一种基于光纤传感器监测风机内电缆温度的方法与流程

[0001]
本发明涉及电力技术领域，具体为一种基于光纤传感器监测风机内电缆温度的方法。


背景技术：

[0002]
电缆发热是电力运行中常见现象，随时电力电缆运行时间的增长，电缆发热的风险也随之增大，电缆火灾故障也占整体电气事故的很大一部分，给安全送电带来极大的威胁。作为电缆本身，无论是什么原因引起火灾事故，它们着火都要经历如下几个过程：电缆某处绝缘受损
→
间歇或连续放电
→
电缆绝缘明显下降局部发热
→
电缆某处爆炸或发生电弧，并产生不良气体
→
整个电缆桥架失火。由于电缆安全问题具有故障偶发性强，灾难损失大的特点，火警和灭火系统是故障恶化后触发的，往往重大损失已经不可避免，而且灭火系统本身成本很高，其功能上和经济上的有效性尚待验证。电力管理部门一直把预防性维护放在首要位置，特别是鼓励发展能够大范围实时监控的自动化设备。风电场风电机组数量庞大，机型繁多，电缆分布于每台风机中，且从机舱贯穿整个塔筒，风机内部电缆检测属于高空作业，每次都需要爬至少70米高的塔筒，作业面狭窄，相对地面有一定危险性，工作强度极大。
[0003]
目前针对风机内部电缆的测温手段有光纤光栅测温和火焰探测器两种，这两种方式都为点式温度测量。其中光纤光栅测温系统所用传感器采用厚不锈钢保护封装，对温度变化的响应时间较长。火焰探测器需明火需有较高的能见度，火灾初期的烟雾及遮挡物容易造成漏报，且采用电信号传感，易受电磁干扰，误报率较高。光纤传感器采用光信号传感，本质安全，不受电磁干扰，不影响现有运行设备，环境适应性强，领先的测温精度，误报率极低，为此，我们提出一种基于光纤传感器监测风机内电缆温度的方法。


