УДК 620.9

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ МОНИТОРИНГ СИЛОВЫХ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ НА ОСНОВЕ КАБЕЛЕЙ С ИЗОЛЯЦИЕЙ ИЗ СШИТОГО ПОЛИЭТИЛЕНА

Попов Евгений Владимирович
Кузбасский государственный университет имени Т.Ф. Гордачева
магистрант кафедры электроэнергетики

Аннотация
В данной статье рассмотрен метод температурного контроля кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена в реальном режиме времени.

Ключевые слова: , , ,


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Попов Е.В. Температурный мониторинг силовых кабельных линий на основе кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена // Современные научные исследования и инновации. 2017. № 6 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2017/06/83330 (дата обращения: 09.06.2017).

В современной жизни энерговооруженность потребителей, несмотря на быстроразвивающиеся энергосберегающие технологии с каждым годом возрастает. В настоящее время широкое применение приобрели кабельные линии высокого и низкого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE- кабели), которые имеют ряд преимуществ по отношению к кабелям из бумажной пропитанной изоляции [1]. Однако для безаварийной работы данного кабеля на весь период эксплуатации в связи с часто меняющейся нагрузками, кабельной линии необходим постоянный контроль за термодинамическим процессами, происходящими внутри силовой кабельной линии. Это связано, с тем, что даже превышение температурное воздействия сверх допустимых параметров даже на короткий период времени на сшитый полиэтилен приводит к кардинальному изменению изолирующих свойств сшитого полиэтилена. Периодические испытания, как диктуют правила [2 п. 1.8.40], а также рекомендации заводов изготовителей по испытанию кабельной продукции повышенным напряжением, не являются гарантом безаварийной работы кабеля на весь срок службы. И одним из современных решений контроля состояния кабельной продукции из сшитого полиэтилена является использование системы мониторинга, основанного на обратном рассеянии света в оптическом волокне [3 стр. 8]. Открытия этого явления, широко начали применять в настоящее время, как средство передачи информационных потоков. Однако существует возможность использования оптических волокон в качестве распределённого датчика для контроля температурного режима эксплуатации СПЭ-кабелей. Оптические волокна позволяют мониторить изменение температурного режима по всей трассе кабельной линии. По конструктивному исполнения оптические волокна, либо встраиваются непосредственно оболочку силового кабеля, либо прикрепляются к кабелю снаружи вдоль всей длины кабельной трассы.


Рисунок 1. Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена с оптоволоконной системой мониторинга.

Причем встраиваемый способ прокладки оптического волокна в оболочку кабеля более предпочтителен, так как имеет существенно большую точность мониторинга менее подвержен влиянию внешних факторов воздействия. Сущность физических законов и работы состоит в том, что в оптический световод излучается мощный лазерный импульс, а затем измеряется спектр обратного рассеяния (Рамановского) [4 стр.1141], при изменении свойств стекловолокна под воздействием локальной температуры для каждого места определяется температура изменения. Конструктивно система мониторинга выполнена в виде металлической стойки, в которой размещены блоки излучения и измерения, включая систему обработки сигнала, длок хранения данных, источник питания, монитор, клавиатура, устройство для присоединения оптических волокон, идущих от кабельной линии.

Предлагаемые промышленностью системы мониторинга в режиме реального времени представлены на сегодняшний момент фирмами: Lios, Sensa, а также отечественными наработками: фирма ООО «Седатек» [5] с системой мониторинга ПТС-1000, ПТС-1500; фирма «Инверсия – Сенсор» с оптоволоконной системой «ASTRO»[6], данный прибор контролирует попеременно несколько кабельных линий (до 8 штук), что сильно удешевляет систему.

Рисунок 2. Схема системы мониторинга ПТС-1000


Рисунок 3. Схема системы мониторинга КМК-1 на базе оптоволоконной системы «ASTRO»

Система мониторинга температурных режимов в режиме реального времени отечественных разработок имеют достаточно высокую производительность и надёжность, (наработка на отказ не менее 11 лет). Ещё одним положительным моментом данных систем является адаптация к системам передачи данных с учётом отечественных условий. Удобный интерфейс взаимодействия выполнен на русском языке. При разработке программных продуктов комплекса использовано лицензионное программное обеспечение. И все системы имеют государственный сертификат.

Заключение

Система мониторинга температурных изменений в режиме реального времени позволяет решить ряд основных достаточно проблемных вопросов при эксплуатации подземных кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена, которые в основной степени определяют длительность срока службы кабельной линии. Это такие вопросы, как: было, ли превышение номинальной рабочей температуры, в какой период времени, и в коком месте; происходило ли превышение максимально допустимой температуру кабеля; определять максимально допустимую токовую нагрузку на кабель, в зависимости от максимальной расчётной температуры кабельной линии. В результате этого эксплуатирующая организация, обладая данной информацией, имеет возможность с большой вероятностью оценить остаточный срок службы кабеля. В целом, говоря о системах мониторинга, хотелось подчеркнуть, что использование эксплуатирующей организацией систем мониторинга позволяет, эффективно управлять своими капиталовложениями, при этом существенно увеличить безопасность эксплуатации высоковольтных кабельных линий.


Библиографический список
  1. Преимущества кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.elec.ru/articles/preimushestva-kabelej-sizolyaciej-izsshitogo-polie/.
  2. Правила устройства электроустановок издание 7.
  3. Д.В. Иоргачев, О.В. Бондаренко. Волоконно-оптические кабели и линии связи.: М.,  «Эко-трендз», 2002, 276с.
  4. И. Л. Фабелинский, Открытие комбинационного рассеяния света в России и Индии, УФН, 2003, том 173, номер 10, 1137–1144
  5. Брошюра: «Системы мониторинга вы­соковольтных кабельных сетей ПТС-IООО: г. Москва
  6. Брошюра: «ASTRO» – система контроля температуры кабельной линии с использованием оптоволоконного датчика: г. Пермь.


Все статьи автора «Попов Евгений Владимирович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: