電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)論壇論文集（上冊(cè)）[C].2014：6.

[2]陳飛凌.火電廠工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展[J].中國(guó)安防，2015（12）：31-34.

[3]郭建華.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在火電廠基建物資倉(cāng)儲(chǔ)管理中的應(yīng)用[J].信息與電腦（理論版），2014（11）：116-117.