Логотип компании ЭПСА СПБ

Температурный мониторинг кабельных линий

Температурный мониторинг кабельных линий — это автоматизированная система непрерывного контроля теплового состояния силовых кабелей высокого, среднего или низкого напряжения в режиме реального времени. Главная цель такой системы — не допустить перегрева изоляции (особенно кабелей из сшитого полиэтилена — СПЭ), который приводит к её ускоренному старению, коротким замыканиям и масштабным авариям в энергосистеме.

Принцип работы

В современных системах, таких как решения от ГК «ЭнергопромАвтоматизация», используется технология DTS (Distributed Temperature Sensing) — распределённый температурный мониторинг. Его составляющие:

1. Датчик — само волокновдоль кабеля или прямо внутри его оболочки прокладывается тонкий волоконно-оптический кабель. Каждые несколько метров этого волокна работают как отдельный датчик температуры.
2. Сканирование лазеромспециальный прибор (интеррогатор) посылает в оптическое волокно лазерные импульсы.
3. Рамановское рассеяниеотражённый свет меняет свои физические свойства в зависимости от того, насколько сильно нагрет конкретный участок кабеля.
4. Построение теплового профиляконтроллер NPT за секунды обрабатывает сигнал и выдаёт график температуры по всей длине линии (хоть на 5, хоть на 30 километров) с точностью до 1 метра и 0,5–1 °C.

Размещение оптического датчика

В зависимости от проекта волоконно-оптический кабель (ВОК) может быть смонтирован несколькими способами:

Интегрированный в силовой кабельволокно укладывается в металлической трубке прямо под внешнюю оболочку кабеля из сшитого полиэтилена (СПЭ) ещё на заводе-изготовителе. Это наиболее точный метод.
Внешний (выносной)специализированный бронированный ВОК-датчик крепится хомутами или термолентой непосредственно к наружной поверхности фазных силовых кабелей или прокладывается вплотную к ним в кабельном канале/грунте.

Сбор и обработка информации

Сам шкаф сбора и обработки информации устанавливается, как правило, в релейном зале подстанции. Внутри него располагаются:

  • Оптический интеррогатор (DTS-модуль) электронно-оптический блок, который непрерывно «опрашивает» лазером подключённые оптические датчики.
  • Промышленный вычислитель — программное обеспечение обрабатывает «сырой» массив данных рефлектограммы, формируя непрерывный температурный профиль всей кабельной линии.
  • Программный модуль динамической токовой нагрузки (DLR) программное обеспечение сопоставляет текущую температуру кабеля, нагрузочный ток линии и параметры окружающей среды. На основе математических моделей оно рассчитывает, какую максимальную мощность (ампераж) можно пропустить через линию прямо сейчас без перегрева изоляции.

Интеграция в АСУ ТП и выдача сигналов

Результаты мониторинга визуализируются для диспетчера подстанции в SCADA NPT Compact, которая обеспечивает:

  1. Контроль «горячих точек». Текущая температура и локальные зоны перегрева (например, в местах пересечения с теплотрассами, сужениях кабельных каналов или около соединительных муфт) мгновенно подсвечиваются на мнемосхеме.
  2. Определение координат зон перегрева. Трасса кабеля визуализируется на географической карте в виде специализированной мнемосхемы (ГИС). Обнаруженные зоны перегрева отображаются на ней точками с точной привязкой к адресу и географическим координатам.
  3. Осуществление предупредительной и аварийной сигнализации. При достижении критических температурных порогов (для СПЭ обычно предупредительный — 85 °C, аварийный — 90 °C) система выдаёт сигналы в общую АСУ ТП объекта по протоколам МЭК 61850 или МЭК 60870-5-104.
  4. Динамическое управление нагрузкой (DLR — Dynamic Line Rating). На основе текущей температуры кабеля и окружающей среды алгоритм рассчитывает, можно ли временно пустить по линии повышенный ток (например, в пиковые часы нагрузки) без вреда для кабеля, или, наоборот, линию нужно срочно разгрузить.