Was ist Online-Kabelüberwachung?

• KernzielZiel ist es, eine kontinuierliche Echtzeit-Überwachung und Fehlerwarnung des kritischen Betriebszustands von Hochspannungskabeln und deren Zubehör (Klemmen und Muffen) zu erreichen, um die Betriebszuverlässigkeit von Kabelleitungen zu verbessern und eine Verlagerung von der reaktiven Reparatur zur proaktiven vorbeugenden Wartung zu erreichen.

• Dimensionen der Überwachung: Deckt hauptsächlich das Kabel abIsolationszustand,Temperatur von Leiter und AnschlussstellezuUnversehrtheit des AußenmantelsDies sind die drei Kernelemente, die die Lebensdauer und den sicheren Betrieb von Kabeln beeinflussen.

• Schlüsseltechnologien:

  • Überwachung der IsolierungDas Herzstück des Systems ist die Online-Teilentladungsüberwachung, bei der schwache Entladungssignale innerhalb der Isolierung mit Hilfe verschiedener Sensoren wie Ultrahochfrequenz (UHF), Hochfrequenz (HFCT) und Akustik (AE) erfasst werden.

  • Überwachung der Temperatur:: Die Technologie der verteilten faseroptischen Temperaturmessung (DTS) wird eingesetzt, um eine kontinuierliche Überwachung der Temperaturverteilung auf dem gesamten Kabelweg zu erreichen, oder Infrarot-Wärmebildtechnik, drahtlose passive Temperaturmessung und andere Technologien werden zur Überwachung kritischer Punkte eingesetzt.

  • Überwachung des Mantels:: Bestimmen Sie das Vorhandensein von Erdung, Korrosion oder externen Schäden am Metallmantel, indem Sie den Schleifenstrom des Mantels überwachen oder ein Gleichstromsignal einspeisen.

• -SystemarchitekturVerteilte Schichtenarchitektur mit Front-End-Sensoren, Vor-Ort-Datenerfassungs- und -Verarbeitungseinheiten, Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsnetz und einer intelligenten Back-End-Diagnose-Masterstation zur umfassenden Erfassung, intelligenten Analyse und Visualisierung von Daten.

• angewandter WertDie Technologie soll in der Lage sein, Wochen oder sogar Monate im Voraus vor einer Verschlechterung der Kabelisolierung, einer Überhitzung der Muffen und anderen schwerwiegenden Fehlern zu warnen, so dass plötzliche Kabelausfälle wirksam vermieden werden können und eine Schlüsseltechnologie für den sicheren Betrieb städtischer Stromnetze, wichtiger Übertragungskorridore, der Kernkraft, des Schienenverkehrs und anderer wichtiger Infrastrukturen bereitgestellt wird.

I. Die Notwendigkeit der Online-Überwachung von Kabeln

Hochspannungskabel, vor allem in unterirdischen Kabeltrassen, haben die Eigenschaft der "verborgenen Technik". Wenn ein Fehler auftritt, ist er nicht nur schwer zu lokalisieren und die Reparatur dauert lange, sondern kann auch zu ausgedehnten Stromausfällen und großen wirtschaftlichen Verlusten führen. Die herkömmliche manuelle Inspektion und regelmäßige Offline-Prüfung (z. B. Wechselspannungsprüfung) hat einen blinden Fleck und ist nicht in der Lage, die internen Defekte zu erkennen, die sich während des Betriebs dynamisch entwickeln.

Der Hauptzweck des Online-Überwachungsgeräts für Kabel besteht darin, die frühen Verschlechterungscharakteristiksignale zu erfassen, die innerhalb des Kabels in seinem nicht strombetriebenen Betriebszustand auftreten, und..:

• Frühzeitige Warnung vor FehlfunktionenWarnungen, bevor die Isolierung einen kritischen Punkt erreicht.

• genaue PositionierungGeben Sie die genaue Stelle an, an der der Defekt aufgetreten ist (z. B. welche Verbindung, wie viele Meter vom Terminal entfernt).

• Bewertung des Zustands:: Umfassende Bewertung des Gesamtzustandes von Kabelleitungen, um Daten für das Asset Management und die Instandhaltung zu liefern.

