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1、. . . . 聊城供电公司110kV松江变电站高压电缆温度在线监测预警系统技术报告单位：威海北洋电气集团股份地址：省威海市高区火炬路159号：0传真：0目 录1. 项目概述- 2 -1.1 项目概述- 2 -1.2 系统功能要求- 2 -2DTS产品介绍- 2 -2.1 技术说明- 2 -2.2 技术优势- 3 -2.3 DTS产品性能指标说明- 4 -2.4 探测光缆性能指标- 6 -3. 工程施工- 7 -3.1工程施工- 7 -3.2环境特点- 8 -3.3施工环境- 8 -3.4探测光缆布设方案- 8 -3.5物料方案- 10 -4.系统调试- 12 -4.1调整曲线- 12 -4.
2、2光缆定位- 14 -1. 项目概述1.1 项目概述本项目对110kV松江变电站的27条主干电缆（8根10kV主干电缆、13根35kV主干电缆及110kV主干电缆）进行温度实时在线监测。通过分布式光纤温度测量技术监测电缆及电缆接头的运行温度，确保电缆线路安全，做到实时温度测量和过热报警，早期预报，防患于未然。该技术通过对所需测量的电缆及电缆接头的外表面安装探测光缆以得到电缆及电缆接头的温度分布，漏报和误报率低。1.2 系统功能要求DTS分布式光纤测温预警系统对电缆的温度进行实时可靠的监视、对过热点做到及时报警和早期预报，以保证电缆的正常有序运营，避免或降低灾害情况下造成的人员和财产损失。分布式
3、光纤测温预警系统DTS为分布式探测系统，只需将探测光缆沿电缆表面安装、对电力电缆沿线的温度实时在线监测。其特点是：可靠性高、不受电磁干扰、误报率低、组网能力强、易于集成、扩展方便、智能化程度高、便于调试、维护和管理、布线简单、维护成本低。2DTS产品介绍2.1 技术说明光纤测温的机理是依据后向拉曼(Raman) 散射效应。激光脉冲与光纤分子相互作用, 发生散射，散射有多种，如：瑞利(Rayleigh)散射、布里渊(Brillouin)散射和拉曼(Raman)散射等。其中拉曼散射是由于光纤分子的热振动，它会产生一个比光源波长长的光，称斯托克斯(Stokes)光，和一个比光源波长短的光，称为反斯托
4、克斯(Anti-Stokes)光。光纤受外部温度的调制使光纤中的反斯托克斯(Anti-Stokes)光强发生变化，Anti-Stokes与Stokes的比值提供了温度的绝对指示，利用这一原理可以实现对沿光纤温度场的分布式测量。Stokes Anti-stokes 这里： 所以： 结合高品质的脉冲光源和高速的信号采集与处理技术，就可以得到沿着光纤所有点的准确温度值。基于上面的原理，分布式光纤测温技术特别适合于各种隧道的火灾监测，它可以得到沿着隧道每个点的温度信号，大大减小了误报和漏报。2.2 技术优势与传感传感器相比较，具有许多天然的优势，主要包括：1）连续分布式测量分布式光纤传感器是真正的分布
5、式测量，可以连续的获得沿探测光纤几十 公里的测量信息，误报和漏报率大大降低。同时实现实时监测。2）抗电磁干扰，在高电磁环境中可以正常的工作。光纤本身是由石英材料组成的，完全的电绝缘；同时光纤传感器的信号是以光纤为载体的，本征安全，不受任何外界电磁环境的干扰。3）抗震防爆 探测光缆采用先进的安装、固定和保护方式，在强振动环境下也不会导致其受到撞伤、磨损等机械破坏，另外也不会影响光缆本身特性及监测的准确性。4）灵敏度高，测量精度高。理论上大多数光纤传感器的灵敏度和测量精度都优于一般的传感器，因此在粉尘弥漫的恶劣工作环境仍然可以进行准确测量。实际上已成熟的产品也证明了这一点。5）系统简单分布式光纤测
6、温系统只要将沿测量路径铺设的光纤接到主机上就可以了， 系统非常简单，安装维护方便。6）本征防雷雷电经常破坏大量的电测传感器。光纤传感器由于完全的电绝缘，本身不通电，可以抵抗高电压和高电流的冲击。7）测量距离远，适于远程监控光纤的两个突出优点就是传输数据量大和损耗小，在无需中继的情况下，可以实现几十公里的远程监测。8）寿命长，成本低。 光纤的材料一般皆为石英玻璃，其具有不腐蚀、耐火、耐水及寿命长的特 性，使用光纤传感器可以大大降低整个工程的营运成本。2.3 DTS产品性能指标说明DTS分布式光纤温度监测系统同时利用光纤感测信号和传输信号，采用先进的OTDR技术和Raman散射光对温度敏感的特性，
7、探测出沿着光纤不同位置的温度的变化，实现真正分布式的测量。特点：l 整条光纤既传输信号又感应被测量l 测试距离远：2kml 定位精度高：1ml 温度分辨率可达0.1 oCl 置PCl 友好的用户界面l 特殊设计的传感光缆l 多种温度报警方式l 嵌入的网络接口和调制解调器本项目方案使用的DTS指标如下：测量距离2km光纤类型多模GI 50/125m测量时间10s定位精度1m温度分辨率0.1oC温度围-200+600 oC (取决于探测光缆)通道数2通道功耗250W (Max.)电源要求AC220V,50HZ操作系统Windows XP视频接口VGA（标准PC）网络接口RJ-45、100Mb/s其
