电力电缆接头温度检测系统设计

贾东京

信息工程学院2010级网络技术

摘 要：电力电缆中间接头的温度是反映其运行状态的重要参数。通过对接头温度进行测量和监视，可以了解其绝缘老化情况、准确评估其工作状态、及时发现其故障隐患。基于现场需求分析，设计出了一种采用无线通信方式的地下专用电网电缆接头温度检测系统，文中介绍了系统的组成及优势。该设备对于避免电缆火灾事故的发生，增强地下专用电网的安全可靠性，提高企业的经济效益有重要意义。 关键词: 电缆接头 无线通讯 温度监测

1 引 言

在采用电力电缆输电的专用电网中，6－10kV电缆平均每300－500m就有一处电缆接头。由于环境和制作工艺不当等因素的影响有可能产生电缆接头故障，甚至引起火灾，导致大面积的电缆烧损，造成重大的经济损失。因此，有效地对地下专用电网电缆进行监测和及时判断故障点对安全运行有重要意义。但电缆接头处发生的各类故障并不是一个突发的过程，经过一段时间的大电流（过负荷）运行后，往往在压接点处产生过热、氧化，使接触电阻逐渐增大，接点温度逐渐升高，使绝缘老化，最终导致绝缘层损坏而造成事故发生，电缆接头运行时间越长，接头越容易发生过热烧穿事故。据统计，电缆接头引起的事故占电缆总事故的50%-65%。发电厂运行10年后, 基建时制作的电力电缆头90%以上需要更换。电力电缆及其终

[1]端的表面温度与内部线芯温度的对应关系取决于电缆及其终端的结构和负载电流。在不同的载流量下，

[2]电缆终端的表面温度与线芯温度呈线性正增长关系。利用表面温度，能有效地进行电缆及其终端产生的

故障进行诊断，同时，对所记录电缆温度数据进行适当的分析，就可以找出可能的电缆故障隐患，加强电

[3]缆接头温度的监测，及时判断故障点，就可以把故障消灭在萌芽状态。因此有必要设计一套完整的电缆

温度检测系统，监测电缆接头的温度，分析可能存在的故障隐患，及时发出预警信息，杜绝故障的发生。 2 检测方法与监控系统

目前常用的电缆温度监测方法包括：感温电缆式测温系统、热敏电阻式测温系统和光纤分布式温度监测系统等，各有特点是：感温电缆式测温系统，将感温电缆与电缆平行安放，当电缆温度超过固定温度值时，感测电缆被短路，向控制系统发出信号，但该方法不能测出电缆的实际温度值，无法进行温度趋势分析，系统安装及维护工作不便；热敏电阻式测温系统，利用热敏电阻测出电缆温度值，但由于每个热敏电阻都需要独立的接线、布线复杂，维护量大；光纤分布式温度监测系统，利用一根光纤充当分布式温度传感器，能测量数千个独立的测量点温度，通过分析在光纤中传输的激光脉冲产生的拉曼（Raman）后向散射光信号以完成对温度的测量，最新使用的多模光纤分布式温度监测系统，允许光纤回路长度达到12千米，测量精度达到±1℃。由于电力传输网中包含了数目巨大的电缆线路，其光纤线路总长度甚至超过电信部门，这是用户难以接受的。通过现场总线方式实现温度传感器之间以及温度传感器与客户端设备的连接，也可以完成电厂、企业等小范围电缆的实时温度监测。本文基于传感器网络系统，集传感器、微机系统和网络技术于一体，采用无线通信方式传输数据，只需将终端装置安装在每个待监测的电缆接头处即可，无需进行大规模布线。单个检测终端之间相互独立，安装方便灵活，传输数据可靠快捷，系统主要采用低功耗的嵌入式系统，使用寿命长。

3 接头温度检测系统结构

监测系统采用分片型采集处理与集中式设置查询的分布集散型网络结构形式。系统由三个部分组成，分别为电缆接头温度探测传输终端装置、电缆接头温度巡检仪、电缆接头温度数据分析软件。该设计方式扩容性能好，便于计算机联网。电缆接头温度巡测系统结构如图1所示。