II. zentrale Überwachungstechnologien und -prinzipien

1. die Online-Überwachung des Isolationszustands: Teilentladungsüberwachung (TE)
Die Teilentladung ist der "Hauptverursacher", der letztendlich zum Ausfall der Kabelisolierung führt. Sie bezieht sich auf die schwache, örtlich begrenzte Funkenentladung, die innerhalb der Kabelisolierung (z. B. Luftspalten, Verunreinigungen) oder in den Zubehörteilen auftritt.

• Grundsätze der Überwachung:: Örtliche Entladungen werden von einer Vielzahl physikalischer Signale begleitet, die vom Online-Überwachungssystem erfasst werden, um auf das Vorhandensein und die Schwere der Entladung zu schließen.

  • Ultrahochfrequenz (UHF)Hochfrequente elektromagnetische Wellen (300 MHz-3 GHz), die durch elektrische Entladungen erzeugt werden, werden entlang der Oberfläche von Kabelzubehör abgestrahlt. Diese Signale können mit hoher Empfindlichkeit durch die Installation von UHF-Sensoren an Kabelanschlüssen oder -verbindungen erfasst werden. Diese Methode hat ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis und ist sehr widerstandsfähig gegen Störungen.

  • Hochfrequenz-Stromwandlermethode (HFCT):: Die Entladung erzeugt pulsierende Ströme, die durch den Erdleiter des Kabels zur Erde fließen. Diese hochfrequenten Impulsstromsignale können durch Anklemmen des HFCT an den Erdleiter des Kabels ausgekoppelt werden. Diese Methode ist einfach zu installieren und weit verbreitet.

  • Akustik (AE)Entladung: Die Entladung erzeugt Ultraschallwellen. Durch die Anbringung von akustischen Sensoren an der Oberfläche der Kabelbefestigung kann das Geräusch der Entladung "gehört" werden. Durch die Kombination mehrerer akustischer Sensoren ist es möglich, den Entladungspunkt akustisch in drei Dimensionen zu lokalisieren.

• Diagnose und PositionierungDas Backend-System analysiert die gesammelten PD-Signale **PRPD-Mapping (Phase Resolved Partial Discharge Mapping)**, und die Form des Mappings kann verwendet werden, um die Art der Entladung zu bestimmen (z. B. interne Luftspaltentladung, Entladung entlang der Oberfläche usw.). Durch die Ankunftszeitdifferenz (TDOA) mehrerer Sensorsignale kann die Ausbreitungsdistanz der Entladungsquelle entlang der Kabelleitung genau berechnet werden, um eine Fehlerortung zu erreichen.

2. online Temperaturüberwachung
Die Temperatur der Leiter eines Kabels ist ein Schlüsselfaktor bei der Bestimmung seiner Belastbarkeit, während abnormale Temperaturerhöhungen an Muffen und anderen Verbindungen die häufigsten Vorläufer von Ausfällen sind.

• Verteilte Temperaturmessung (DTS - Distributed Temperature Sensing):: Das ist die Realisierung des Kabelsvollständiger PfadDie fortschrittlichste Technologie zur Temperaturüberwachung. Eine temperaturempfindliche optische Faser wird im gleichen Graben wie das Stromkabel verlegt, und der DTS-Mainframe sendet Laserimpulse in die Faser. Durch Analyse der Intensität und des Zeitpunkts der Raman-Streuung der in der Faser zurückgestreuten Laserimpulse kann die Temperatur an jedem Punkt der Faser berechnet werden. Der Vorteil besteht darin, dass ein kontinuierliches Temperaturprofil erstellt werden kann, ohne dass blinde Zonen überwacht werden müssen, was besonders für lange und wichtige Kabelstrecken geeignet ist.

• Infrarot-Wärmebildtechnik:: Für Kabelendverschlüsse und Zubehörteile, die der Luft ausgesetzt sind, kann eine berührungslose Temperaturmessung mit einer Inline-Infrarotkamera durchgeführt werden, um die Oberflächentemperaturverteilung in Echtzeit zu überwachen und heiße Stellen visuell zu erkennen.

