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消防方案

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光纖光柵電力行業(yè)火災(zāi)監(jiān)測技術(shù)方案

來源:消防維修  時間:2019-01-19 09:51:39

一、電力行業(yè)火災(zāi)監(jiān)測概述

1.1概述

電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵電氣設(shè)施的安全運行是電力系統(tǒng)的有效保障,也是整個國民經(jīng)濟正常運轉(zhuǎn)的基本保證。電氣設(shè)施產(chǎn)生故障的大部分原因是設(shè)備局部過熱引起的,主要是由于電氣設(shè)備的裸露接頭壓接不良,在大負(fù)荷電流作用下,接頭溫度升高,輕則發(fā)生停電故障,重則引發(fā)火災(zāi),造成重大經(jīng)濟損失。

為了有效防范供電系統(tǒng)因溫升引發(fā)的停電/火災(zāi)事故,近幾年市場上出現(xiàn)了多種不同類型的測溫產(chǎn)品,如紅外線測溫儀、電子類測溫儀和光學(xué)類測溫儀。紅外線測溫儀因信號不能遠(yuǎn)傳,不能構(gòu)成實時在線監(jiān)測;電子類測溫儀因信號傳輸距離不遠(yuǎn),絕緣性能差,而且信號易受干擾等原因正逐步退出市場;而光學(xué)類測溫儀則因其絕緣性能好,可多個探頭串接,可遠(yuǎn)距離傳輸信號,不受干擾等優(yōu)勢正逐步取代傳統(tǒng)的電子類產(chǎn)品。

本文介紹的光纖光柵電力溫度安全在線監(jiān)測系統(tǒng)就是將光探測技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)。

1.2火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用范圍

【高壓變壓器的測量】

通過對變壓器溫度的檢測,可以在線實時反映變壓器的運行情況,通過系統(tǒng)的預(yù)警、報警功能,及時的顯示變壓器的異常狀況,對變壓器可能存在的問題提供參考數(shù)據(jù)。

高壓變壓器

圖 1.高壓變壓器

【高壓變電站的監(jiān)測】

通過對變電站、開關(guān)柜、母線接頭等的溫度監(jiān)測,可以實時反映各個測試點的運行情況,對異常情況及時報警,并通過通訊端口傳輸?shù)街行目刂普荆_(dá)到變電站無人值守運行。

開關(guān)柜接線端子

圖2.開關(guān)柜           圖3.接線端子

【電力環(huán)網(wǎng)柜的測量】

在保證正常輸電的同時,對各環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行定期巡檢,及時發(fā)現(xiàn)事故隱患及時處理。記錄環(huán)網(wǎng)柜各個時期的運行數(shù)據(jù),并對其分析,可以有效地了解整個電網(wǎng)的營運狀態(tài)。

電力環(huán)網(wǎng)柜

圖4.電力環(huán)網(wǎng)柜

【電力傳輸線的測量】

電力傳輸線的損壞會極大地影響各方面的正常生活和正常生產(chǎn),對其長期實時的監(jiān)控,能在事故發(fā)生之前提出警告,尤其是地埋電纜隱患不易發(fā)現(xiàn),對它的監(jiān)控更具重要意義。

電纜橋架 電纜溝

圖5.電纜橋架                圖6.電纜溝

二、Esafe1000光纖光柵電力溫度安全在線監(jiān)測系統(tǒng)介紹

北京品傲光電科技有限公司研發(fā)的Esafe1000光纖光柵電力溫度安全在線監(jiān)測系統(tǒng)使用光纖作為感溫元件和信號傳輸介質(zhì),為提高光纖對溫度的敏感程度及準(zhǔn)確定位能力采用國際-先進(jìn)的光纖局部加工技術(shù),在普通單模光纖上制作一系列的溫度敏感區(qū)——光纖光柵,這些敏感區(qū)可以精確、靈敏地探測到周圍溫度的細(xì)微變化,而光纖的其他部分只是用于信號傳輸,對機械應(yīng)力和環(huán)境干擾不敏感,從而保證整個光纖光柵感溫探測系統(tǒng)的高靈敏性和低誤報率。

2.1系統(tǒng)組成

Esafe1000光纖光柵電力溫度安全在線監(jiān)測系統(tǒng)是由光纖光柵溫度傳感器、傳輸光纜、溫度在線監(jiān)測儀和計算機四部分組成。溫度傳感器由光纖光柵探頭和連接光纜組成,安裝在測溫現(xiàn)場,溫度在線監(jiān)測儀和計算機安裝在控制室內(nèi)現(xiàn)場和控制室之間采用單模光纖進(jìn)行信號傳輸,溫度在線監(jiān)測儀通過以太網(wǎng)口向計算機傳送溫度信號,由計算機系統(tǒng)實施數(shù)據(jù)處理、故障診斷、報警及控制。可針對不同的監(jiān)測需求組網(wǎng)形成光纖光柵電力溫度安全在線監(jiān)測系統(tǒng),應(yīng)用案例如下圖7、8、9所示:

開關(guān)柜觸頭溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)

圖7.開關(guān)柜觸頭溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)

高壓輸電線路運行溫度及應(yīng)力變形安全在線監(jiān)測系統(tǒng)

圖8.高壓輸電線路運行溫度及應(yīng)力變形安全在線監(jiān)測系統(tǒng)

