電力電纜分布式光纖測溫系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

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電力電纜運(yùn)行溫度測量與導(dǎo)體溫度計(jì)算是提高電力電纜線路安全可靠運(yùn)行的有效措施之一，也是提 高電纜線路載流能力的重要手段。為規(guī)范電力電纜分布式光纖測溫系統(tǒng)的技術(shù)要求試驗(yàn)檢測項(xiàng)目及試驗(yàn) 方法等，特制定本標(biāo)準(zhǔn)。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電力電纜分布式光纖測溫系統(tǒng)(以下簡稱光纖測溫系統(tǒng))的工作條件、技術(shù)指標(biāo)、試 驗(yàn)檢測項(xiàng)目、試驗(yàn)方法、通信數(shù)據(jù)格式及安裝應(yīng)用等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于安裝在單芯電力電纜上的光纖測溫系統(tǒng)，其他應(yīng)用方式可參照本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

什么是分布式光纖測溫技術(shù)

電力電纜分布式光纖測溫 Distributed Optical Fiber Temperature Sensor System for Power Cable 利用沿電纜設(shè)置的測溫光纜作為傳感器，采用光時(shí)域反射(OTDR)或光頻域反射(OFDR)技術(shù) 對(duì)電纜的運(yùn)行溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測的系統(tǒng)。一般由測溫光纜、測溫主機(jī)及監(jiān)測計(jì)算軟件等組成。

測溫光纜 Optical Fiber Cable for Temperature Measurement

一種用于溫度測量的光纜。

測溫光纜按其在電纜線路中的布置形式為內(nèi)置式和外置式。內(nèi)置式測溫光纜是在電纜生產(chǎn)過程中將 測溫光纜置于電纜結(jié)構(gòu)層中；外置式測溫光纜是沿電纜線路按一定方式固定在電纜外護(hù)套表面。

測溫主機(jī) Temperature Monitoring Device 由光-電處理單元和控制單元等組成。

光-電處理單元指用于產(chǎn)生、傳輸和接收光信號(hào)的所有硬件和軟件。包含激光源、光開關(guān)、數(shù)據(jù)采 集單元、微處理器、存儲(chǔ)單元及通信單元等?？刂茊卧笇?duì)所測得的溫度數(shù)據(jù)處理、計(jì)算及保存的所有硬件和軟件。

單通道測量時(shí)間 Single-channel Measurement Time

光纖測溫系統(tǒng)的一個(gè)通道完成一次最大標(biāo)稱長度范圍內(nèi)的溫度測量所需的時(shí)間。

空間分辨率 Spatial Resolution

在測溫光纜上某點(diǎn)出現(xiàn)溫度階躍變化時(shí)，光纖測溫系統(tǒng)所能測得的該溫度階躍變化值的10%到90% 之間的距離長度

溫度測量準(zhǔn)確度 Accuracy of Temperature Measurement

在一定溫度范圍內(nèi)光纖測溫系統(tǒng)所測得的溫度值與標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的測量值之間的最大偏差值。

定位準(zhǔn)確度 Accuracy of Positional Resolution

對(duì)測溫光纜上的某溫度變化段（或點(diǎn)）與測量原點(diǎn)的距離，光纖測溫系統(tǒng)的測量長度值與標(biāo)準(zhǔn)尺測 量值之間的最大偏差值。

