電力電纜分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范
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電力電纜運(yùn)行溫度測(cè)量與導(dǎo)體溫度計(jì)算是提高電力電纜線路安全可靠運(yùn)行的有效措施之一，也是提 高電纜線路載流能力的重要手段。為規(guī)范電力電纜分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的技術(shù)要求試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目及試驗(yàn) 方法等，特制定本標(biāo)準(zhǔn)。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電力電纜分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱光纖測(cè)溫系統(tǒng))的工作條件、技術(shù)指標(biāo)、試 驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目、試驗(yàn)方法、通信數(shù)據(jù)格式及安裝應(yīng)用等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于安裝在單芯電力電纜上的光纖測(cè)溫系統(tǒng)，其他應(yīng)用方式可參照本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
什么是分布式光纖測(cè)溫技術(shù)
電力電纜分布式光纖測(cè)溫 Distributed Optical Fiber Temperature Sensor System for Power Cable 利用沿電纜設(shè)置的測(cè)溫光纜作為傳感器，采用光時(shí)域反射(OTDR)或光頻域反射(OFDR)技術(shù) 對(duì)電纜的運(yùn)行溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)。一般由測(cè)溫光纜、測(cè)溫主機(jī)及監(jiān)測(cè)計(jì)算軟件等組成。
測(cè)溫光纜 Optical Fiber Cable for Temperature Measurement
一種用于溫度測(cè)量的光纜。
測(cè)溫光纜按其在電纜線路中的布置形式為內(nèi)置式和外置式。內(nèi)置式測(cè)溫光纜是在電纜生產(chǎn)過(guò)程中將 測(cè)溫光纜置于電纜結(jié)構(gòu)層中；外置式測(cè)溫光纜是沿電纜線路按一定方式固定在電纜外護(hù)套表面。
測(cè)溫主機(jī) Temperature Monitoring Device 由光-電處理單元和控制單元等組成。
光-電處理單元指用于產(chǎn)生、傳輸和接收光信號(hào)的所有硬件和軟件。包含激光源、光開(kāi)關(guān)、數(shù)據(jù)采 集單元、微處理器、存儲(chǔ)單元及通信單元等。控制單元指對(duì)所測(cè)得的溫度數(shù)據(jù)處理、計(jì)算及保存的所有硬件和軟件。
單通道測(cè)量時(shí)間 Single-channel Measurement Time
光纖測(cè)溫系統(tǒng)的一個(gè)通道完成一次最大標(biāo)稱長(zhǎng)度范圍內(nèi)的溫度測(cè)量所需的時(shí)間。
空間分辨率 Spatial Resolution
在測(cè)溫光纜上某點(diǎn)出現(xiàn)溫度階躍變化時(shí)，光纖測(cè)溫系統(tǒng)所能測(cè)得的該溫度階躍變化值的10%到90% 之間的距離長(zhǎng)度
溫度測(cè)量準(zhǔn)確度 Accuracy of Temperature Measurement
在一定溫度范圍內(nèi)光纖測(cè)溫系統(tǒng)所測(cè)得的溫度值與標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的測(cè)量值之間的最大偏差值。
定位準(zhǔn)確度 Accuracy of Positional Resolution