電力設(shè)備運行溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)

圖9.電力設(shè)備運行溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)

2.2系統(tǒng)特點

a.先進(jìn)的光纖溫度測量技術(shù)

Esafe1000光纖光柵電力溫度在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)通過探測波長編碼采集數(shù)據(jù),屬于數(shù)字量測量,避免了傳統(tǒng)傳感器易受電源波動、傳輸線路損耗等因素影響的問題。

b.安全的無電檢測技術(shù)

溫度傳感器無源,檢測現(xiàn)場無需供電,本質(zhì)安全。

c.實時在線,全天24小時安全守護(hù)

全年365×24小時不間斷在線監(jiān)測,從根本上杜絕人員疏忽導(dǎo)致的事故。

d.準(zhǔn)確性、靈活性、穩(wěn)定性

測溫精度達(dá)到±0.5℃,用戶可根據(jù)自身要求設(shè)置各種報警方式如多級溫度報警和多級溫差報警等。探測器僅對溫度敏感,系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,傳感器無零漂,長期使用無需標(biāo)定。

e.兼容性、擴展性

單套系統(tǒng)測溫容量從單點到432點可靈活支配及平滑升級。可借助10M以太網(wǎng)、RS232、RS485等標(biāo)準(zhǔn)接口與局域網(wǎng)及MIS、CIS網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián),實時數(shù)據(jù)共享。

2.4軟件界面

軟件主界面,柜溫總覽

圖10.軟件主界面,柜溫總覽

點選單柜溫度顯示 

圖11.點選單柜溫度顯示

監(jiān)測數(shù)據(jù)一覽窗口

圖12.監(jiān)測數(shù)據(jù)一覽窗口

點選單點溫度對比條狀圖

圖13.點選單點溫度對比條狀圖

2.5系統(tǒng)主要設(shè)備及介紹

1)光纖光柵網(wǎng)絡(luò)分析儀

型號:PI-8F24AC系列

PI-8F24AC系列光纖光柵線型感溫火災(zāi)探測器專用于電力行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域大容量、高精度測溫,可選配北京品傲光電科技的各種類型光纖光柵溫度計和感溫探頭,單臺設(shè)備的-大的監(jiān)測點數(shù)可達(dá)1152點,所有監(jiān)測點的單次掃描時間為1秒鐘。

2)單端電力溫度傳感器(適用于開關(guān)柜觸頭)

型號:FBGTS100

FBGTS100光纖光柵

采用光纖光柵為測溫元件,多個光纖光柵測溫計之間直接通過光纖相互并聯(lián),進(jìn)行組網(wǎng)。其主要作用為:監(jiān)測被測開關(guān)柜觸頭的表面溫度,實時傳遞溫度及火災(zāi)報警信息至光纖光柵溫度在線監(jiān)測儀。

3)串接式光纖光柵測溫計(適用于母線接頭)

型號:FBGTS200

FBGTS200光纖光柵

采用光纖光柵為測溫元件,多個光纖光柵測溫計之間直接通過光纖相互串接,形成傳感鏈。其主要作用為:監(jiān)測被測電纜接頭的表面溫度,實時傳遞溫度及火災(zāi)報警信息至光纖光柵溫度在線監(jiān)測儀。

2.6應(yīng)用案例

采用FBGTS100探頭式光纖光柵測溫計和光纖光柵溫度在線監(jiān)測儀對開關(guān)柜內(nèi)部觸頭進(jìn)行分布式實時監(jiān)測:

開關(guān)柜監(jiān)測方案圖

圖14.開關(guān)柜監(jiān)測方案圖

系統(tǒng)配置要求:

1)在監(jiān)控室設(shè)置一臺16通道型光纖光柵溫度在線監(jiān)測儀,可在1秒鐘內(nèi)同時對現(xiàn)場布設(shè)的180只FBGTS100探頭式光纖光柵測溫計所采集的溫度信號進(jìn)行分析,發(fā)送預(yù)警或報警信號;

2)每臺開關(guān)柜中,在每個靜觸頭上安裝一只FBGTS100探頭式光纖光柵測溫計,可在1秒鐘內(nèi)準(zhǔn)確感測觸頭溫度的細(xì)微變化,分辨率小于0.1℃。30臺開關(guān)柜共布設(shè)180只光纖光柵測溫計。

3)在每根母線的接頭(如開關(guān)柜與母線的連接處)及重點易過熱部位可選擇性地布設(shè)光纖光柵測溫計,確保全系統(tǒng)的安全供電,共計18只。

光纖光柵傳感器安裝示意圖

圖15.傳感器安裝示意圖

4)系統(tǒng)以電子地圖準(zhǔn)確顯示各監(jiān)測點及附近區(qū)域的當(dāng)前溫度值、報警狀態(tài)及歷史溫度曲線,并可結(jié)合各條電纜的電流\電壓情況給出負(fù)荷—溫度曲線。

5)系統(tǒng)的主要材料是光纖,避免了開關(guān)柜內(nèi)強大的電磁干擾,完整安全地把數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)視終端。光纖的護(hù)套采用特富龍材料,不僅耐高溫、耐高壓,具有極高的絕緣強度,而且還防止灰塵聚集,避免了爬電的可能。因此,該系統(tǒng)是一種高可靠性的分布式在線監(jiān)測系統(tǒng)。

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