在現(xiàn)代化城市和工業(yè)發(fā)展的命脈中,電力電纜如同深埋地下的血管,承擔(dān)著輸送能源的重任。然而,傳統(tǒng)的電纜運(yùn)維主要依賴定期巡檢,存在反應(yīng)滯后、難以捕捉瞬時(shí)故障的弊端。電纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,成為電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵利器。這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)在電纜本體或關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)(如接頭、終端)安裝各類傳感器,結(jié)合現(xiàn)代通信與數(shù)據(jù)分析手段,實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)、連續(xù)、非侵入式監(jiān)控。持續(xù)采集關(guān)鍵參數(shù),包括但不限于:電纜表面及內(nèi)部溫度分布(反映過(guò)載或散熱不良)、局部放電(PD)信號(hào)(絕緣劣化的早期征兆)、接地線電流(監(jiān)測(cè)護(hù)層絕緣狀態(tài)和雜散電流)、電纜環(huán)流(評(píng)估金屬護(hù)套多點(diǎn)接地參數(shù))以及運(yùn)行電壓/電流等。通過(guò)將這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸至后臺(tái)監(jiān)控中心,利用算法進(jìn)行綜合分析、趨勢(shì)預(yù)測(cè)和異常診斷,在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠:早期預(yù)警故障:捕捉絕緣老化、接頭過(guò)熱、局部放電加劇等潛在缺陷,在故障發(fā)生前發(fā)出警報(bào)。優(yōu)化運(yùn)維策略:實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修,根據(jù)電纜實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)安排維護(hù)或更換,大幅減少不必要的停電試驗(yàn)和“過(guò)維護(hù)”成本,提升運(yùn)維效率。提升供電可靠性:降低因電纜突發(fā)故障導(dǎo)致的停電的概率,給用戶連續(xù)穩(wěn)定供電。延長(zhǎng)使用壽命:科學(xué)評(píng)估電纜運(yùn)行應(yīng)力。 套管末屏電流監(jiān)測(cè)診斷套管介質(zhì)損耗異常。河南電纜環(huán)流在線監(jiān)測(cè)裝置
變壓器在電力系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色,其運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。末屏作為變壓器絕緣結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分,其狀態(tài)的變化往往能夠提前反映設(shè)備內(nèi)部潛在的故障。末屏的絕緣性能一旦出現(xiàn)異常,可能會(huì)引發(fā)局部放電、絕緣老化等問(wèn)題,進(jìn)而導(dǎo)致變壓器故障甚至損壞。通過(guò)末屏在線監(jiān)測(cè),可以實(shí)時(shí)獲取末屏的電氣參數(shù)、絕緣狀況等關(guān)鍵信息。例如,當(dāng)末屏出現(xiàn)受潮、絕緣老化等現(xiàn)象時(shí),其絕緣電阻、介質(zhì)損耗因數(shù)等參數(shù)會(huì)發(fā)生明顯變化。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠在這些參數(shù)出現(xiàn)異常變化的初期就及時(shí)捕捉到,從而為運(yùn)維人員提供準(zhǔn)確的預(yù)警信息。這使得運(yùn)維人員能夠提前采取措施,如調(diào)整運(yùn)行方式、安排檢修計(jì)劃等,避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大。此外,末屏在線監(jiān)測(cè)還可以減少因設(shè)備突發(fā)故障而導(dǎo)致的停電時(shí)間和經(jīng)濟(jì)損失,提高供電可靠性和電網(wǎng)運(yùn)行效率。因此,變壓器末屏在線監(jiān)測(cè)不僅是設(shè)備運(yùn)行管理的重要手段,也是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)之一。 福建變壓器綜合在線監(jiān)測(cè)裝置變壓器局放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可通過(guò)超聲波傳感器檢測(cè)油箱外壁的超聲波信號(hào)。
