電力電纜分布式光纖測溫系統技術規范

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電力電纜運行溫度測量與導體溫度計算是提高電力電纜線路安全可靠運行的有效措施之一，也是提 高電纜線路載流能力的重要手段。為規范電力電纜分布式光纖測溫系統的技術要求試驗檢測項目及試驗 方法等，特制定本標準。

標準規定了電力電纜分布式光纖測溫系統(以下簡稱光纖測溫系統)的工作條件、技術指標、試 驗檢測項目、試驗方法、通信數據格式及安裝應用等。本標準適用于安裝在單芯電力電纜上的光纖測溫系統，其他應用方式可參照本標準執行。

什么是分布式光纖測溫技術

電力電纜分布式光纖測溫 Distributed Optical Fiber Temperature Sensor System for Power Cable 利用沿電纜設置的測溫光纜作為傳感器，采用光時域反射(OTDR)或光頻域反射(OFDR)技術 對電纜的運行溫度實時監測的系統。一般由測溫光纜、測溫主機及監測計算軟件等組成。

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置式和外置式。內置式測溫光纜是在電纜生產過程中將 測溫光纜置于電纜結構層中；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套表面。

測溫主機 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生、傳輸和接收光信號的所有硬件和軟件。包含激光源、光開關、數據采 集單元、微處理器、存儲單元及通信單元等?？刂茊卧笇λ鶞y得的溫度數據處理、計算及保存的所有硬件和軟件。

單通道測量時間 Single-channel Measurement Time

光纖測溫系統的一個通道完成一次最大標稱長度范圍內的溫度測量所需的時間。

空間分辨率 Spatial Resolution

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

溫度測量準確度 Accuracy of Temperature Measurement

在一定溫度范圍內光纖測溫系統所測得的溫度值與標準溫度計的測量值之間的最大偏差值。

定位準確度 Accuracy of Positional Resolution

對測溫光纜上的某溫度變化段（或點）與測量原點的距離，光纖測溫系統的測量長度值與標準尺測 量值之間的最大偏差值。

導體溫度計算準確度 Accuracy of Conductor Temperature Calculation

對電力電纜的導體溫度值，光纖測溫系統的實時計算值與熱電偶測量值之間的最大偏差值。

動態載流量 Dynamic Cable Rating

根據測得的電纜運行溫度，實時計算出的電纜線路當前時間段內的許用載流量。

熱溫點Hot Spot

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

遠端位置 the Distal Position

在光纖測溫系統單通道標稱測量距離的末端位置。

光纖測溫系統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符合電力電纜的運行工作條件；

b） 帶護套的測溫光纜應滿足-20°C?+75°C溫度范圍內連續穩定測量，允許短時承受150°C_o

測溫主機的正常工作條件

光纖測溫系統的測溫主機應在以下條件下運行：

a） 環境溫度：戶內：-5°C?+40°C；

b） 環境相對濕度：5%?95% （產品內部，既不應凝露，也不應結冰）；

c） 大氣壓力：80kPa?llOkPa；

d） 場地安全要求：符合GB/T 9361 B類安全規定；

e） 系統安全要求：符合GB 4943的相關規定；

f） 外殼防護要求：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

當超出規定的工作條件時，由用戶與供應商協商確定。

技術要求

?一般規定

光纖測溫系統的接入不應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，不應影響 現場其他設備的安全運行。

測溫光纜

測溫光纜應滿足如下技術要求：

a） 多模光纜應符合GB/T 12357的有關規定，單模光纜應符合GB/T 9771的有關規定，一般采用 多模光纜。

b） 測溫光纜的最小彎曲半徑應小于電纜線路最小彎曲半徑要求，內置式測溫光纜的中心管式結構 在電纜線路最小彎曲半徑情況下不應出現斷裂等情況。

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、阻燃材料應不損害光纖測溫 及傳輸特性和使用壽命。

測溫主機

電纜線路運行溫度實時在線監測

實時測量電纜結構層的溫度及溫度分布，實時顯示電纜線路運行溫度的最大值、最小值和平均值等。

熱溫點的測量與定位

對電纜線路上的熱溫點可實時進行溫度測量及定位，并對熱溫點的位置變化進行連續測量與記錄。

數據通信

應滿足IEC 61850通信標準，可與綜合監測單元或站端監測單元進行信息數據交換；具有接收和執 行遠程對時、參數調閱和命令設置的功能?？刹捎肦S485、GPRS等其他輔助通信方式。

可按IEC61850規定的數據格式將一段時間段內的原始溫度數據和特征數據等上傳到監控中心。 可按IEC 61850規定的數據格式將當前的運行溫度、導體計算溫度及動態載流量等數據上傳到監控 中心。

報警功能

異常情況下應自動啟動報警，并將報警信息（位置、溫度、時間等）按IEC 61850通信標準上傳至 上級綜合監控平臺，并可通過短信平臺等途徑通知相關人員。報警限值應不少于兩級設置，報警事件的 準確率應不低于99%_O應至少具有以下報警功能：

溫度超限報警

可分區設置超溫報警值，當監測溫度超過報警設定值或導體溫度計算值超過報警設定值時，啟動報 警。對于外置測溫光纜形式，溫度超限報警的推薦設定值為50°C；對于內置測溫光纜形式，溫度超限報 警的設定值宜根據測溫光纜所在結構層的最高允許溫度確定。

溫升速率報警

可分區設置溫升速率報警值，一定時間內當監測溫度變化超過設定值時啟動報警。溫升速率報警推 薦設定值為在相鄰測量周期內溫度升高超過4°C。

溫差報警

當電纜線路三相運行溫度差值超過設定值時或當電纜線路某段溫度最高值和線路平均值的差值超 過設定值時啟動報警。溫差報警的推薦設定值為溫度差值超過15°C

溫度異常點寸艮警

當電纜線路某一點的溫度值與其周圍5m內的其他點的溫度值的差值超過設定值時啟動報警。溫度 異常點報警的推薦設定值為溫度差值超過10°C

功能異常報警

當光纖測溫系統的通信、溫度測量、溫度計算等功能出現異常情況時應啟動報警。

監測計算軟件的基本功能

電纜導體溫度計算

應能實時計算電纜線路的導體溫度值及溫度分布，實時顯示電纜導體溫度的最大值、最小值和平均 值等。

電纜線路動態載流量計算

應能實時計算出電纜線路的動態載流量，給出電纜線路的最大允許載流量與允許時間及電纜導體溫 度的對應關系。

數據保存及事件識別

應完整存儲電纜線路運行溫度、導體溫度、負荷電流、熱溫點溫度及位置等數據，具有斷電不丟失 數據、數據自動定期保存及數據備份的功能，具有上傳數據及異常數據單獨保存功能，異常情況下應能 夠正確建立事件標識。