8、他接口RS232/485, 9 pin male; USB; 工作温度10oC+40oC湿度95(无凝露)2.4 探测光缆性能指标火灾探测光缆是一种多模光缆，探测光缆采用低烟无卤外护套专用光缆保护，外护套为高性能的阻燃低烟无卤材料，光纤被很好的密封以保证不受外界环境的影响和破坏，同时光缆具有优良的热传导特性、机械性能、防水性能及抗腐蚀特性，可以在恶劣的环境中长期使用。可根据用户要求定制探测光缆。在此次项目中探测光缆采用ADSS电力专用光缆，探测光缆部为50/125m的多模光纤，中间填充加强芳纶丝，外护套采用高电场耐电痕聚乙烯（AT）绝缘护套。该探测光缆具有很高的热传导性。探测光缆技术参数：项目
9、保证值参数单位结构参数中心材料标准多模光纤50/125um加强件材料芳纶纤维外层材料AT高电场耐电痕绝缘护套技术参数衰减参数850nm（dB/km）3.0 1300nm（dB/km）1.0 光缆外径mm3.2 抗拉强度敷设力（N）100工作力（N）60温度围环境 （）-40+100长期（开关柜）+802储存（）-20+403. 工程施工3.1工程施工3.1.1工程简介 由威海北洋电气集团股份承建的聊城供电公司110kV松江变电站高压电缆温度在线监测预警系统项目于2012年7月27日开始在聊城供电公司110kV松江变电站进行工程施工，并于2012年8月15日顺利竣工。共完成施工容主要包括：工程起
10、至日期：2012年7月27日至2012年7月10日 铺设探测光缆（15天） 2012年7月11日至2012年7月15日 系统调试（5天）。 共计工期：20天 3.1.2工程量1）二路探测光缆的布设、固定及保护；2）重要测温点的位置定位；3）系统软件的相应调试。3.2环境特点 松江站变电站项目中，施工地点都是超高电压等级，防火、防爆要求非常高。因此，工程中使用的探测光缆、防护材料及辅助材料等需选用防火材料、绝缘材料。3.3施工环境 松江站变电站项目中，施工现场环境较为危险，地形复杂多变。考虑到尽量避免对原有环境的电场、磁场产生干扰及影响，施工中尽量避免带电操作、多采用手工及普通工具挖掘。监测围最
11、高到变电站，最低到地下电缆隧道，因此探测光缆在布设过程中要注意对其的固定和保护。电缆隧道中部分位置会浸于水中，要注意光缆的布设方式。因此，施工环境较为复杂，施工难度较大。3.4探测光缆布设方案3.4.1系统方案图3.4.2走线方案介绍DTS主机放置在110kV松江变电站中控室中，通过通道扩展器从DTS主机引出2路探测光缆，探测光缆通过电缆竖井到一层，然后再进入电缆隧道。第一路探测光缆用于监测35kV电缆室的电缆及电缆隧道的10kV电缆和35kV电缆温度；第二路探测光缆用于监测35kV电缆夹层、10kV电缆夹层、110kV电缆、室10kV电缆温度及2路电容器线和2路接地变进行监控。当发现电缆过热
12、点， DTS系统可以通过报警平台发出报警，通过网络传输或通过继电器发出告警信号。用户可在远端用户控制中心提取或查看温度数据资料并能够准确定位过热点的位置，以根据报警的情况及时响应。3.4.2.1敷设路径、走向第一路光缆从中控室引出沿电缆竖井到一楼的电缆沟，沿电缆沟到35kV电缆室，探测光缆敷设在室35kV电缆上，后经防火墙到电缆隧道，敷设在10kV电缆和35kV电缆。第二路光缆从中控室引出沿35kV二次电缆夹层以“正弦曲线”敷设，然后经电缆竖井到一楼的电缆沟，并对10kV二次电缆夹层敷设探测光缆，再分别对110kV电缆和10kV室电缆进行相进行敷设光缆且并对2路电容器线和2路接地变电缆进行监控
13、。3.4.2.2放线顺序为了合理的安排施工工期，我们采取两组人员进行光缆的敷设。首先，一组对一通道进行10kV电缆夹层及35kV电缆温度的光缆敷设工作，二组对二通道进行35kV二次电缆夹层、10kV二次电缆夹层、110kV电缆及2路电容器线和2路接地变电缆的光缆敷设工作。3.4.2.3放线方法整个工程的放线首先要按照各路探测对象的不同需要，将光缆从光缆盘上绕出，先将光缆盘绕成“”字状，然后开始各路光缆的布放。3.4.3光缆防护3.4.3.1防护方法在光缆进出口、穿越防火墙等重要位置采用防爆胶泥等防护材料。3.4.3.2固定方法（1）光缆采用PVC扎带固定在电缆上部表面，每隔1m固定一次。（2）
14、光缆穿越防火墙时，用尖锐木条穿通防火墙，然后用钢丝携带光缆穿出。3.4.3.3走线注意事项（1）走线时尽量要考虑到光缆本身易折易碎的物理特性，光缆弯折布设时要考虑到其自身允许的弯曲半径等参数。（2）光缆走线要尽量避免破坏原有的电缆组成结构，以免造成不必要的麻烦。3.5物料方案3.5.1光缆探测光缆纤芯可由多种材料制成，如石英光纤、塑料光纤、蓝宝石光纤等。目前，大部分应用的是石英光纤。在分布式光纤测温的项目使用中，根据现场情况和应用环境的不同，选择不同护套材质的探测光缆。在电力应用中，我们系统通常采用的是低烟无卤外护套探测光缆。低烟无卤外护套探测光缆由塑料圆柱体结构构成。有一个中心圆柱体，称为纤芯，它由某种类型的玻璃或塑料制成。环绕着纤芯的是一层圆柱形套层，称为包层，它由特性与纤芯略有不同的玻璃或塑料制成。最后，这一层的圆柱体通常用一层护套包覆。光纤的导光能力取决于光纤的包层的性能，而光纤的强度则由