數(shù)據(jù)采集與傳輸是GIS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。只有準(zhǔn)確、及時(shí)地采集到設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù),并將其傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)中心,才能實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的有效監(jiān)測(cè)和診斷。數(shù)據(jù)采集主要通過(guò)各種傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn),如溫度傳感器、局部放電傳感器、氣體泄漏傳感器、電流傳感器和電壓傳感器等。這些傳感器安裝在GIS設(shè)備的相應(yīng)位置,實(shí)時(shí)采集設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù),并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。為了保證數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性,傳感器的選型、安裝位置和校準(zhǔn)非常重要。傳感器需要具備高精度、高穩(wěn)定性和抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn),同時(shí)安裝位置應(yīng)能夠真實(shí)反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。數(shù)據(jù)傳輸則是將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)有線或無(wú)線的方式傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)中心。有線傳輸方式通常采用工業(yè)以太網(wǎng)或現(xiàn)場(chǎng)總線,其優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度快、可靠性高,但安裝成本較高。無(wú)線傳輸方式則主要采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),其優(yōu)點(diǎn)是安裝方便、靈活性高,但傳輸距離有限,且容易受到干擾。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,無(wú)線傳輸技術(shù)也在不斷進(jìn)步,例如采用5G通信技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)高速、穩(wěn)定的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸,為GIS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸提供了更加可靠的保障。同時(shí),數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中還需要進(jìn)行數(shù)據(jù)加密和校驗(yàn),以保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性。
在單芯電纜系統(tǒng)中,當(dāng)導(dǎo)體通過(guò)交流電流時(shí),會(huì)在其金屬護(hù)套上感應(yīng)出電壓,這被稱為護(hù)層感應(yīng)電壓。這種現(xiàn)象是由電磁感應(yīng)原理決定的,其幅值主要受導(dǎo)體電流大小、電纜排列方式(間距與相位)、護(hù)套接地方式(單點(diǎn)接地或交叉互聯(lián))以及線路長(zhǎng)度等因素影響。在實(shí)際運(yùn)行中,多種因素可能導(dǎo)致電壓異常升高。電纜護(hù)層感應(yīng)電壓在線監(jiān)測(cè),正是為了持續(xù)、實(shí)時(shí)地掌握這一關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)際水平。監(jiān)測(cè)點(diǎn)通常設(shè)置在護(hù)套的接地引線、交叉互聯(lián)箱的連接點(diǎn)或?qū)iT(mén)設(shè)計(jì)的電壓抽取裝置上,使用高阻抗電壓測(cè)量設(shè)備獲取數(shù)據(jù)。實(shí)施護(hù)層電壓在線監(jiān)測(cè)主要服務(wù)于以下幾個(gè)潛在目的:護(hù)層電壓過(guò)高是需要高度關(guān)注的情況。它可能在電纜附件(如接頭、終端)外露的金屬部分或鄰近接地體上產(chǎn)生危險(xiǎn)接觸電壓,對(duì)運(yùn)維人員構(gòu)成潛在危險(xiǎn)。