Qu'est-ce que la surveillance du câble en ligne ?

• objectif principalLe but est d'améliorer la fiabilité opérationnelle des lignes de câbles et de passer d'une réparation réactive à une maintenance préventive proactive.

• Dimensions de la surveillanceLe câble : Il couvre principalement les caractéristiques du câble.état de l'isolationetTempérature du conducteur et du point de connexionaussiIntégrité de la gaine externeIl s'agit des trois éléments essentiels qui influencent la durée de vie et le fonctionnement sûr des câbles.

• Technologies clés:

  • Contrôle de l'isolationLa surveillance en ligne de la décharge partielle (DP) est le cœur du système, qui détecte les faibles signaux de décharge à l'intérieur de l'isolation au moyen d'une variété de capteurs tels que l'ultra-haute fréquence (UHF), la haute fréquence (HFCT) et l'acoustique (AE).

  • Contrôle de la températureLa technologie de mesure répartie de la température par fibre optique (DTS) est utilisée pour surveiller en continu la distribution de la température sur l'ensemble du trajet du câble. L'imagerie thermique infrarouge, la mesure passive de la température sans fil et d'autres technologies sont également utilisées pour surveiller les points critiques.

  • Surveillance de la gaine: : Déterminer la présence d'une mise à la terre, d'une corrosion ou d'un dommage externe à la gaine métallique en contrôlant le courant de boucle de la gaine ou en injectant un signal CC.

• -architecture du systèmeL'architecture distribuée en couches, comprenant des capteurs frontaux, des unités d'acquisition et de traitement des données sur site, un réseau de communication à grande vitesse et une station maîtresse de diagnostic intelligent en aval, permet de réaliser une détection complète, une analyse intelligente et une visualisation des données.

• valeur appliquéeLes technologies de l'information et de la communication (TIC) : être capable d'avertir des semaines, voire des mois, à l'avance de la détérioration de l'isolation des câbles, de la surchauffe des joints et d'autres défaillances graves, ce qui permet d'éviter efficacement les accidents dus à des ruptures soudaines de câbles et de fournir une technologie de base pour le fonctionnement sûr des réseaux électriques urbains, des corridors de transmission importants, de l'énergie nucléaire, des transports ferroviaires et d'autres infrastructures clés.

I. La nécessité d'une surveillance en ligne des câbles

Les câbles électriques à haute tension, en particulier ceux qui sont enfouis dans les lignes de câbles souterraines, présentent les caractéristiques d'une "ingénierie cachée". Lorsqu'une défaillance se produit, elle est non seulement difficile à localiser et longue à réparer, mais elle peut également provoquer des coupures de courant importantes et des pertes économiques considérables. L'inspection manuelle traditionnelle et les essais hors ligne périodiques (tels que l'essai de tension de tenue en courant alternatif) présentent un angle mort et sont incapables de détecter les défauts internes qui se développent de manière dynamique au cours du fonctionnement.

L'objectif principal du dispositif de surveillance en ligne du câble est de capturer les signaux caractéristiques de détérioration précoce se produisant à l'intérieur du câble dans ses conditions de fonctionnement hors tension et de réaliser les.. :

• alerte précoce en cas de dysfonctionnementLes alertes avant que la dégradation de l'isolation n'atteigne un point critique.

• positionnement précisIndiquer l'endroit exact où le défaut s'est produit (par exemple, quel joint, à combien de mètres de la borne).

• Évaluation de l'état de santé: évaluation complète de l'état général des lignes de câbles afin de fournir des données pour la gestion des actifs et le maintien de l'état des installations.

II. Technologies et principes de base de la surveillance

1. contrôle en ligne de l'état de l'isolation : contrôle de la décharge partielle (DP)
La décharge partielle est le "principal responsable" de la rupture éventuelle de l'isolation du câble. Il s'agit d'une faible décharge d'étincelles localisée qui se produit à l'intérieur de l'isolation du câble (par exemple, dans les fentes d'air, les impuretés) ou dans les accessoires.

• Principes de surveillanceLe système de surveillance en ligne permet d'en déduire la présence et la gravité de la décharge.

  • Ultra haute fréquence (UHF): Les ondes électromagnétiques à haute fréquence (300 MHz-3 GHz) générées par les décharges électriques sont rayonnées le long de la surface des accessoires de câbles. Ces signaux peuvent être détectés avec une grande sensibilité en installant des capteurs UHF au niveau des terminaisons ou des jonctions de câbles. Cette méthode présente un rapport signal/bruit élevé et est très résistante aux interférences.

