WAB/DL—98智能電纜溫度在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 一、引言 隨著機(jī)組容量的增大,自動(dòng)化水平相應(yīng)提高,電纜用量越來(lái)越多.一臺(tái)200MW機(jī)組,各類(lèi)電纜長(zhǎng)達(dá)200-30 0Km.某電廠一期工程2臺(tái)500 MW 超臨界參數(shù)機(jī)組,電纜用量達(dá)30 00K m.由于電纜長(zhǎng)度增加,其火災(zāi)事故的發(fā)生幾率也相應(yīng) 火力發(fā)電廠一旦發(fā)生電纜火災(zāi),將造成嚴(yán)重?fù)p失.目前在建和運(yùn)行中的火力 發(fā)電廠,大多仍采用易燃電纜,因此,電纜防火問(wèn)題尤為突出. 美國(guó)在196 5-1 975年統(tǒng)計(jì)的328 5次電氣火災(zāi)事故中,電線(xiàn)電纜火災(zāi)事故就占30.5 %,直接損失約4 000萬(wàn)美元. 日本曾對(duì)電力,鋼鐵,石油化學(xué),造紙等工廠企業(yè)調(diào)查,有78%的單位發(fā)生過(guò)電纜著火,其中危害程度較大的事故占40%.國(guó)內(nèi),據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),近20年來(lái),我國(guó)火電廠發(fā)生電纜火災(zāi)140多次,其中1 986-19 92年7年間竟達(dá)75次.有24個(gè)電廠發(fā)生過(guò)二次及以上電纜火災(zāi)事故,個(gè)別電廠達(dá)4-6次.7 0%以上的電纜火災(zāi)所造成的損失非常嚴(yán)重,其中2/5的火災(zāi)事故造成特大損失.1 975-19 85年間,因電纜著火延燃造成的重大事故發(fā)生60起,造成直接和間接損失達(dá)50多億元. 二,電氣設(shè)備過(guò)熱的規(guī)律和特征 電氣設(shè)備的過(guò)熱故障可分為外部熱故障和內(nèi)部熱故障兩類(lèi): 2-1,外部熱故障 電氣設(shè)備的外部熱故障主要指裸露接頭由于壓接不良等原因,在大電流作用下,接頭溫度升高,接觸電阻增大,惡性循環(huán)造成隱患.此類(lèi)故障占外部熱故障的90%以上.統(tǒng)計(jì)近幾年來(lái)檢測(cè)到的外部熱故障的幾千個(gè)數(shù)據(jù),可以看到線(xiàn)夾和刀閘觸頭的熱故障占整個(gè)外部熱故障的77%,它們的平均溫升約在30℃左右,其它外部接頭的平均溫升在20-25℃之間,結(jié)合近幾年的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn),按溫升的多少,可將外部故障分為輕微,一般和嚴(yán)重三種. 2-2,內(nèi)部熱故障 高壓電氣設(shè)備內(nèi)部熱故障的特點(diǎn)是故障點(diǎn)密封在絕緣材料或金屬外殼中,如電纜,內(nèi)部熱故障一般都發(fā)熱時(shí)間長(zhǎng)而且較穩(wěn)定,與故障點(diǎn)周?chē)鷮?dǎo)體或絕緣材料發(fā)生熱量傳遞,使局部溫度升高,因此可以通過(guò)檢測(cè)其周?chē)牧系臏厣齺?lái)診斷高壓電氣設(shè)備(如電纜)的內(nèi)部故障 2—3電纜故障原因分析 根據(jù)電力事故分析,電纜故障引起的火災(zāi)導(dǎo)致大面積電纜燒損,造成被迫停機(jī),短時(shí)間內(nèi)無(wú)法恢復(fù)生產(chǎn),造成重大經(jīng)濟(jì)損失.通過(guò)事故的分析,引起電纜溝內(nèi)火災(zāi)發(fā)生的直接原因是電纜中間頭制作質(zhì)量不良,壓接頭不緊,接觸電阻過(guò)大,長(zhǎng)期運(yùn)行所造成的電纜頭過(guò)熱燒穿絕緣,最后導(dǎo)致電纜溝內(nèi)火災(zāi)的發(fā)生 三,系統(tǒng)功能 3-1 系統(tǒng)概述: WAB/DL—98型電纜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),采用了當(dāng)今先進(jìn)的通訊技術(shù),微處理器技術(shù)數(shù)字化溫度傳感技術(shù)及離子感煙技術(shù).獨(dú)創(chuàng)設(shè)計(jì)的低溫,強(qiáng)電場(chǎng),潮濕環(huán)境運(yùn)行技術(shù).