电缆测温防火预警系统

电缆测温防火预警系统
一、综述
发电厂作为电网的源头，是国家动力的源泉。

随着装机容量的不断增大，对电网的影响也越来越大。

一旦发生事故，就会对电网造成冲击，严重的会造成电网的裂解。

所以，防止事故的发生，是电厂的重要工作之一。

在电力生产过程中大量的使用和存储了多种可燃液体、气体、易燃粉尘、固体燃料、和高压高温设备，许多设备伴有静电、火花和高温的存在，高温管道、传输电缆密布于各个角落，引发事故、火灾发生的几率极高。

安全生产是电力生产稳定、经济、高效运行的关键。

近年来，电力系统火灾事故频频发生，常因一台设备故障或电缆延燃而波及全厂。

然而目前的大多数发电厂所使用的是火灾报警系统。

该系统是以离子感烟探测器、感温电缆等火灾探测元件为基础组成的报警系统。

它只是在火灾事故发生之后所发出的报警，而环境温度为-40℃- +68℃时，目前的所有的线型定温型感温电缆都无法发出报警，不能够在火灾发生之前发现事故的隐患，不能提前预知事故的发生，提前发出报警信号。

所以该系统不能够预防事故的发生。

发电厂的事故的发生，是有前兆可循的。

发电厂的火灾事故大多与温度有关。

在火灾发生之前，当电缆过载或损坏（如绝缘破坏）、开关触点损坏、电容减效等都会产生巨大的热量，使温度过高、过热，导致事故的发生。

通过对温度的探测、研究，可以发现事故发生的前兆，提前对事故发出报警，即预警，及时地采取措施，防止事故的发生。

我们通过对设备(如高压开关柜、控制柜等)、电缆沟层、电缆出线的接头、蓄电池的在线监测，探测、发现事故发生的前兆，预知事故，提前发出事故预警警报，可以及时采取措施，防止事故的发生，达到减小事故损失的目的。

因此，实现设备和电缆的在线监测就能够起到事故预警的作用，这就是在线监测及事故预警系统（OES）。

二﹑系统功能
本系统通过对电厂的高压电气设备，电缆，电缆接头，输煤管线等设备的温度在线监测，捕捉事故发生的早期征兆，防止事故的发生，起到事故预警的作用。

系统主要功能如下：1. 事故预警功能。

通过对设备的温度在线监测，随时掌握温度变化情况。

通过专用的分析软件，能够提前预警事故的发生，实现事故的早期防治，防患于未
然。

2．远端监视功能。

通过网络在远端的计算机上就可以了解现场的每个探测点的情况，非常方便领导对现场情况的及时了解，有利于领导的决策、指挥。

3. 控制功能。

能够通过向下的信息传输，下发操作、控制指令，对一些能够控制的设备进行操作，提高自动化水平。

4. 撤防设防功能。

当工作人员进入现场检修时，可以撤防，检修完毕后再设防。

5. 多种通讯功能。

现场可以采用RS232、RS485或以太网通讯，满足多种用户要求。

6. 完善的报警功能。

系统可包含警笛﹑警灯告警，监控主机还可以有多媒体语言告警等。

7. 历史数据记录功能。

监控主机可对事件进行记录﹑打印，并有利于数据查询，方便事故分析。

8. 具有MIS接口功能，可以方便的与厂内的管理信息系统相连，实现信息资源共享，提高综合管理水平。

三﹑系统特点
山东正瑞电子有限公司根据电厂的实际情况,研制开发了OES-2000发电厂在线监测及事故预警系统,该系统具有如下特点：
1、充分考虑了监控区域的分散性和工作环境的复杂性，如强烈的电磁干扰、温度的变化等，采取了相应的措施，具有在特殊环境工作的可使用性和可靠性。

