Что такое онлайн мониторинг кабелей

• основная цель: Обеспечение непрерывного мониторинга в реальном времени и предупреждения о неисправностях критического рабочего состояния высоковольтных силовых кабелей и их аксессуаров (клемм и соединений) с целью повышения эксплуатационной надежности кабельных линий и перехода от реактивного ремонта к упреждающему профилактическому обслуживанию.

• Размеры мониторинга: В основном покрывает кабельсостояние изоляции, иТемпература проводника и места соединенияслишкомЦелостность внешней оболочкиЭто три основных элемента, от которых зависит срок службы и безопасность эксплуатации кабелей.

• Ключевые технологии:

  • Контроль изоляцииКонтроль частичного разряда (ЧР) в режиме реального времени является основой системы, которая обнаруживает слабые сигналы разряда внутри изоляции с помощью различных датчиков, таких как ультравысокочастотные (УВЧ), высокочастотные (ВЧТ) и акустические (АЭ).

  • Контроль температуры:: Технология распределенного волоконно-оптического измерения температуры (DTS) используется для непрерывного мониторинга распределения температуры по всему пути следования кабеля, а для мониторинга критических точек применяются инфракрасное тепловидение, беспроводное пассивное измерение температуры и другие технологии.

  • Мониторинг оболочки:: Определите наличие заземления, коррозии или внешних повреждений металлической оболочки, контролируя ток в петле оболочки или подавая сигнал постоянного тока.

• -архитектура системы: Принятие многоуровневой распределенной архитектуры, включающей фронтальные датчики, устройства сбора и обработки данных на месте, высокоскоростную коммуникационную сеть и внутреннюю интеллектуальную диагностическую мастер-станцию для достижения комплексного зондирования, интеллектуального анализа и визуализации данных.

• применяемое значение:: Возможность за несколько недель или даже месяцев предупредить об ухудшении изоляции кабеля, перегреве соединений и других серьезных неисправностях, эффективно предотвращая внезапные аварии с обрывом кабеля и обеспечивая основные технологии для безопасной эксплуатации городских электросетей, важных коридоров передачи, атомной энергетики, железнодорожного транспорта и других ключевых объектов инфраструктуры.

I. Необходимость онлайнового мониторинга кабелей

Высоковольтные силовые кабели, особенно проложенные в подземных кабельных линиях, обладают свойствами "скрытой техники". При возникновении неисправности ее не только трудно обнаружить и требуется много времени на ремонт, но и она может привести к длительным перебоям в подаче электроэнергии и огромным экономическим потерям. Традиционный ручной осмотр и периодические автономные испытания (например, испытание переменным напряжением) имеют "слепую зону" и не способны обнаружить внутренние дефекты, которые динамически развиваются в процессе эксплуатации.

Основное назначение устройства онлайн-мониторинга кабеля - улавливать сигналы о раннем ухудшении характеристик, возникающие в кабеле в условиях его работы без электропитания, и реализовывать..:

• Раннее предупреждение о неисправности: Предупреждения до того, как ухудшение изоляции достигнет критической точки.

• точное позиционирование: Укажите точное место, где произошел дефект (например, какой стык, сколько метров от терминала).

• Оценка состояния:: Комплексная оценка общего состояния кабельных линий для обеспечения данных, необходимых для управления активами и поддержания их состояния.

II. Основные технологии и принципы мониторинга

1. оперативный контроль состояния изоляции: контроль частичного разряда (ЧР)
Частичный разряд - это "главный виновник", приводящий к окончательному разрушению изоляции кабеля. Он относится к слабому, локальному искровому разряду, возникающему внутри изоляции кабеля (например, в воздушных зазорах, загрязнениях) или в аксессуарах.

• Принципы мониторингаЛокальные разряды сопровождаются различными физическими сигналами, которые фиксируются системой онлайн-мониторинга для определения наличия и степени тяжести разряда.

  • Ультравысокая частота (УВЧ): Высокочастотные электромагнитные волны (300 МГц-3 ГГц), генерируемые электрическими разрядами, излучаются вдоль поверхности кабельных аксессуаров. Эти сигналы могут быть обнаружены с высокой чувствительностью путем установки УВЧ-датчиков на кабельных клеммах или соединениях. Этот метод отличается высоким отношением сигнал/шум и высокой устойчивостью к помехам.