該系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研制均在發(fā)電廠的電纜溝內(nèi)經(jīng)多次反復(fù)試驗(yàn),攻關(guān)才得以完善,避免了電纜溝內(nèi)強(qiáng)大電場(chǎng)的干擾,完整安全地把數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)視終端.因此,該系統(tǒng)是一種高可靠性的分布式電纜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)該系統(tǒng)具有良好的計(jì)算機(jī)界面,可顯示電纜溝道模擬圖,顯示傳感器所監(jiān)測(cè)的實(shí)際位置及所有電纜型號(hào),長(zhǎng)度,截面,中間頭位置等參數(shù),當(dāng)運(yùn)行中電纜出現(xiàn)異常時(shí),顯示畫(huà)面及報(bào)警音響同時(shí)出現(xiàn),可通過(guò)計(jì)算機(jī)的電纜溝道模擬圖上直接查看,并能迅速準(zhǔn)確地判斷出發(fā)生故障的實(shí)際位置,很大程度地提高了電纜運(yùn)行的可靠性及技術(shù)管理水平. 3-2 連續(xù)的溫度測(cè)量及顯示 通過(guò)對(duì)電纜頭或電纜本身的連續(xù)溫度測(cè)量,能夠預(yù)測(cè)電纜頭或電纜本身的故障趨勢(shì),及時(shí)提供電纜故障部位和檢修指導(dǎo),避免發(fā)生重大事故. 3-3 煙霧檢測(cè) 作為系統(tǒng)的一種輔助措施,離子型感煙裝置能夠檢測(cè)電纜溝道中的煙霧.這種煙霧是由于電纜發(fā)熱燒損絕緣層而產(chǎn)生的. 3-4 通訊接口標(biāo)準(zhǔn)化 為了與其它系統(tǒng)更好地連接,本系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)通訊接口和通訊協(xié)議:RS-4 85和E THE RNE T IEE E80 2. 3規(guī)范,支持IPX及TCP /IP協(xié)議,由于采用ETH ERN ET標(biāo)準(zhǔn),系統(tǒng)可與管理網(wǎng)互連 3-5 隔離,耐高壓及工作溫度 現(xiàn)場(chǎng)智能集線(xiàn)器與通訊總線(xiàn)采用完全隔離措施,能經(jīng)受的電壓沖擊典型值為1 500 VRM S/分鐘或2 005VRM S/秒. 溫度傳感器可經(jīng)受E SD ?1 000 0V高壓,工作溫度為-55℃?1 25℃,測(cè)量誤差是0.5℃. 整個(gè)系統(tǒng)可工作在-30℃?85℃可靠工作 3-6 質(zhì)量認(rèn)證及鑒定標(biāo)準(zhǔn) 離子煙霧傳感器具有UL (美國(guó))認(rèn)證,并通過(guò)中國(guó)消防局鑒定. 溫度傳感器通過(guò)Mee ts UL# 913 (4t h E dit ) 本系統(tǒng)部件均通過(guò)I SO-90 01 Cer tif ied 數(shù)據(jù)通訊校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) CRC 16循環(huán)冗余校驗(yàn) CRC 8循環(huán)冗余校驗(yàn) 通信接口及電纜符合下列規(guī)范: EIA(美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)) EIA RS-23 2C EIA RS-48 5 IEE E(美國(guó)電氣和電子工程協(xié)會(huì)) A NSI IE EE 802 .3. UL (美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室) UL 44 橡膠導(dǎo)線(xiàn),電纜的安全標(biāo)準(zhǔn). 四, WAB/DL—98系統(tǒng)組成 4-1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) WAB/DL—98采用完全數(shù)字化的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ,提高了整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾能力.