牵引供电系统电缆及电缆头在线监测技术适用性分析

作者：时间：2012-08-21 来源：网络收藏

1 引言

本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/201135.htm

21ic智能电网：近年来，随着《中长期铁路网规划》的调整实施，我国铁路加快建设发展，以建设客运专线、区际大能力通道、西部开发性新线为重点，铁路营业里程不断增加，线路质量和技术等级不断提高，从而为人民出行、经济发展、国防交通需要提供了可靠的支撑和保障。

当前，在铁路客运专线的牵引变电所设计中，高压输电电缆正在牵引供电系统得到越来越广泛的应用。这类电缆分布在沿线牵引变电所所内以及接触网上网处，受加工工艺、施工质量、运行工况以及运行环境的影响，牵引供电系统的27.5kV电缆及电缆接头故障率较高。而输电电缆的正常工作与否直接关系到铁路客运专线的正常运营。

由于铁路沿线电缆接头众多且分散，不易人工巡视，因此，在线监测高压输电电缆及其接头的工作温度，可及时发现电缆过热现象，避免由于高压输电电缆故障造成的铁路运营事故，具有十分重要的意义。

电缆温度在线监测技术在我国已经有了较为长期的发展，实现手段比较多，而且应用也比较广泛[1] [2]。但由于此类产品没有相关的国家标准或者行业标准，造成产品质量良莠不齐，针对不同的应用环境尚没有成熟、统一的解决方案。为了便于此项技术在我国铁路系统的应用，本文对现有的各种电缆在线测温技术进行了介绍，并针对电气化

铁路实际情况，对各种技术的适用性进行了比较。

2 现有电缆在线测温技术原理及特点

目前，在实际工程应用中，电缆在线测温技术按原理不同主要有光纤光栅测温、分布式光纤测温、红外测温、无线测温等4类产品。

2.1红外测温技术

一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的原理基础。

红外测温技术属于非接触式测温方式，不改变柜内原有的接线及结构。该系统在现场一般由红外温度传感器和数据采集器组成。红外温度传感器安装在每个监测对象附近，将温度数据通过信号电缆传入数据采集器。数据采集器一般安装在开关柜柜门上，一般可以接入6只传感器温度信号。

下图红外测温系统方案示意图。

图1：红外测温系统方案示意图

2.2无线测温技术

在工业控制环境下的短距离无线网络技术已成为近年来的研究热点之一，基于Bluetooth(IEEE802.15.1)、Wi-Fi(IEEE802.11)和ZigBee(IEEE802.15.4)等协议的无线网络技术相继问世[3]。其中ZigBee短程无线网技术以其数据传输安全可靠、组网简易灵活、设备成本低、低功耗等优势，在工业控制领域得到了广泛的应用。

基于ZigBee的无线测温技术即通过无线通讯方式将传感器测量的温度数据向外传递。带有ZigBee天线的温度传感模块直接安装在被测试设备上，与数据接收装置之间没有直接的电气联系，所以该技术也认为是非接触温度测量技术的一种。它最大的优点在于传感器本体无须任何接线，并不受安装场合的限制。

该系统主要由无线温度传感器和数据采集器组成。

无线温度传感器一般由控制器、无线通信模块、温度传感器和电池组成，根据现场情况的不同，可通过粘结、尼龙扎带等方式将测温模块固定在被测物体上。传感器采用免申请的2.4G通信频段，并由电池供电，一般可保证工作5年以上。下图为无线测温系统的原理图。