導(dǎo)體溫度計(jì)算準(zhǔn)確度 Accuracy of Conductor Temperature Calculation

對(duì)電力電纜的導(dǎo)體溫度值，光纖測溫系統(tǒng)的實(shí)時(shí)計(jì)算值與熱電偶測量值之間的最大偏差值。

動(dòng)態(tài)載流量 Dynamic Cable Rating

根據(jù)測得的電纜運(yùn)行溫度，實(shí)時(shí)計(jì)算出的電纜線路當(dāng)前時(shí)間段內(nèi)的許用載流量。

熱溫點(diǎn)Hot Spot

在電纜線路路徑上，影響電纜線路載流量、散熱條件最差的區(qū)域段（或點(diǎn)）及短時(shí)溫度異常變化的 區(qū)域段（或點(diǎn)）。

遠(yuǎn)端位置 the Distal Position

在光纖測溫系統(tǒng)單通道標(biāo)稱測量距離的末端位置。

光纖測溫系統(tǒng)所配置的測溫光纜需滿足如下工作條件：

a） 測溫光纜的工作條件應(yīng)符合電力電纜的運(yùn)行工作條件；

b） 帶護(hù)套的測溫光纜應(yīng)滿足-20°C?+75°C溫度范圍內(nèi)連續(xù)穩(wěn)定測量，允許短時(shí)承受150°C_o

測溫主機(jī)的正常工作條件

光纖測溫系統(tǒng)的測溫主機(jī)應(yīng)在以下條件下運(yùn)行：

a） 環(huán)境溫度：戶內(nèi)：-5°C?+40°C；

b） 環(huán)境相對(duì)濕度：5%?95% （產(chǎn)品內(nèi)部，既不應(yīng)凝露，也不應(yīng)結(jié)冰）；

c） 大氣壓力：80kPa?llOkPa；

d） 場地安全要求：符合GB/T 9361 B類安全規(guī)定；

e） 系統(tǒng)安全要求：符合GB 4943的相關(guān)規(guī)定；

f） 外殼防護(hù)要求：宜至少滿足IP30；

g） 工作電源：

—額定電壓：AC 220V+15%；

—頻率：（50 + 0.5） Hz；

—電源諧波總畸變率：7HRW8%。

特殊工作條件

當(dāng)超出規(guī)定的工作條件時(shí)，由用戶與供應(yīng)商協(xié)商確定。

技術(shù)要求

?一般規(guī)定

光纖測溫系統(tǒng)的接入不應(yīng)改變電纜線路的連接方式、密封性能、絕緣性能及電氣完整性，不應(yīng)影響 現(xiàn)場其他設(shè)備的安全運(yùn)行。

測溫光纜

測溫光纜應(yīng)滿足如下技術(shù)要求：

a） 多模光纜應(yīng)符合GB/T 12357的有關(guān)規(guī)定，單模光纜應(yīng)符合GB/T 9771的有關(guān)規(guī)定，一般采用 多模光纜。

b） 測溫光纜的最小彎曲半徑應(yīng)小于電纜線路最小彎曲半徑要求，內(nèi)置式測溫光纜的中心管式結(jié)構(gòu) 在電纜線路最小彎曲半徑情況下不應(yīng)出現(xiàn)斷裂等情況。

c） 如有阻水、阻燃要求，可采用合適的阻水、阻燃材料填充，阻水、阻燃材料應(yīng)不損害光纖測溫 及傳輸特性和使用壽命。

測溫主機(jī)

電纜線路運(yùn)行溫度實(shí)時(shí)在線監(jiān)測

實(shí)時(shí)測量電纜結(jié)構(gòu)層的溫度及溫度分布，實(shí)時(shí)顯示電纜線路運(yùn)行溫度的最大值、最小值和平均值等。

熱溫點(diǎn)的測量與定位

對(duì)電纜線路上的熱溫點(diǎn)可實(shí)時(shí)進(jìn)行溫度測量及定位，并對(duì)熱溫點(diǎn)的位置變化進(jìn)行連續(xù)測量與記錄。

數(shù)據(jù)通信

應(yīng)滿足IEC 61850通信標(biāo)準(zhǔn)，可與綜合監(jiān)測單元或站端監(jiān)測單元進(jìn)行信息數(shù)據(jù)交換；具有接收和執(zhí) 行遠(yuǎn)程對(duì)時(shí)、參數(shù)調(diào)閱和命令設(shè)置的功能?？刹捎肦S485、GPRS等其他輔助通信方式。