系統(tǒng)為雙層總線(xiàn)結(jié)構(gòu) ,上層為模塊級(jí)浮動(dòng)隔離總線(xiàn) ,將操作站與分布于電纜溝內(nèi)的集線(xiàn)器連接起來(lái) .每個(gè)集線(xiàn)器可掛接 8個(gè)離子感煙探頭和溫度總線(xiàn),溫度總線(xiàn)可支持 24個(gè)智能溫度傳感器 ,并設(shè)有溫度總線(xiàn)中繼器 ,整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊采用 CR C16和CR C8糾錯(cuò)校驗(yàn) ,以保證系統(tǒng)能在惡劣環(huán)境下可靠運(yùn)行 , WAB/DL—98型電纜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在火電廠具有長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn) . 4—4電纜測(cè)溫CJ--III智能網(wǎng)絡(luò)采集器 采集器主要完成對(duì)分布于電纜溝內(nèi)的溫度測(cè)點(diǎn)及感煙探頭進(jìn)行采集 ,自動(dòng)校驗(yàn)和故障檢測(cè) ,并將結(jié)果通過(guò)模塊總線(xiàn)發(fā)布到系統(tǒng)中每個(gè)顯示操作站做進(jìn)一步分析處理 . CJ--III集線(xiàn)器的 ACE SS總線(xiàn)具有 3.5K V的EDS保護(hù)和抗雷擊保護(hù) ,完全適用于野外安裝的防護(hù)措施 ,先進(jìn)的容錯(cuò)能力 ,即使現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)短路也不會(huì)影響集線(xiàn)器的正常工作 .采用電源 ,ACESS模塊總線(xiàn)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)三重隔離,其隔離電壓達(dá) 35 00V.電源采用交流 /直流 18..36V的寬電壓范圍供電 ,供電電壓無(wú)需調(diào)整 ,具有專(zhuān)用涂層 ,防潮 ,防塵設(shè)計(jì) ,集線(xiàn)器可在濕度大于 95%RH(不結(jié)露 )的環(huán)境下穩(wěn)定工作 ,使CJ--III能夠在極其惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行 .極高的安全性和故障修復(fù)能力確保了系統(tǒng)的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行 . 4—10網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)校驗(yàn) WAB/DL—98系統(tǒng)全部采用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方式 ,并工作于惡劣的工業(yè)環(huán)境中 ,為了工作可靠 ,系統(tǒng)采用了 CRC校驗(yàn)方式 ,CR C校驗(yàn)碼的檢錯(cuò)能力很強(qiáng) ,它除了能檢查出離散錯(cuò)外 ,還能檢查出突發(fā)錯(cuò) .檢錯(cuò)能力為; (1)能檢查出全部單個(gè)錯(cuò) ; (2)能檢查出全部離散的二位錯(cuò) ; (3)能檢查出全部奇數(shù)個(gè)數(shù) ; (4)能檢查出全部長(zhǎng)度小于或等于 K位的突出錯(cuò) ; (5)CR C1 6能以 9 9.9 97%的概率檢查出長(zhǎng)度為 17位的突發(fā)錯(cuò) ,漏檢概率為 0.00 3%. 五,系統(tǒng)性能特點(diǎn) 5—1,極強(qiáng)的抗干擾能力 WAB/DL—98電纜過(guò)熱溫度在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)專(zhuān)門(mén)用于測(cè)量電纜接頭的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng) ,考慮到電纜溝的實(shí)際情況 ,電磁干擾強(qiáng) ,潮濕和電纜接頭分布范圍廣泛的特點(diǎn).