  • Метод высокочастотного трансформатора тока (HFCT):: Разряд генерирует импульсные токи, которые протекают через провод заземления кабеля на землю. Эти высокочастотные импульсные токовые сигналы можно отключить, зажав HFCT на проводе заземления кабеля. Этот метод прост в установке и широко используется.

  • Акустика (AE): Разряд генерирует ультразвуковые волны. Прикрепив акустические датчики к поверхности крепления кабеля, можно "услышать" звук разряда. Комбинируя несколько акустических датчиков, можно акустически определить местоположение точки разряда в трех измерениях.

• Диагностика и позиционирование:: Внутренняя система анализирует собранные сигналы PD **PRPD mapping (Phase Resolved Partial Discharge Mapping)**, и форма отображения может быть использована для определения типа разряда (например, разряд во внутреннем воздушном зазоре, разряд вдоль поверхности и т. д.). Благодаря разнице во времени прибытия (TDOA) сигналов нескольких датчиков можно точно рассчитать расстояние распространения источника разряда вдоль кабельной линии для определения места повреждения.

2. Онлайн мониторинг температуры
Температура проводников кабеля является ключевым фактором, определяющим его несущую способность, а аномальное повышение температуры в местах стыков и других соединений является наиболее распространенным предвестником отказа.

• Распределенное зондирование температуры (DTS - Distributed Temperature Sensing):: Это реализация кабеляполный путьСамая передовая технология для мониторинга температуры. Термочувствительное оптическое волокно прокладывается в той же траншее, что и силовой кабель, а центральный компьютер DTS передает в волокно лазерные импульсы. Анализируя интенсивность и время комбинационного рассеяния лазерных импульсов, рассеянных в волокне, можно рассчитать температуру в каждой точке волокна. Преимуществом является возможность получения непрерывного температурного профиля без контроля "слепых" зон, что особенно удобно для кабельных линий большой протяженности и важности.

• инфракрасное тепловидение:: Для кабельных заделок и аксессуаров, подвергающихся воздействию воздуха, можно проводить бесконтактное измерение температуры с помощью встроенной инфракрасной камеры, чтобы отслеживать распределение температуры на поверхности в режиме реального времени и визуально обнаруживать горячие точки.

3. он-лайн мониторинг оболочек и систем заземления
Металлическая оболочка (или экран) кабеля необходима для защиты изоляции и однородности электрического поля.

• Мониторинг кровообращения в оболочке:: Контроль наведенных кольцевых токов в оболочке путем установки трансформатора тока на проводе заземления оболочки кабеля. Аномально высокий кольцевой ток может указывать на многоточечное замыкание на землю оболочки, что приведет к дополнительным потерям и локальному перегреву.

• Контроль целостности оболочки:: В системах заземления с перекрестным соединением наличие обрыва оболочки, попадания воды или повреждения изоляции можно определить, контролируя работу защитных устройств или подавая сигналы определенной частоты.

III. Архитектура системы и применение данных

Устройство онлайн-мониторинга кабеля обычно состоит из следующих компонентов:

1. сенсорный слой:: Различные типы датчиков (UHF, HFCT, волоконно-оптические DTS, температурные зонды и т.д.), установленные вдоль кабельных трасс.

2. Слой сбора данных и пограничных вычислений:: Устройства сбора данных, развернутые в полевых условиях (например, в кабельных туннелях, на оконечных вышках) и отвечающие за высокоскоростной сбор данных, предварительную обработку сигнала, извлечение признаков и локальную сигнализацию.

3. уровень коммуникационной сети:: Передача данных об объекте в центр мониторинга по оптическому волокну, по электросети или по беспроводной сети общего пользования (4G/5G).

4. Диагностика основного сайта и уровень представленияИнтеллектуальное диагностическое программное обеспечение развернуто на внутреннем сервере для проведения всестороннего анализа, прогнозирования тенденций и поиска неисправностей в массивах данных, а также предоставления пользователям визуализированных отчетов о состоянии кабеля и информации о раннем предупреждении через веб-приложения и мобильные приложения.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Как далеко заблаговременно может предупредить о неисправности система онлайн-мониторинга кабеля?
Это зависит от того, насколько быстро развивается повреждение. Для частичных разрядов, вызванных постепенным старением и увлажнением изоляции, процесс от обнаружения слабого сигнала ЧР до развития пробоя может длиться недели, месяцы или даже дольше, обеспечивая достаточный промежуток времени для организации технического обслуживания. Для непредвиденных событий, таких как повреждение в результате воздействия внешних сил, время предупреждения очень мало.