3. die Online-Überwachung von Ummantelungs- und Erdungsanlagen
Der Metallmantel (oder die Abschirmung) des Kabels ist wichtig, um die Isolierung zu schützen und das elektrische Feld zu homogenisieren.

• Überwachung des Mantelkreislaufs:: Überwachung der induzierten Ringströme im Kabelmantel durch Installation eines Stromwandlers auf dem Kabelmantelerdungsdraht. Ein abnorm hoher Ringstrom kann auf einen Mehrpunkt-Erdschluss im Kabelmantel hinweisen, der zu zusätzlichen Verlusten und örtlicher Überhitzung führt.

• Überwachung der Unversehrtheit des Mantels:: Bei querverbundenen Erdungssystemen kann das Vorhandensein von gebrochenen Umhüllungen, Wassereinbrüchen oder Isolationsschäden durch die Überwachung des Betriebs ihrer Schutzeinrichtungen oder durch die Einspeisung von Signalen mit einer bestimmten Frequenz festgestellt werden.

III. systemarchitektur und Datenanwendungen

Ein Online-Kabelüberwachungsgerät besteht in der Regel aus den folgenden Komponenten:

1. Sensorschicht:: Verschiedene Arten von Sensoren (UHF, HFCT, DTS-Lichtwellenleiter, Temperatursonden usw.), die entlang der Kabeltrassen installiert sind.

2. Datenerfassung und Edge-Computing-Schicht:: Datenerfassungseinheiten, die vor Ort eingesetzt werden (z. B. in Kabeltunneln, Endmasten) und für die Hochgeschwindigkeitsdatenerfassung, die Signalvorverarbeitung, die Merkmalsextraktion und lokale Alarme zuständig sind.

3. Kommunikationsnetzschicht:: Übertragung der Standortdaten zur Überwachungszentrale über Glasfaser, Stromträger oder drahtloses öffentliches Netz (4G/5G).

4. Hauptseitendiagnose und PräsentationsebeneIntelligente Diagnosesoftware wird im Backend-Server eingesetzt, um eine umfassende Analyse, Trendvorhersage und Fehlersuche auf massiven Daten durchzuführen und den Nutzern visualisierte Kabelzustandsberichte und Frühwarninformationen über das Internet und mobile Apps zur Verfügung zu stellen.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

1. wie weit im Voraus kann ein Online-Kabelüberwachungssystem vor einer Störung warnen?
Dies hängt davon ab, wie schnell sich der Fehler entwickelt. Bei Teilentladungen, die durch allmähliche Alterung und Feuchtigkeit in der Isolierung ausgelöst werden, kann der Prozess von der Erkennung eines schwachen TE-Signals bis zur letztendlichen Entwicklung eines Durchschlagsfehlers Wochen, Monate oder sogar länger dauern, was ein ausreichendes Zeitfenster für die Anordnung von Wartungsarbeiten bietet. Bei unerwarteten Ereignissen wie Schäden durch äußere Einwirkungen ist die Vorwarnzeit sehr kurz.

2) Worin besteht der wesentliche Unterschied zwischen der verteilten faseroptischen Temperaturmessung (DTS) und der herkömmlichen Punkttemperaturmessung?
Punktuelle Temperaturmessung(z. B. Thermoelemente, Infrarot) können nur die Temperatur an einem bestimmten Punkt messen, und es gibt einen blinden Fleck für die Überwachung zwischen den Punkten. WährendDTSVerwandelt die gesamte Faser in einen Sensor, der in der Lage ist, Informationen über den Kabelweg zu liefernJeder Meter oder weniger.Die kontinuierlichen Temperaturdaten des Kabels sind ein Sprung vom "Punkt" zur "Linie". Dies ist entscheidend für die Erkennung lokaler heißer Stellen in Kabeln (z. B. Defekte in Muffen, Einfluss externer Wärmequellen).