可按IEC61850規(guī)定的數(shù)據(jù)格式將一段時(shí)間段內(nèi)的原始溫度數(shù)據(jù)和特征數(shù)據(jù)等上傳到監(jiān)控中心。 可按IEC 61850規(guī)定的數(shù)據(jù)格式將當(dāng)前的運(yùn)行溫度、導(dǎo)體計(jì)算溫度及動(dòng)態(tài)載流量等數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控 中心。

報(bào)警功能

異常情況下應(yīng)自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警，并將報(bào)警信息（位置、溫度、時(shí)間等）按IEC 61850通信標(biāo)準(zhǔn)上傳至 上級(jí)綜合監(jiān)控平臺(tái)，并可通過短信平臺(tái)等途徑通知相關(guān)人員。報(bào)警限值應(yīng)不少于兩級(jí)設(shè)置，報(bào)警事件的 準(zhǔn)確率應(yīng)不低于99%_O應(yīng)至少具有以下報(bào)警功能：

溫度超限報(bào)警

可分區(qū)設(shè)置超溫報(bào)警值，當(dāng)監(jiān)測溫度超過報(bào)警設(shè)定值或?qū)w溫度計(jì)算值超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)報(bào) 警。對(duì)于外置測溫光纜形式，溫度超限報(bào)警的推薦設(shè)定值為50°C；對(duì)于內(nèi)置測溫光纜形式，溫度超限報(bào) 警的設(shè)定值宜根據(jù)測溫光纜所在結(jié)構(gòu)層的最高允許溫度確定。

溫升速率報(bào)警

可分區(qū)設(shè)置溫升速率報(bào)警值，一定時(shí)間內(nèi)當(dāng)監(jiān)測溫度變化超過設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)報(bào)警。溫升速率報(bào)警推 薦設(shè)定值為在相鄰測量周期內(nèi)溫度升高超過4°C。

溫差報(bào)警

當(dāng)電纜線路三相運(yùn)行溫度差值超過設(shè)定值時(shí)或當(dāng)電纜線路某段溫度最高值和線路平均值的差值超 過設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)報(bào)警。溫差報(bào)警的推薦設(shè)定值為溫度差值超過15°C

溫度異常點(diǎn)寸艮警

當(dāng)電纜線路某一點(diǎn)的溫度值與其周圍5m內(nèi)的其他點(diǎn)的溫度值的差值超過設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)報(bào)警。溫度 異常點(diǎn)報(bào)警的推薦設(shè)定值為溫度差值超過10°C

功能異常報(bào)警

當(dāng)光纖測溫系統(tǒng)的通信、溫度測量、溫度計(jì)算等功能出現(xiàn)異常情況時(shí)應(yīng)啟動(dòng)報(bào)警。

監(jiān)測計(jì)算軟件的基本功能

電纜導(dǎo)體溫度計(jì)算

應(yīng)能實(shí)時(shí)計(jì)算電纜線路的導(dǎo)體溫度值及溫度分布，實(shí)時(shí)顯示電纜導(dǎo)體溫度的最大值、最小值和平均 值等。

電纜線路動(dòng)態(tài)載流量計(jì)算

應(yīng)能實(shí)時(shí)計(jì)算出電纜線路的動(dòng)態(tài)載流量，給出電纜線路的最大允許載流量與允許時(shí)間及電纜導(dǎo)體溫 度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

數(shù)據(jù)保存及事件識(shí)別

應(yīng)完整存儲(chǔ)電纜線路運(yùn)行溫度、導(dǎo)體溫度、負(fù)荷電流、熱溫點(diǎn)溫度及位置等數(shù)據(jù)，具有斷電不丟失 數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)自動(dòng)定期保存及數(shù)據(jù)備份的功能，具有上傳數(shù)據(jù)及異常數(shù)據(jù)單獨(dú)保存功能，異常情況下應(yīng)能 夠正確建立事件標(biāo)識(shí)。