技术实现要素：

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本发明的目的在于提供一种基于光纤传感器监测风机内电缆温度的方法，利用风电场现有opgw光缆通道+风机内部部署感温光缆的方式对风机内部电缆进行温度测量，可在利用现有光纤通道的同时，减少了感温光缆的敷设长度，在满足各项测温指标要求的同时，有效降低了投资成本。
[0005]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于光纤传感器监测风机内电缆温度的方法，包括分布式光纤测温监控系统、分布式光纤测温装置和消防联动系统，所述分布式光纤测温装置与分布式光纤测温监控系统连接，所述消防联动系统与分布式光纤测温监控系统连接，所述分布式光纤测温装置包括测温主机、感温光缆、监控主机、监控软件、显示屏及光纤熔接盒，所述测温主机、监控主机、监控软件、显示屏及光纤熔接盒安装在光纤测温屏柜内，所述光纤测温屏柜安装在升压站内，所述感温光缆敷设至光纤测温屏柜内与连接测温主机的尾纤在光纤熔接盒内进行熔接，所述测温主机通过感温光缆传回的光波测量opgw传输光缆本体温度，将温度、告警信息通过网络传输到分布式光纤测温监控系统
内。
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优选的，所述监控主机设置在显示屏下方，所述监控主机的下方设有键盘及鼠标，所述测温主机下方设有光纤熔接盒。
[0007]
优选的，所述分布式光纤测温装置设有测温通道，且测温通道设有八组，所述测温通道利用现有的opgw传输光缆，在风机侧与感温光缆进行熔接，根据风电机组实际分布情况，单个通道可进行1-10台风电机组感温光缆的串行链接，风电机组之间用已有的opgw光缆链接，通道末端无需链接任何设备。
[0008]
优选的，单个通道只在风电机组内部采用感温光缆。
[0009]
优选的，所述感温光缆沿opgw传输光缆本体上表面敷设，所述感温光缆采用s型方式敷设，且每隔1.5米采用扎带固定。
[0010]
优选的，所述感温光缆在电缆接头处采用缠绕形式敷设，对电缆接头形成全包围，形成全面监测。
[0011]
本发明提供了一种基于光纤传感器监测风机内电缆温度的方法，具备以下有益效果：（1）本发明利用现有opgw光缆传输通道的前提下，通过在风电机组内布置感温光缆的方式，对风电机组内电缆温度进行分布式的监测。光纤本身既是传感器又是传输通道，实现传感传输一体化。光纤测温系统具有大范围多点测量温度和精确定位的特性，且采用分布式温度测量，最小可进行每0.4m间隔取一个测温点，使得测温点覆盖整条电缆本体，实时监测电缆温度状态监测，发现温度变化超过阈值及时告警预防事故扩大，精确定位功能将协助运维人员快速确定故障点极大缩短故障处理周期，使风电机组内部电缆运维向实时化、精准化、高效化、提升为风电场安全稳定运行提供可靠助力。
[0012]
（2）本发明利用风电场现有opgw光缆通道+风机内部部署感温光缆的方式对风机内部电缆进行温度测量，可在利用现有光纤通道的同时，减少了感温光缆的敷设长度，在满足各项测温指标要求的同时，有效降低了投资成本。
附图说明
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图1为本发明的分布式光纤测温监控系统架构；图2为本发明的光纤测温柜屏柜布置图；图3为本发明的光缆s型敷设示意图；图4为本发明的电缆接头光缆缠绕敷设示意图。
具体实施方式
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下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
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如图1-4所示，本发明提供一种技术方案：一种基于光纤传感器监测风机内电缆温度的方法，包括分布式光纤测温监控系统、分布式光纤测温装置和消防联动系统，所述分布式光纤测温装置与分布式光纤测温监控系统连接，所述消防联动系统与分布式光纤测温监控系统连接，所述分布式光纤测温装置包括测温主机、感温光缆、监控主机、监控软件、显示屏及光纤熔接盒，所述测温主机、监控主机、监控软件、显示屏及光纤熔接盒安装在光纤测
温屏柜内，所述光纤测温屏柜安装在升压站内，所述感温光缆敷设至光纤测温屏柜内与连接测温主机的尾纤在光纤熔接盒内进行熔接，所述测温主机通过感温光缆传回的光波测量opgw传输光缆本体温度，将温度、告警信息通过网络传输到分布式光纤测温监控系统内。
[0016]
所述监控主机设置在显示屏下方，所述监控主机的下方设有键盘及鼠标，所述测温主机下方设有光纤熔接盒。
[0017]
所述分布式光纤测温装置设有测温通道，且测温通道设有八组，所述测温通道利用现有的opgw传输光缆，在风机侧与感温光缆进行熔接，根据风电机组实际分布情况，单个通道可进行1-10台风电机组感温光缆的串行链接，风电机组之间用已有的opgw光缆链接，通道末端无需链接任何设备，单个通道只在风电机组内部采用感温光缆，通过设置多组测温通道，可以全面覆盖检测多组风机，保证检测的全面性。
[0018]
所述感温光缆沿opgw传输光缆本体上表面敷设，所述感温光缆采用s型方式敷设，且每隔1.5米采用扎带固定，利用扎带固定，可使得感温光缆紧贴在opgw传输光缆的表面，使得测温点覆盖整条电缆本体。
[0019]
所述感温光缆在电缆接头处采用缠绕形式敷设，对电缆接头形成全包围，形成全面监测，便于重点监测故障高发位置，以确保监测结果的准确性。
[0020]
需要说明的是，一种基于光纤传感器监测风机内电缆温度的方法，在测温装置内设置八个测温通道。测温通道利用现有的opgw传输光缆，在风机侧与感温光缆进行熔接，根据风电机组实际分布情况，以通道一、二为例，#1-#10对应风电机组编号，单个通道只在风电机组内部采用感温光缆，#1-#10之间用已有的opgw光缆链接，通道末端无需链接任何设备，通道二，#11-#19对应风电机组编号，#11-#19之间用已有的opgw光缆链接，通过光纤熔接盒将opgw光缆尾纤重新熔接后接入到测温装置中，其中，将感温光缆沿opgw传输光缆本体上表面敷设，由于风电机组内部电缆通道中有多条电缆，感温光缆采用s型方式敷设，每隔1.5米采用阻燃尼龙扎带困扎固定，以便保证感温光缆紧贴电缆表面，且电缆接头处作为故障高发位置需要重点监测，感温光缆采用缠绕形式敷设，对电缆接头形成全包围，使得测温点覆盖整条电缆本体，形成全面监测，从而使得每个opgw传输光缆本体上均具有感温光缆，使用时，感温光缆将opgw传输光缆本体的温度利用光波传输到分布式光纤测温装置的测温主机内，测温主机将其转化为温度值，并将该温度值传输到监控主机内，利用监控主机内的监控软件监控温度，当温度超过设定阈值时，将该温度信息、告警信息和位置信息通过网络传输到分布式光纤测温监控系统中，分布式光纤测温监控系统将该信息传输给运维人员，使得运维人员快速确定故障点极大缩短故障处理周期，本发明利用现有opgw光缆传输通道的前提下，通过在风电机组内布置感温光缆的方式，对风电机组内电缆温度进行分布式的监测，实现大范围多点测量温度和精确定位的特性，将测温点覆盖整条电缆本体，实时监测电缆温度状态监测，发现温度变化超过阈值及时告警预防事故扩大，使风电机组内部电缆运维向实时化、精准化、高效化、提升为风电场安全稳定运行提供可靠助力，再利用风电场现有opgw光缆通道减少了感温光缆的敷设长度，在满足各项测温指标要求的同时，有效降低了投资成本。
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尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。