3) Erfordert die Installation eines Online-Überwachungssystems Kabelausfälle?
Die meisten Überwachungssysteme können auf Kabeln installiert werdenelektrifizierter BetriebDie Situation wird auf verschiedene Weise geklärt. So werden z. B. HFCTs an die Erdleitung geklemmt, UHF- und akustische Sensoren werden auf Zubehörflächen montiert, und Wärmebildkameras arbeiten berührungslos. Lediglich die Temperaturmessfasern eines verteilten faseroptischen Temperaturmesssystems müssen bei der Kabelverlegung mitverlegt oder in einem späteren Projekt neben dem Kabel nachgerüstet werden.

4) Wie werden die Überwachungsdaten des Systems in Instandhaltungsentscheidungen umgesetzt?
Die System-Master-Software ist das Herzstück der Entscheidungsfindung. Sie zeigt nicht nur Daten an, sondern verfügt vor allem über eine integrierte Wissensbasis und intelligente Diagnosealgorithmen. Wenn das System beispielsweise ein TE-Signal erkennt, analysiert es automatisch dessen PRPD-Profil, gibt die Diagnose "Verdacht auf Luftspaltentladung im Zubehör" aus und markiert den Fehlerort. Wenn das DTS einen abnormalen Temperaturanstieg an einem bestimmten Punkt feststellt, kombiniert es die historischen Daten und den Laststrom an diesem Punkt, um festzustellen, ob es sich um einen normalen, durch die Last verursachten Temperaturanstieg oder um eine fehlerhafte Erwärmung der Verbindung handelt. Diese präzisen "Diagnoseberichte" leiten das Betriebs- und Wartungspersonal direkt an, um präzise Wartungsprogramme zu formulieren, "wo und was repariert werden muss".

 Inotera ist bestrebt, branchenführende Online-Kabelüberwachungslösungen anzubieten. Wir kombinieren fortschrittliche Überwachungstechnologien, um ein hochintegriertes, intelligentes Produktsystem zu schaffen, das Ihren Kabelbetrieb und Ihr Wartungsmanagement auf ein völlig neues Niveau hebt.

Unsere wichtigsten Stärken:

• Omnidirektionale und multidimensionale Überwachung. Unser System integriert verschiedene Module wie Hochfrequenz/Ultrahochfrequenz-Teilentladung, verteilte faseroptische Temperaturmessung (DTS), Mantelringstrom- und Erdstromüberwachung usw., um eine 360-Grad-Überwachung der Kabelisolierung, der Temperatur und des Mantelzustands ohne toten Winkel zu erreichen.

• Kernalgorithmen und Präzisionsdiagnostik. Ausgestattet mit einem selbst entwickelten intelligenten Diagnosemodul kann es automatisch eine PRPD-Mapping-Analyse durchführen, die Art der Entladung genau identifizieren und durch den Multi-Sensor-Fusions-Positionierungsalgorithmus die Fehlerortungsgenauigkeit bis auf den Meter genau verbessern und Ihnen klare und ausführbare Diagnoseberichte liefern.

• Modularer Aufbau und flexible Konfiguration. Ob es um die gezielte Überwachung einer einzelnen kritischen Leitung oder die umfassende Abdeckung eines gesamten Kabelnetzes geht, wir bieten modulare, skalierbare Lösungen vom Sensor bis zur Leitstellensoftware. Die Produkte können flexibel an verschiedene Spannungsebenen und Anwendungsszenarien angepasst werden (z. B. städtische Kabeltunnel, Umspannwerke, Offshore-Windkraftanlagen usw.).

• Integrierte intelligente Plattform. Bieten Sie eine einheitliche Visualisierungsplattform, die komplexe Überwachungsdaten in Form von intuitiven Grafiken, Trendkurven und 3D-Karten darstellt. Das System unterstützt Web- und Mobilzugang, Echtzeit-Push-Alarme und die automatische Erstellung von Berichten, so dass Sie den Zustand des Kabels jederzeit und überall kontrollieren können.

Wir liefern nicht nur hervorragende Produkte, sondern bieten auch eine breite Palette professioneller Dienstleistungen an, von der Standortuntersuchung, dem Programmdesign, der Installation und Inbetriebnahme bis hin zur Datenanalyse und technischen Unterstützung nach dem Prozess.

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