10kV配网线路电缆远程监控预警系统技术研究与应用

10kV配网线路电缆远程监控预警系统技术研究与应用

杨国涛方方丰擎

（1．国网丽水市莲都区供电公司，浙江丽水市323000；2．国网丽水市莲都区供电公司，浙江丽水市323000；

3.国网丽水市莲都区供电公司，浙江丽水市323000）

摘要：本文针对现阶段电缆接头测温系统存在的观测局限性、维护较难、安全程度较低、测量精度较低的不足，提出了ESM-6010系列电缆头无线测温系统，并且对其系统构成、原理及应用进行概述。

关键词：电缆接头；温度；在线监测；研究；应用

ABSTRACT：Inthispaper，thewirelesstemperaturemeasurementsystemofESM-6010seriescableheadisproposed，andtheconstitute，theprincipleandtheapplicationsofthesystemaresummarized，againsttheobservedlimitation，moredifficultmaintenance，lesssecureandlowermeasurementaccuracyofthestagecableheadtemperaturemeasurementsystems.

KEYWORDS：Cableconnector；Temperature；Monitoringtechnology；Study；Aplication.

0引言

中压可分离连接器（电缆接头）广泛应用于电力电缆配电系统中电缆分支箱、环网柜、预装式变电站等设备中，受现场安装工艺和施工质量影响，经常发生电缆接头烧毁，甚至造成整台环网柜或电缆分支箱损坏的事故。电缆头烧毁的事故大部分是由于电气连接处接触不良造成过热累计造成的，一般都经历了温度异常的渐变过程，如果对电缆连接点的温度在线监测。提前发现温度异常，具有重要的现实意义。

在电力系统中，设备在线监测、状态检修、智能电网等领域是近几年研究的热点领域，国内少数厂家已经推出了电缆接头温度监测装置，但是大部分都是通过测量绝缘体表面温度，误差大，精度低，温度变化响应速度慢，容易误判，具体性能指标如表1所示。因此，为了提高温度监测的性能，基于以上监测装置的不足与优势，本文提出了ESM-6010系列电缆头无线测温系统。

1.1无源式无线温度传感器

将微功耗温度传感器芯片和无线通信芯片通过环氧浇注工艺预制在需要监测温度的相关电器零部件（绝缘塞）中，无需外部电源或内置电池，利用绝缘部件中的空间电磁场和电势差作为电压源，为测温及通信电子电路提供电源，通过ZigBee2.4G无线网络发送到温度采集器的新型嵌入式传感器。

无源式无线测温传感器嵌入在可分离连接器的绝缘塞中，可以直接测量导体连接部位的温度，并通过无线方式发送测量数据，不受外部环境影响，具有测温准确、安全、可靠、免维护，寿命长等显著特点。

通过将无源式无线温度传感器浇筑在不同可分离连接器的绝缘塞配件中，使不同的可分离连接器具有无线测温传感器功能。

传感器主要技术参数：

（1）传感器电源：内嵌电压传感器，只要有电压就可工作

（2）传感器功耗：<3.3uw

（3）测温范围：-30℃～+120℃

（4）测温精度：±1℃

1.2无线温度采集器

模型参数估计出来后，需要对估计结果进行检验和评定，以便确定这些结果的可靠性。一般情况，模型检验工作包括以下几个方面：无线温度采集器可以接收、上传、管理、转发其所在范围内的一定数量的无线温度传感器的数据，通过它将相关电气主回路连接点的温度信号给出可见的显示或报警，或者通过适当的通信接口将接收到数据上传给其他管理系统。

无线温度采集器一般安装在电缆分支箱、环网柜、开关柜及预装式变电站的操作面板上，通过设备面板开孔嵌入式安装或者导轨安装。

1.3电缆接头温度在线监测分析软件

多变量预测模型能够较好的预测城市配电网的电力负荷总量。然后，采用基于用地信息的负荷密度指标法完成负荷分配到各个供电小区。

无线温度采集器带有RS485通信接口，可以通过合适的通信网络和RTU装置将电缆附件的温度在线监测信息集成到电力SCADA系统中，在SCADA系统设计合适的显示界面，用来监测分析电缆接头的温度信息。

温度在线监测分析软件，通过与现场温度采集器通信，用于接收温度数据，具有温度数据分析、设备安全和缺陷诊断、异常报警等功能。软件界面设计人性化，操作简便，功能强大。告警信息可发送至运行维护人员。该软件可以单独贴牌生产提供给中能电气销售。

2CESM-6010无线测温系统的应用

CESM-6010无线测温系统用于在线检测各种环网柜、开关柜的电缆温度。无线温度采集器通过采集传感器测量的温度信号，并以无线方式发送；同时可通过通信口将数据上传至用户软件及其它电力SCADA系统；用户软件安装在用户的调度中心或管理中心，接收本区域内无线温度采集器（最多255台）的测温数据，具有实时显示、数据管理、超限报警等功能。

针对不同的应用场景，数据传输的方式可不同，具体如下所示。

（1）对于测温点较少且相对集中的用户，可采用人工定时巡检的方式，通过无线温度采集器直接读取、记录温度值；

（2）对于现场设备已安装了数据远传终端（如RTU、DTU、FTU等）的用户，可通过无线温度采集器配置的现场总线接口（RS485、Modbus协议）读取测温数据，并远传至上位机的用户软件进行处理；

（3）对于测温点多、分布面广、不适于人工巡检且无安装数据远传终端的用户，可利用公共通信网络（GPRS无线通信网络）进行数据远传；GPRS终端之间通过串口透明传输，对于服务器端来说，就像通过RS485总线接入了多个现场设备，具体示意图如图2所示。

（4）对于已具有SCADA系统的用户，CESM-6010无线测温系统用户软件具备互联网接入功能，可将数据上传。

3结论

CESM-6010系列电缆头无线测温系统在电缆头测温的应用场景中具备精度较高、安装方便、节省人工及配置灵活，提高了测温的性能指标，实现电缆头运维模式由被动抢修到主动消缺的改变，从而有效预防电缆头热故障导致设备烧损事故的发生。

CESM-6010系列电缆头无线测温系统相对其他的测温系统具有以下优势和特点。

（1）测量准确：直接对载流导体进行测温，避免因环境造成的测量误差；

（2）安装方便：只在仪表室增加无线温度采集器，无附加接线；

（3）经济运行：系统运行正常后无需人员巡检，真正做到免维护；

（4）配置灵活：可独立组网运行，也可并入其它电力SCADA系统。

参考文献：

[1]李光辉.高电压系统温度在线监测技术的分析研究[J].电气开关，1996（5）：19-21.

[2]袁进伶.变电所电气设备在线监测[J].中国电力，1996（2）：44-47.

[3]姚文冰，马治亮，黄盛洁.变电站一次设备绝缘在线监测系统研究[J].高电压技术，1996（3）：27-29.

[4]张明锐，高良玉，郭文元，等.高压设备温度的在线多点测量[J].高电压技术，1999，25（3）：35-36.

[5]严璋.电气绝缘在线检测技术[M].北京：水利电力出版社，1995.

[6]付以东.智能型可分离连接器的研究与应用[J].供用电，2012（5）：70-72.

作者简介：

杨国涛（1987－），男，河南人，本科，从事配电网运行与检修管理工作，Email：657641147@qq.com

方方（1984－），男，浙江丽水人，硕士研究生，从事农村配电网运行与检修管理及电力营销管理工作，Email：502856877@qq.com；

丰擎（1985－），男，湖北人，本科，从事配电网运行与检修管理工作，Email：289841030@qq.com