2. В чем существенное отличие распределенного волоконно-оптического измерения температуры (DTS) от традиционного точечного измерения температуры?
Измерение температуры в точке(например, термопары, инфракрасные датчики) могут измерять температуру только в конкретной точке, а для мониторинга между точками существует "мертвая зона". В то время какDTSПревращает все волокно в датчик, способный передавать информацию по всему кабелю.Каждый метр или меньше.Непрерывные данные о температуре кабеля представляют собой скачок от "точки" к "линии". Это очень важно для обнаружения локальных горячих точек в кабелях (например, дефектов внутри соединений, влияния внешних источников тепла).

3. Требует ли установка системы онлайн-мониторинга отключения кабеля?
Большинство систем мониторинга могут быть установлены на кабелеэлектрифицированная работаСитуация реализуется несколькими способами. Например, высокочастотные термодатчики крепятся к заземляющему проводу, УВЧ- и акустические датчики устанавливаются на вспомогательных поверхностях, а тепловизионные камеры являются бесконтактными. Только волокна для измерения температуры распределенной волоконно-оптической системы измерения температуры должны быть проложены одновременно с прокладкой кабеля или дооснащены рядом с кабелем в последующем проекте.

4. Как данные мониторинга системы используются для принятия решений по техническому обслуживанию?
Главное программное обеспечение системы является основой для принятия решений. Оно не только отображает данные, но и, что более важно, имеет встроенную базу экспертных знаний и интеллектуальные алгоритмы диагностики. Например, когда система обнаруживает сигнал PD, она автоматически анализирует его профиль PRPD, выдает диагноз "подозрение на разряд воздушного зазора внутри аксессуара" и отмечает место повреждения. Когда DTS обнаруживает аномальное повышение температуры в определенной точке, она объединяет исторические данные и ток нагрузки в этой точке, чтобы определить, является ли это нормальным повышением температуры, вызванным нагрузкой, или дефектным нагревом соединения. Эти точные "диагностические отчеты" непосредственно направляют персонал по эксплуатации и техническому обслуживанию для составления точных программ технического обслуживания "где ремонтировать и что ремонтировать".

 Компания Inotera стремится предоставить ведущие в отрасли решения для онлайн-мониторинга кабелей. Мы объединяем передовые технологии мониторинга для создания высокоинтегрированной, интеллектуальной системы продуктов, призванной вывести управление эксплуатацией и обслуживанием кабелей на совершенно новый уровень.

Наши основные преимущества:

• Всенаправленный и многомерный мониторинг. Наша система объединяет различные модули, такие как высокочастотный/ультравысокочастотный частичный разряд, распределенное оптоволоконное измерение температуры (DTS), мониторинг кольцевого тока оболочки и тока заземления и т. д., что позволяет осуществлять 360-градусный мониторинг изоляции, температуры и состояния оболочки кабеля без мертвого угла.

• Основные алгоритмы и точная диагностика. Оснащенный интеллектуальным диагностическим механизмом собственной разработки, он может автоматически выполнять картографический анализ PRPD, точно определять тип разряда, а благодаря алгоритму позиционирования слияния нескольких датчиков, он может повысить точность определения места повреждения до метрового уровня, предоставляя вам четкие и выполнимые диагностические отчеты.

• Модульная конструкция и гибкая конфигурация. Будь то целенаправленный мониторинг одной критически важной линии или комплексное покрытие всей кабельной сети, мы предлагаем модульные, масштабируемые решения от датчиков до основного программного обеспечения. Продукты могут быть гибко адаптированы к различным уровням напряжения и сценариям применения (например, городские кабельные туннели, подстанции, морская ветроэнергетика и т. д.).

• Интегрированная интеллектуальная платформа. Обеспечивает единую платформу визуализации мониторинга, представляя сложные данные мониторинга в виде интуитивно понятных графиков, кривых трендов и 3D-карт. Система поддерживает веб-доступ и доступ с мобильных устройств, push-сигнализацию в реальном времени и автоматическую генерацию отчетов, позволяя контролировать состояние кабеля в любое время и в любом месте.

Мы не только поставляем превосходную продукцию, но и предоставляем полный спектр профессиональных услуг - от обследования объекта, разработки программы, установки и ввода в эксплуатацию до анализа данных после обработки и технической поддержки.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить интеллектуальное решение для мониторинга, адаптированное к вашим кабельным трассам.