2、自动化程度高，能够在一台监控主机上实现本厂全域的监控，包括设备的在线监测、电缆沟道的监控等。

3、报警准确度高，具有防误报警功能。

通过防误报警算法，能够有效的避免误报警的发生，还可以同时对系统及探测器自身的故障进行监测。

4、显示直观准确，监视工作站通过CRT屏幕显示整个厂区设备电缆分布图，实时显示各个测点位置及温度值，直观准确。

5、数字温度传感器(DTS)能够实现与数字测温电缆（DTL）总线接口的集成，具有体积小、抗干扰能力强等优点。

6、系统采用总线式结构，便于现场安装与维护。

四、系统的结构、组成
1．高压设备在线监测
采用了当今先进的通讯技术，微处理器技术，光纤数字转换技术，独创设计的强电场环境下运行的非接触式测温技术，它克服了强电压、强电磁场、无绝缘、感温元件无法设置的技术难题，它能有效的辨别过热和短路火灾事故隐患，对温度进行在线监测，有效地检测其温度走向进行早期预判，为电力设备运行提供有效保证。

具体如下：
（1）高压数字温度探测器DTS-2
6路高压数字温度探测器直接安放在高压触点或母线上，高压温度探测器具有光纤纤尾，通过光纤将时实采集的精确温度值，发送给高压在线监测器。

由于采用光纤连接，隔离耐压超过50千伏，实现了高压隔离。

（2）高压在线监测器DMU181
高压在线监测器通过光纤连接高压温度探测器，连续、实时收集探测到的温度并显示，通过键盘可以设置报警温度值，当温度超过设定值时，控制动作，进行报警。

监测器具有总线接口，可以通过现场总线上传给监控管理主机，及时提供温度情况。

便于管理人员了解温度变化情况，为实现设备的状态检修提供技术依据，避免重大事故发生。

（3）良好的人机界面
基于OES-2000软件平台的时实监控画面，可以显示设备的分布情况，并显示各测点的温度，当设备出现异常，显示画面和故障音响同时告警，能迅速的判断故障发生的实际位置。

由此可以实现对高压设备的在线监测，如：高压开关柜，高压电缆接头，干式变压器，电机接线盒等。

2．输煤管线温度在线监测
输煤管线作为电厂的消防重点，存在大量的易燃粉尘及易燃固体。

一旦发生火灾，后果不堪设想，给电厂的运行带来安全隐患。

针对输煤管线的实际情况，我们采用高可靠性的温度探测器，实时在线监测温度变化情况及准确位置，掌握事故发生的前期征兆，预防火灾事故的发生。

具体如下：
温度探测器直接铺设在输煤管线上，实时在线监测温度变化情况，随时上传到在线监测器。

温度在线监测器连接温度探测器，连续、实时收集探测到的实时温度并显示。

可以设置报警值，通过报警继电器接点发出报警。

温度在线监测器具有总线接口，可以通过现场总线上传给监控管理主机。

监控主机实时显示监控画面，并显示各探测点位置，当温度出现异常时，
监控主机报警，通过监控主机显示的模拟画面直接查看，便于管理人员了解温度变化情况及相应位置，及时进行处理，避免事故的发生及蔓延。

温度探测器均为本安型，是由探测器连接成的数字测温电缆。

3．电缆接头及电缆沟/层的温度在线监测
随着机组容量的增大，自动化水平的提高，电缆用量越来越多使得发电厂地下布满了各种电缆。

由于电缆长度增加，其火灾事故的发生几率也相应增加。

一旦发生电缆火灾，将造成严重损失。

目前在建和运行的发电厂，大多仍采用易燃电缆，因此，电缆防火问题尤为突出。

温度的升高是电缆火灾发生前的最主要征兆，因此我们通过对电缆接头/电缆层架的温度监测，能有效的辨别电缆及其接头的老化所发生的过热和火灾隐患，对电缆过热引起的火灾能够早期预测。