  • Méthode du transformateur de courant à haute fréquence (HFCT)La décharge génère des courants pulsés qui circulent à travers le fil de terre du câble jusqu'à la terre. Ces signaux de courant pulsé à haute fréquence peuvent être couplés en fixant le HFCT au fil de terre du câble. Cette méthode est facile à installer et largement utilisée.

  • Acoustique (AE)Décharge : La décharge génère des ondes ultrasoniques. En fixant des capteurs acoustiques à la surface de l'attache du câble, le son de la décharge peut être "entendu". En combinant plusieurs capteurs acoustiques, il est possible de localiser acoustiquement le point de décharge en trois dimensions.

• Diagnostic et positionnementLe système d'arrière-plan analyse les signaux PD collectés **cartographie RPPD (Phase Resolved Partial Discharge Mapping)**, et la forme de la cartographie peut être utilisée pour déterminer le type de décharge (par exemple, décharge dans un espace d'air interne, décharge le long d'une surface, etc.) Grâce à la différence de temps d'arrivée (TDOA) des signaux de plusieurs capteurs, la distance de propagation de la source de décharge le long du câble peut être calculée avec précision pour localiser les défauts.

2. contrôle de la température en ligne
La température des conducteurs d'un câble est un facteur clé pour déterminer sa capacité de transport, tandis que les hausses de température anormales au niveau des joints et autres connexions sont les précurseurs les plus courants de la défaillance.

• Détection de température distribuée (DTS - Distributed Temperature Sensing): : Il s'agit de la réalisation du câblechemin completLa technologie la plus avancée en matière de surveillance de la température. Une fibre optique sensible à la température est posée dans la même tranchée que le câble d'alimentation, et l'unité centrale DTS transmet des impulsions laser dans la fibre. En analysant l'intensité et la durée de la diffusion Raman des impulsions laser rétrodiffusées dans la fibre, il est possible de calculer la température en chaque point de la fibre. L'avantage de ce système est qu'il permet d'obtenir un profil de température continu sans surveiller les zones aveugles, ce qui est particulièrement adapté aux lignes de câbles importantes et à longue distance.

• imagerie thermique infrarougeLa mesure de la température sans contact : Pour les terminaisons de câbles et les accessoires exposés à l'air, la mesure de la température sans contact peut être effectuée à l'aide d'une caméra infrarouge en ligne pour surveiller la distribution de la température de surface en temps réel et détecter visuellement les points chauds.

3. contrôle en ligne des systèmes de gaine et de mise à la terre
La gaine métallique (ou blindage) du câble est essentielle pour protéger l'isolation et homogénéiser le champ électrique.

• Surveillance de la circulation de la gaine: : Surveillance des courants de boucle induits dans la gaine par l'installation d'un transformateur de courant sur le fil de terre de la gaine du câble. Un courant de boucle anormalement élevé peut indiquer un défaut de mise à la terre de la gaine en plusieurs points, ce qui entraînera des pertes supplémentaires et une surchauffe localisée.

• Surveillance de l'intégrité de la gainePour les systèmes de mise à la terre interconnectés, la présence de ruptures de gaines, d'infiltrations d'eau ou de dommages à l'isolation peut être déterminée en surveillant le fonctionnement de leurs protecteurs ou en injectant des signaux d'une fréquence spécifique.

Architecture du système et applications des données

Un dispositif de surveillance des câbles en ligne se compose généralement des éléments suivants :

1. couche de capteurs: Différents types de capteurs (UHF, HFCT, DTS à fibre optique, sondes de température, etc.) installés le long des tracés de câbles.

2. Couche d'acquisition de données et d'informatique de pointeLes unités d'acquisition de données déployées sur le terrain (par exemple, dans les tunnels de câbles, les tours terminales), responsables de l'acquisition de données à grande vitesse, du prétraitement des signaux, de l'extraction des caractéristiques et des alarmes locales.

3. couche réseau de communicationTransmission des données du site au centre de surveillance : transmission des données du site au centre de surveillance par fibre optique, par courant porteur ou par réseau public sans fil (4G/5G).

4. Diagnostic du site principal et couche de présentationLe logiciel de diagnostic intelligent est déployé dans le serveur dorsal pour effectuer une analyse complète, prédire les tendances et localiser les défauts sur des données massives, et fournir aux utilisateurs des rapports visualisés sur l'état de santé du câble et des informations d'alerte rapide via le web et les applications mobiles.

Foire aux questions (FAQ)

1) Combien de temps à l'avance un système de surveillance des câbles en ligne peut-il avertir d'une défaillance ?
Cela dépend de la rapidité avec laquelle le défaut se développe. Pour les décharges partielles déclenchées par le vieillissement progressif et l'humidité dans l'isolation, le processus allant de la détection d'un faible signal de DP à l'apparition éventuelle d'une panne peut durer des semaines, des mois ou même plus longtemps, ce qui laisse suffisamment de temps pour organiser la maintenance. Pour les événements inattendus tels que les dommages dus à des forces extérieures, le délai d'alerte est très court.

