摘要：随着我国经济水平的不断提高和电力系统的不断发展，电能已经成为人们生产和生活中一种必不可少的能源。而随着人们对城市环境和美观程度的要求越来越高，柱上设备和配电架空线路已经不能够满足人们对城市电网系统美观性的要求。电力电缆的产生能够在保证人们的用电需求的同时，保持环境的整洁，在现代的供电系统中发挥着重要的作用。然而要保证电力电缆能够有效运行，必须采取有效的措施对电力电缆故障进行及时的探测。鉴于此，文章就无线测温技术在变电站电力电缆的应用进行研究分析，以供参考和借鉴。
关键字：无线测温技术；变电站；电力电缆；应用
引言
电力电缆目前广泛应用于城市变电站电力传输，但电缆一般为入地敷设，敷设环境与使用状态会对电缆的使用寿命造成影响。电缆易发生绝缘老化导致的温度过高、局部放电等异常现象，是导致绝缘击穿导致电缆跳闸停电的主要因素。为了确保电力电缆可靠运行，在运行过程中掌握电缆绝缘的劣化状况尤为必要，可对其进行在线的绝缘检测及诊断，有研究表明电力电缆运行中的温度指标与电缆主要绝缘指标有较好的相关性，可见通过温度在线监测来反映电力电缆绝缘状态是一种切实可行的方法。
1.变电站电力电缆常见故障分析
1.1电力电缆安装环节易出现问题
在电缆铺设的过程中，由于选址不当等问题，导致电缆旁边的土壤影响电缆，从而使电缆产生位移，电缆附件的安全性得不到保障。在铺设排管的过程中，由于横向约束的影响，导致电缆易出现弯曲变形等问题，电缆的金属保护套产生疲劳应变，产生安全隐患。电缆故障或者寿命受到影响除了受到电缆敷设不当的影响之外，还受到外力因素的影响，其中最易受到机械损伤。机械损伤主要是由于在电缆铺设完成之后，进行设备改造或土建施工，导致电缆被拖拽、移动缠绕，从而使电缆受到外力的破坏造成故障。
1.2电缆运行维护过程中易出现问题
我国目前电缆铺设采用的主要的绝缘材料为橡胶绝缘材料、塑料绝缘材料、胶联聚乙烯绝缘材料以及油浸纸绝缘材料。在铺设的过程中可能因为造型不当、制作不良或者使用的过程中长期过载、靠近热源等多种原因，导致电缆易受到化学腐蚀和受潮，导致电缆在运行的过程中会时常出现绝缘、老化或者受潮等问题，造成电缆故障。关于接头问题主要是因为电缆铺设的密封失效、连接不良、封铅漏水或者在运行过程中长期过负荷运行等原因造成的。电缆接头的故障主要表现为电缆的终端头或者中间接头处发生爆炸。
2无线测温技术在变电站电力电缆的应用
2.1系统组成
2.1.1数据信息分析处理装置
数据信息分析处理单元包括一台基于WindowsOS的控制主机，控制主机是一个具有完善软件功能的管理平台，它集成了各种通信协议、图形化人机交互界面和完备稳定的数据库。数据处理单元具有多个RS-232或RS-485标准接口，对下可进行传感器等二次设备监测数据的收集汇总。该设备还具有两个以太网口，可通过标准的IEC61850协议完成数据的上传功能。该装置可以完成一个变电站全部电缆、母排接头、重要设备的温度管理，也可以嵌入其他管理与控制功能，实现在单一平台上运行多个管理任务，有效地实现多信息融合和集成，降低用户的成本。该装置配有标准通信接口，可联网运行，通过上位机，可记录高压设备运行温度的数据，为高压设备的维修提供依据，实现设备故障的预知点检。
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2.1.2无线数据接收处理器
无线数据接收处理器用于收集各类传感器的无线信号，并通过RS-485总线将数据传送给数据信息分析处理装置。它是由MCU、RS-485接口、CAN接口、2.4GHz数字RF收发器、宽输入DC/DC直流稳压电源、IP68ABS外壳和高增益定向天线等组成。无线数据接收处理器线缆部分由四根线构成，其中红、黑线连接电源正极和负极，黄、蓝线连接数据线的A线和B线。增益天线无线信号沿天线方向成450锥体形，可向外扩展300m，全向天线无线信号成圆体形，以50m为半径向外扩展。
2.1.3无线温度传感器单元
该单元使用2.4GHz数字无线技术平台，采用先进的一体化、微型化封装技术，将无线温度传感器直接安装在电缆、开关触点、铜排连接点，实现温度、温升和相间温差的实时在线监测，实现智能变电站设备运行温度的自动管理，为智能变电站的安全运行提供数据支持。设备采用无线电波进行信号传输，正常情况下每30s发送一次监测点温度数据，当温度超过预设值时则每4s发送一次监测点温度数据，控制主板显示画面会即时告警。
2.2数据信息分析处理装置综合管理软件
2.2.1无线基站与传感器列表
无线基站配置列表列举出了当前配置的全部无线基站信息，在这个页面上，可直接对各无线基站（传感器）进行编辑。这在集中对大规模无线基站设备的修改时十分方便，基于同样的原因，还提供了传感器的配置列表。
2.2.2温度运行状态
在温度运行状态监视页面，可以对当前配置的所有传感器的温度与运行状态进行监视与显示，显示的信息包括在线离线状态、超温警告、温升、实时温度、最大最小值、温度变化率和电池电压等，双击某个传感器信息，还可以得到它的详细信息界面。
2.2.3历史巡检报告
所有巡检报告，都在数据库中进行归档，并提供界面以对这些报告进行检索查看。指定时间范围后，点击“查询”按钮，就会在窗口中列出所有符合时间条件的巡检报告。
2.2.4实时数据查看界面
实时数据查看界面如图1所示。
2.2.6运行状态监视
在全屏模式下，默认显示的就是对全站温度的状态监视画面。监视信息主要以列表的方式呈现，同时以温度柱图为辅助。在温度列表中显示了所有配置传感器的各种运行状态与数据，点击任意一列的表头，可以对该列进行排序，再次点击，列表将反向排序，双击屏幕中的指定项目可以查看该节点的详细内容。
结束语
电力电缆无线测温装置测量精度±1℃，无线通信距离＞300m，温度测量范围-10～250℃，能有效解决了变电站电力电缆及接头运行温度实时监测的问题，为变电站智能化、信息化创造了基础条件。
【参考文献】
[1]黄龙.基于RFID无线测温技术在变电站的应用[D].吉林大学,2016.
[2]邵杰.基于物联网技术的电力电缆无线测温系统设计[D].安徽理工大学,2016.
[3]耿宇涛,李刚,信明贵.无线测温技术在变电站中的应用[J].硅谷,2011,(04):24.
论文作者:张旭
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/7
标签：电缆论文; 测温论文; 变电站论文; 温度论文; 电力电缆论文; 数据论文; 传感器论文; 《电力设备》2017年第22期论文;