同时，配合电缆沟/层的离子感烟探测、红外/微波探测、浸水探测等，能够对地下电缆沟的小动物活动情况以及水位进行探测，为现场设备的安全运行提供了有力的保证。

具体做法为：
在电缆接头、电缆层/沟安装温度采集器和探测器（探头），实时探测精确的温度值，上传到集线器（DMU182）；集线器将收集的信号通过现场总线系统上传给监控主机；由监控主机做出判断，监控主机显示实时监控画面，并且可以虚拟显示全厂各测点的地理分布位置及对应温度情况。

当温度出现异常时，显示画面和故障音响同时告警。

通过计算机显示的模拟画面直接查看，能够迅速的判断故障发生的实际位置。

便于查找，及时处理，避免事故的发生及蔓延。

也能够为事故前后的领导决策提供有力的支持。

采集器具有模拟量和开关量输入，具体为：
数字温度探测器（DTS-1）：模拟量测量电缆接头温度；
DTL连续测温电缆模拟量测量电缆层/架温度；
FTLD连续测温电缆模拟量测量电缆层/架温度；
烟雾探测器开关量测量电缆沟/室烟雾；
小动物入侵探测器开关量小动物活动情况；
浸水探测器开关量电缆浸水情况探测；
4．环境监测
环境监测作为系统的辅助监测部分，包括：烟雾、明火探测，浸水探测，小动物入侵及非法人员进入监测等。

具体为：
明火探测器安装在因故障或老化易于打火的设备间，如电容室。

当电容故障前出现打火时，明火探测器报警，监控主机通过预警网络得到报警信息，发出设备故障预报警。

烟雾探测器安装在电缆沟或通风烟道。

在起火前，通过探测烟雾情况，及时发出起火报警。

浸水探测安装在电缆沟的进出口。

当发生浸水时，发出报警信号并上传，提醒检修人员及时处理，避免事故的发生。

小动物入侵探测器主要用于监测某些部位（如：电缆沟）的小动物活动情况，通过安装此探测器，实现对小动物活动情况的监测。

在电厂的关键部位安装非法进入探测器，当有人员非法进入时，发出报警信号并上传，同时启动警笛报警。

事故预警系统通过对多种探测器所采集的信息进行综合分析，可以实现主要出线电缆的在线测温、高压开关柜在线监测、明火、烟雾探测、浸水、小动物入侵电缆隧道、非法进入的监测等功能，并通过对这些信息（如ROC）的综合分析、判断，提取事故特征，发出事故预警，并打印记录，以备查询。

系统的整体拓扑结构如下页图所示：
最下层为探测器层。

该层安装各种探测器，如烟雾探测器、明火探测器、温度传感器、温度探测电缆、FTLD测温电缆、开关柜开关温度探测器等。

图例
过探测器层将探测到的信息以开关量或模拟量的形式传送给数字测量控制单元(DMU)。

数字测量控制单元有DMU181、DMU182等几种型号，均为智能化测量兼控制单元，分别具有不同的接入口，可以分别接入不同的探测器，同时将测量信息通过现场总线上传到数字控制终端（DCT）。

DMU181、DMU182还能够在线设置各种参数，安装、调试非常方便。

数字控制终端（DCT）收集传感器信息并作出判断，同时将信息上传给监控主机。

DCT具有报警功能，同时可以接受监控主机下发的控制命令，执行控制操作（如发出报警、启动灭火器、开关某项作业等）。

DCT有DCT281、DCT282等不同型号。

监控主机接收从DCT发出的信息，通过CRT显示本地的建筑及沟道、层架的布局情况，可以直观的显示各探测器的工作情况。

当有报警信息时，可以通过语音发出不同的报警信号。

还可以通过控制操作，将控制命令下发到DCT，由DCT执行相应的操作命令。

通过权限登录，在本地网上的其他微机也可以实时看到探测情况和报警信息。

方便领导实时掌握现场情况，做出决策。

通过GPS卫星时钟的接入，能够使记录的时间更准确，更容易对事故的起因进行分析、追忆。