2) Quelle est la différence essentielle entre la mesure distribuée de la température par fibre optique (DTS) et la mesure traditionnelle de la température par point ?
Mesure de la température ponctuelle(par exemple, thermocouples, infrarouges) ne peuvent mesurer la température qu'en un point précis, et il existe un angle mort pour la surveillance entre les points. Alors queDTSTransforme la fibre entière en capteur, capable de fournir des informations tout au long du parcours du câble.Tous les mètres ou moins.Les données de température continue du câble passent du "point" à la "ligne". Ceci est crucial pour la détection des points chauds localisés dans les câbles (par exemple, les défauts à l'intérieur des joints, l'influence des sources de chaleur externes).

3) L'installation d'un système de surveillance en ligne nécessite-t-elle des coupures de câble ?
La plupart des systèmes de surveillance peuvent être installés sur des câblesfonctionnement électrifiéLa situation est réalisée de différentes manières. Par exemple, les HFCT sont fixés au fil de terre, les capteurs UHF et acoustiques sont montés sur des surfaces accessoires et les caméras thermiques sont sans contact. Seules les fibres de détection de la température d'un système de mesure de la température par fibres optiques distribuées doivent être posées en même temps que le câble, ou installées à côté du câble dans le cadre d'un projet ultérieur.

4) Comment les données de surveillance du système se traduisent-elles en décisions de maintenance ?
Le logiciel maître du système est au cœur de la prise de décision. Il ne se contente pas d'afficher les données, il intègre une base de connaissances spécialisées et des algorithmes de diagnostic intelligents. Par exemple, lorsque le système détecte un signal de DP, il analyse automatiquement son profil PRPD, émet un diagnostic de "décharge d'entrefer suspectée à l'intérieur de l'accessoire" et marque l'emplacement du défaut. Lorsque le DTS détecte une augmentation anormale de la température à un certain endroit, il combine les données historiques et le courant de charge à cet endroit pour déterminer s'il s'agit d'une augmentation normale de la température causée par la charge ou d'un chauffage défectueux du joint. Ces "rapports de diagnostic" précis guident directement le personnel d'exploitation et de maintenance pour formuler des programmes de maintenance précis "où réparer et quoi réparer".

 Inotera s'engage à fournir des solutions de pointe en matière de surveillance des câbles en ligne. Nous combinons des technologies de surveillance avancées pour créer un système de produits intelligents hautement intégré, conçu pour amener votre gestion de l'exploitation et de la maintenance des câbles à un tout autre niveau.

Nos points forts :

• Surveillance omnidirectionnelle et multidimensionnelle. Notre système intègre divers modules tels que la décharge partielle à haute fréquence/ultra-haute fréquence, la mesure distribuée de la température par fibre optique (DTS), la surveillance du courant circulaire de la gaine et du courant de terre, etc., afin de permettre une surveillance à 360 degrés de l'isolation, de la température et de l'état de la gaine du câble sans angle mort.

• Algorithmes de base et diagnostics de précision. Équipé d'un moteur de diagnostic intelligent auto-développé, il peut automatiquement effectuer une analyse cartographique PRPD, identifier avec précision le type de décharge, et grâce à l'algorithme de positionnement par fusion multi-capteurs, il peut améliorer la précision de la localisation des défauts au niveau du mètre, vous fournissant des rapports de diagnostic clairs et exécutables.

• Conception modulaire et configuration flexible. Qu'il s'agisse de la surveillance ciblée d'une seule ligne critique ou de la couverture complète d'un réseau de câbles, nous proposons des solutions modulaires et évolutives, depuis les capteurs jusqu'au logiciel de la station maîtresse. Les produits peuvent être adaptés de manière flexible à différents niveaux de tension et scénarios d'application (par exemple, tunnels de câbles urbains, sous-stations, énergie éolienne en mer, etc.)

• Plate-forme intelligente intégrée. Fournir une plateforme de surveillance et de visualisation unifiée, présentant des données de surveillance complexes sous forme de graphiques intuitifs, de courbes de tendance et de cartes en 3D. Le système prend en charge l'accès Web et mobile, les alarmes push en temps réel et la génération automatique de rapports, ce qui vous permet de contrôler l'état de santé du câble à tout moment et en tout lieu.

Nous fournissons non seulement d'excellents produits, mais aussi une gamme complète de services professionnels, depuis l'étude du site, la conception du programme, l'installation et la mise en service jusqu'à l'analyse des données post-processus et l'assistance technique.

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