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智能接地箱技术方案书

作者: 点击:845 时间:2022-09-28

智能接地箱内装0~100A单模电流互感器及接地环流采集模块,实时监测110kV及以上高压电缆的每个高压电缆金属护层接地点的电流参数,可实现对0~100A接地环流测量及定时巡检测量,取代传统人工方式的定期接地环流巡测,大大减轻现场测量的劳动强度,提高系统维护效率。

输电线路智能接地箱技术方案书 

一、 概述

110kV及以上单芯电缆的金属护层一般采用交叉互联双端接地或单端直接接地的运行方式。正常情况下金属护层对地只有几十伏的感应电压,几安到十几安的感应电流,电力电缆多采用固体绝缘的电缆,引起电缆发生劣化的原因较多,有电劣化、热劣化,化学劣化、机械劣化,失窃等,对于高压电缆(110kV及以上),其屏蔽层只能单点接地,如果电缆护套因化学、机械甚至鼠虫害等发生损坏而多点接地,金属护套对地环流就会上升至很危险的数值。一旦电缆接地系统遭到破坏,金属护套的电压将由正常运行时的工频感应电压变为悬浮电压。当电缆金属护层上的悬浮电压将会上升到电缆外护套工频耐压容许值之上,在这种情况下将导致外护套击穿或护层保护器烧毁,更严重的会导致电缆主绝缘击穿等安全隐患。而电缆运行管理一般采取人工周期巡视的方式,难以预防此类事件的发生,必须利用科学手段,采取行之有效的防范措施。

目前,高压电缆金属护套环流检测是主网电缆线路日常运行维护的一项重要技术检测工作。现有传统模式的接地环流技术检测工作,主要靠依赖运行人员持钳型电流表人工测量的方式、季度检测的周期进行,不能有效、实时的反应接地环流,不便于进行主网电缆线路的健康水平监测 。因此需要建立一套既防盗,又能实时在线监测的系统来解决目前电力电缆实时运行中的电缆环流、电缆护层电压、电缆温度、设备安全问题。根据上述的现状需求,我公司研发生产的智能型高压电缆接地箱,内置一套高压电缆在线监测系统,来监测接地环流的状况,监测电缆中间接头的绝缘状况,以确保电力电缆安全运行。

二、 系统组成

高压电缆与智能型高压电缆接地箱分布范围较广,要想实现高效的管理必须有组成一个系统,做到真正的实时监控,减少管理人工和运维成本。

本系统采用二级架构,分为监控中心和远端采集。其中远端采集器负责信息的采集和预处理,将电流和电压信号转化为数字信号进行传送。监控中心负责所辖区域内远端采集器上传信号的处理,并将告警信息传递给相关维护人员,同时负责该区域内相关信息的处理与统计。监控中心将根据需要设立,主要负责前端信息的汇总与处理,为电力电缆的统一管理提供必要的信息和决策依据。

在后期系统扩容中,监控中心配置不必改变,只需增加相应RTU监控点,根据网络组网情况,集中收敛到监控中心,即可完成对所辖区域内单芯电缆接地电流,电压数据的集中监控管理。若系统发生告警,系统可通过电话、短信、本地多媒体声光等多种方式进行告警,并及时通知各责任人,便于采取有效措施进行防范。

三、 主要功能

²    具监测电缆的环流数据和护层电压等功能,预设预警值、报警到中心的功能;

²    具备3个探测器防区,对高压接地箱的倾斜、房拆、非法攀爬进行监控的功能;

²    具备对高压接地箱的设备综合监控报警功能;

²    具对电缆沟里的电缆表层温度监测功能;

²    具备设备图像监控功能;(选项)

²    具设备定位功能,通过光纤及PMS/SIM/GPRS通讯模块/RJ45实时传输数据到电力系统内网监控中心,电子地图上显示具体位置;

²    具备设备温度超高立即启动排温的功能;

²    设备取电方式具CT感应取电,光伏取电,220V照明电。

四、 技术参数

4.1、  使用条件

1)环境温湿度:温度范围-45℃~+55℃,相对湿度<95%;

2)海拔不超过4500m

3)安装场所的空气中不应含化学腐蚀气体;

4.2、  电气性能(一二次回路)

1)电缆电压:≤110KV

2)额定频率:50Hz

3)产品一次回路耐受直流20KV、历进1min的试验,无闪络或击穿;

4)产品一次回路耐受40KV10次正极性和10次负极性电压脉冲试验,无闪络或击穿;