在線監(jiān)測(cè)有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)超出安全限值(的異常電壓。診斷接地系統(tǒng)狀態(tài):護(hù)層電壓的變化(如異常升高或降低)往往是接地系統(tǒng)狀態(tài)改變的重要指示信號(hào)。這可能提示:設(shè)計(jì)接地點(diǎn)失效、交叉互聯(lián)連接錯(cuò)誤或斷開(kāi)、護(hù)套絕緣性能下降導(dǎo)致多點(diǎn)接地傾向、或者因外力破壞等原因造成的接地回路異常。監(jiān)測(cè)電壓可為排查接地問(wèn)題提供線索。 變壓器局放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)多種傳感器綜合監(jiān)測(cè),提高局放檢測(cè)的可靠性。
六氟化硫(SF?)氣體是GIS設(shè)備的關(guān)鍵絕緣和滅弧介質(zhì),其絕緣性能和滅弧能力遠(yuǎn)優(yōu)于空氣。然而,SF?氣體是一種溫室氣體,其溫室效應(yīng)是二氧化碳的數(shù)萬(wàn)倍。一旦GIS設(shè)備發(fā)生氣體泄漏,不僅會(huì)影響設(shè)備的絕緣性能,還會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。因此,氣體泄漏監(jiān)測(cè)是GIS在線監(jiān)測(cè)的重要組成部分。氣體泄漏監(jiān)測(cè)主要通過(guò)氣體傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn),這些傳感器可以檢測(cè)GIS設(shè)備內(nèi)部SF?氣體的濃度變化。當(dāng)氣體泄漏時(shí),設(shè)備內(nèi)部的SF?氣體濃度會(huì)降低,而外部環(huán)境中的SF?氣體濃度會(huì)升高。通過(guò)在GIS設(shè)備的外殼和密封部位安裝氣體傳感器,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣體泄漏情況。此外,還可以采用聲學(xué)傳感器來(lái)檢測(cè)氣體泄漏產(chǎn)生的聲波信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)泄漏的早期預(yù)警。隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展,氣體泄漏監(jiān)測(cè)的精度和可靠性也在不斷提高。例如,采用激光吸收光譜技術(shù)的氣體傳感器能夠高精度地檢測(cè)SF?氣體的濃度變化,為GIS設(shè)備的氣體泄漏監(jiān)測(cè)提供了手段。通過(guò)氣體泄漏監(jiān)測(cè),可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)并進(jìn)行修復(fù),確保GIS設(shè)備的絕緣性能和環(huán)境保護(hù)。脈沖電流法通過(guò)檢測(cè)接地線上的脈沖電流信號(hào)來(lái)監(jiān)測(cè)局部放電。四川變壓器綜合在線監(jiān)測(cè)解決方案
TEV傳感器安裝在柜壁,捕捉內(nèi)部放電產(chǎn)生的電磁波。河南電纜環(huán)流在線監(jiān)測(cè)裝置
局部放電(PD)是變壓器內(nèi)部絕緣劣化的征兆之一,如同絕緣系統(tǒng)發(fā)出的“求救信號(hào)”。變壓器局放在線監(jiān)測(cè)技術(shù)通過(guò)實(shí)時(shí)捕捉、分析這些微弱的放電脈沖,在絕緣故障引發(fā)災(zāi)難性后果(如擊穿)之前實(shí)現(xiàn)預(yù)警和監(jiān)測(cè),是電力設(shè)備安全運(yùn)行的“前沿哨兵”。監(jiān)測(cè)原理與技術(shù)方案:變壓器內(nèi)部放電會(huì)產(chǎn)生豐富的物理效應(yīng):電磁脈沖:放電瞬間產(chǎn)生納秒級(jí)高頻電流脈沖和電磁波。超聲波:放電點(diǎn)氣體膨脹或收縮產(chǎn)生壓力波。主流監(jiān)測(cè)方法根據(jù)感知原理部署:超高頻(UHF)法-主流且靈敏:原理:在變壓器箱壁或內(nèi)置傳感器(如盆式絕緣子處),捕獲300MHz-3GHz頻段的電磁波信號(hào)。部署:外置天線(非侵入)或內(nèi)置傳感器(需預(yù)留接口)。高頻電流互感器(HFCT)法:原理:在變壓器中性點(diǎn)、鐵芯/夾件接地線或套管末屏接地線上安裝HFCT,捕捉沿接地線傳播的放電脈沖電流。優(yōu)勢(shì):安裝相對(duì)簡(jiǎn)便,成本較低,可監(jiān)測(cè)與接地線耦合的放電。聲學(xué)(AE)法:原理:在變壓器外殼多點(diǎn)安裝超聲波傳感器,接收放電產(chǎn)生的聲波信號(hào)。聯(lián)合監(jiān)測(cè)(趨勢(shì)):結(jié)合UHF+AE或UHF+HFCT,利用多物理量信息互補(bǔ),提升診斷可靠性。 河南電纜環(huán)流在線監(jiān)測(cè)裝置