近年来,35kV及以下变电站相继发生电缆头损坏事故,不仅电缆头及电缆烧毁,还引起变电站长时间停电。为避免或减少停电次数,缩短停电时间,提高供电可靠率,降低35 kV及以下电缆头损坏事故率,显得非常要。
电缆头的电场是一个畸变电场,造成电场畸变的主要原因是:做接头时,电缆的铜屏蔽层、半导体屏蔽层、绝缘层、线芯都必须进行剥切,在电缆接头线芯和屏蔽层的切 断处,会产生电应力集中现象,电场强度最大,是整个接头的薄弱环节,同时,电缆头安装一般是现场安装,现场安装条件较差,不可避免会侵入灰尘、气体、水分等杂质,从而影响电缆头绝缘。加上电缆使用过程中,频繁的电力通断切换,会引起温度的大起大落,这会导致电缆疲劳,使塑性变形增大,收缩量增加,影响绝缘寿命和性能;护套材料温度变化比绝缘要小,但疲劳蠕动在一定程度上也会影响电缆防护寿命。当电缆头因为各种原因老化后,造成接触点电阻大。在未达到传统保护的定值时,就会发热,温度过高,从而导致电缆头爆炸以及更严重的连锁事故。
而电缆终端头防爆系统的出现正好解决了这个难题。由于中低压电缆终端头故障一般发生在开关柜内,可以通过在开关柜内装设传感器的方式迅速找到并切除故障。当电缆终端头故障时会温度过高并产生弧光,传感器检测到弧光后把信号传递给辅助单元,辅助单元对信号进行判断。当弧光信号和温度满足条件时时启动跳闸出口跳闸。主单元 之间可以互相交换弧光信号以提供系统化的保护。电缆终端头防爆系统的动作时间为6ms,整个跳闸过程(含断路器动作时间)不超过60ms,同时由于采用了弧光判据减少了误跳的产生,从而极大的提高了运行的安全性和可靠性。
2,组成部分:
整套系统由主单元、信息管理单元、温度集中器、温度传感器、深紫外光传感器、通信专用电缆组成。
1,主单元
1) 温度和深紫外光传感器探测信号的自动采集、逻辑设置管理。
2) 对所有关联传感器的持续监视。
3) 对开关柜馈线段温度的持续监测。
4) 保护跳闸启动方案的选择。
5)温度越界告警。
6) 故障方位的精确定位。
7)错误信息管理
8) 故障信息的管理。
2,温度集中器
温度集中器主要负责采集各专用温度传感器采样点的温度数据,并将信息上传至主单元。
3,信息管理单元
信息管理单元主要用于管理各个主单元上传的信息,如温度、跳闸等,并通过多通信接口实现一台信息单元集中显示和管理多台主单元的功能。为用户提供友好直观的
4,温度传感器
1)为了提高测温精度和实时性,采用专用测温电缆外接在传感器上,然后连接至温度传感器进行测温。
2)采用高精度、高灵敏度温度传感器与高可靠性转换单元实现主温度测量。
3)传感器内部自带温度检测单元,进行辅助温度检测。
4)传感器检测到的温度同转换单元检测到的温度进行差错校准、误差分析、处理后得出测量温度。
5)采用高可靠性、无电子干扰的机械式温度开关辅助于超温报警检测,实现无误报、无漏报。
5,深紫外光传感器
当电缆接头位置发生因故障引发的弧光时,深紫外光传感器检测弧光中独有的深紫外光成分(正常大气光谱以及可见光中不含深紫外光,只有电弧光含有)。并将信号传输给主控制单元,以保护电缆头容易故障的部位。
3,功能说明:
1)系统的跳闸回路单独作用于各自单独的馈线断路器,以单独切除电缆故障的馈线间隔,不影响其他馈线和间隔以及整段母线的供电。
2) 当电缆终端头因故障发热超过温度设定值时,信息集中管理单元会发出温度告警信号,并将数据上传至后台监控系统。
3) 通过智能分析电流和温度关系曲线,根据电流和温度曲线偏离程度,主单元执行相应跳闸启动,在电缆头发生损坏时切除故障。因同时由于采用了温度、电流的双重判据减少了误跳的产生。
4) 而当温度越界同时又有深紫外光出现,主控制单元则会启动相应的跳闸出口。保护的动作时间约6ms,整个跳闸过程(含断路器动作时间)不超过56ms,在电缆头发生爆炸时迅速切除故障。因同时由于采用了深紫外光、温度的双重判据减少了误跳的产生,从而极大的提高了电缆头运行的安全性和可靠性。
5) 因为光纤只能采样和传输红光和红外光信号,不能实现深紫外光的采集和传输,所以深紫外光的采集和传输需采用专用的深紫外光感应器和传输电缆。
6)电缆头防爆集中控制系统中,各模块的电源不外置,以保证系统的高可靠性。
7)电缆头防爆集中控制装置装设于开关柜上,装置通信管理单元具有故障定位功能、故障代码指示功能,并对整个系统(包括传感器及连接线)具有完善的在线自检功能,同时能发出对故障能做出告警指示。
8)温度传感器测温点为独特外的外延式测量,测温点由一根测温电缆单独连接至测温所需位置。