5)产品二次回路耐受5KV3次正极性和3次负极性压压脉冲试验,无闪络或击穿;

6)产品每个连接排的连接点的触电阻值不大于40μΩ;

7)产品连接排与外壳的绝缘是阻值不小于20MΩ。

4.3、  电缆护层保护器性能

1)本产品性能符合标准GB11032-2010《交流无间隙金属氧化物避雷器》规定;

2)保护器通过8/20μs10KA冲击电流的残压不大于10KV;

3)保护器在6(或12KV工频电压下能承受5S而不损坏;

五、主要在线监测功能

1电缆环流在线监测功能:智能接地箱内装0100A单模电流互感器及接地环流采集模块,实时监测110kV及以上高压电缆的每个高压电缆金属护层接地点的电流参数,可实现对0100A接地环流测量及定时巡检测量,取代传统人工方式的定期接地环流巡测,大大减轻现场测量的劳动强度,提高系统维护效率。

接地环流监测用于护层接地环流的缓变数值监测,反映护层接地良好程度、电缆老化程度、线芯负荷大小变化等情况;同时高压电缆线路正常运行的情况下,当接地环流值产生突变减小或为零时,接合电调情况及电缆运行状态分析诊断模型,有效判断接地箱被盗或接地线被盗割。

2、电缆护层电压监测和保护功能:每相电缆护层上安装有电压监测传感器,可实时监测每相电缆护层上的电压值,超过预设值是可发送报警信息,同时每相电缆护层与地之间安装有电缆护层电压保护器,电缆护层的电压值达到保护额定值时对地导通放电,从而达到保护电缆护层的目的。

3、电缆表层温度监测功能:主要是为了配合环流检测,把测温三极管固定在接地电缆外户套上并密封,经过测温探头把相关接地电缆温度信息传递到监测仪测温模块上,也可以把监测点放置在电缆接头表面来检测电缆接头温度。可实现对高压电缆接头表面运行温度24小时不间断连续在线监测,温度采集范围为-55℃~+125℃。通过对高压电缆本体护层温度的统计分析,可使运行人员全面掌握其工作状况,及时了解电缆护层的老化情况,并在接头温度急剧升高达到极限温度时,发出报警信号提醒有关人员紧急处理。

4、防盗报警功能:智能接地箱具备开门报警功能,还有超限接地环流报警、超限电压报警功能。如果箱门被打开或撬开,接地箱内就会发出刺耳的警报声(约120分贝),同时发出报警信息(接地箱发出报警后)监控软件就会马上显示报警信息,报警信息以红色字体显示。还会自动拨打事先设置好的接警电话,(可以设置2个短信接警号和3个语音接警号)并可以监听周围动静,实施现场喊话,可以根据情况来确定是否需要报案。

5、具设备定位图像监控功能:通过模块内设置的经纬度数据或GPRS模块的基站信息,监控中心在电子地图上显示智能型高压电缆接地箱的具体位置,当接地箱箱门无故被打开发出报警时,接地箱内的主机设备自动会控制视频拍摄当时的场景,拍摄的图像会保存在监控摄像头中,摄像头内的SD卡可存储200张照片,也可随时通过软件远程拍照并回传至监控软件上。

六、 箱体及内部连接参数

1、箱体材质:接地箱箱体的材料采用SMC不饱和树脂等材料制成,全绝缘、耐腐蚀、强度高,无回收价值,既环保又安全;

2、箱体结构部位采用特殊螺栓固定,全密封,具防盗作用;

箱体背面上部各有通风气孔,两侧贴有警示语:高压危险严禁开启;

3、接地箱带门可锁(智能锁)具防盗作用;

4、箱体防护等级:IP54

5、内部连接:采用表面镀锡T1紫铜排连接,尺寸:4*403*30

6、箱体尺寸:高XX深:1265X650X405(mm)

七、 产品结构与组成(以交叉互联为例):

  产品的结构与组成示意如下图所示:

  箱壳 ②接地汇流铜排(4mm*40mm)③接地铜排(3mm*30mm)④电流互感器⑤相铜排(3mm*30mm)⑥电缆护层保护器⑦控制器安装盒(内含电池、控制板、信号采集装置等)⑧防盗检测装置 ⑨太阳能发电板(左右各一张)


八、现场案例


 


深圳市鼎信智慧科技有限公司推出的输配电线路在线监测,分布式故障定位,电缆在线监测设备在南网、国网得到广泛应用,取得了良好的使用效果。

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