對(duì)測(cè)溫光纜上的某溫度變化段（或點(diǎn)）與測(cè)量原點(diǎn)的距離，光纖測(cè)溫系統(tǒng)的測(cè)量長(zhǎng)度值與標(biāo)準(zhǔn)尺測(cè) 量值之間的最大偏差值。
導(dǎo)體溫度計(jì)算準(zhǔn)確度 Accuracy of Conductor Temperature Calculation
對(duì)電力電纜的導(dǎo)體溫度值，光纖測(cè)溫系統(tǒng)的實(shí)時(shí)計(jì)算值與熱電偶測(cè)量值之間的最大偏差值。
動(dòng)態(tài)載流量 Dynamic Cable Rating
根據(jù)測(cè)得的電纜運(yùn)行溫度，實(shí)時(shí)計(jì)算出的電纜線路當(dāng)前時(shí)間段內(nèi)的許用載流量。
熱溫點(diǎn)Hot Spot
在電纜線路路徑上，影響電纜線路載流量、散熱條件最差的區(qū)域段（或點(diǎn)）及短時(shí)溫度異常變化的 區(qū)域段（或點(diǎn)）。
遠(yuǎn)端位置 the Distal Position
在光纖測(cè)溫系統(tǒng)單通道標(biāo)稱測(cè)量距離的末端位置。
光纖測(cè)溫系統(tǒng)所配置的測(cè)溫光纜需滿足如下工作條件：
a） 測(cè)溫光纜的工作條件應(yīng)符合電力電纜的運(yùn)行工作條件；
b） 帶護(hù)套的測(cè)溫光纜應(yīng)滿足-20°C?+75°C溫度范圍內(nèi)連續(xù)穩(wěn)定測(cè)量，允許短時(shí)承受150°Co
測(cè)溫主機(jī)的正常工作條件
光纖測(cè)溫系統(tǒng)的測(cè)溫主機(jī)應(yīng)在以下條件下運(yùn)行：
a） 環(huán)境溫度：戶內(nèi)：-5°C?+40°C；
b） 環(huán)境相對(duì)濕度：5%?95% （產(chǎn)品內(nèi)部，既不應(yīng)凝露，也不應(yīng)結(jié)冰）；
c） 大氣壓力：80kPa?llOkPa；
d） 場(chǎng)地安全要求：符合GB/T 9361 B類安全規(guī)定；
e） 系統(tǒng)安全要求：符合GB 4943的相關(guān)規(guī)定；
f） 外殼防護(hù)要求：宜至少滿足IP30；
g） 工作電源：
—額定電壓：AC 220V+15%；
—頻率：（50 + 0.5） Hz；
—電源諧波總畸變率：7HRW8%。
特殊工作條件
當(dāng)超出規(guī)定的工作條件時(shí)，由用戶與供應(yīng)商協(xié)商確定。
技術(shù)要求
?一般規(guī)定
光纖測(cè)溫系統(tǒng)的接入不應(yīng)改變電纜線路的連接方式、密封性能、絕緣性能及電氣完整性，不應(yīng)影響 現(xiàn)場(chǎng)其他設(shè)備的安全運(yùn)行。
測(cè)溫光纜
測(cè)溫光纜應(yīng)滿足如下技術(shù)要求：
a） 多模光纜應(yīng)符合GB/T 12357的有關(guān)規(guī)定，單模光纜應(yīng)符合GB/T 9771的有關(guān)規(guī)定，一般采用 多模光纜。
b） 測(cè)溫光纜的最小彎曲半徑應(yīng)小于電纜線路最小彎曲半徑要求，內(nèi)置式測(cè)溫光纜的中心管式結(jié)構(gòu) 在電纜線路最小彎曲半徑情況下不應(yīng)出現(xiàn)斷裂等情況。
c） 如有阻水、阻燃要求，可采用合適的阻水、阻燃材料填充，阻水、阻燃材料應(yīng)不損害光纖測(cè)溫 及傳輸特性和使用壽命。
測(cè)溫主機(jī)
電纜線路運(yùn)行溫度實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)
實(shí)時(shí)測(cè)量電纜結(jié)構(gòu)層的溫度及溫度分布，實(shí)時(shí)顯示電纜線路運(yùn)行溫度的最大值、最小值和平均值等。
熱溫點(diǎn)的測(cè)量與定位
對(duì)電纜線路上的熱溫點(diǎn)可實(shí)時(shí)進(jìn)行溫度測(cè)量及定位，并對(duì)熱溫點(diǎn)的位置變化進(jìn)行連續(xù)測(cè)量與記錄。
數(shù)據(jù)通信
應(yīng)滿足IEC 61850通信標(biāo)準(zhǔn)，可與綜合監(jiān)測(cè)單元或站端監(jiān)測(cè)單元進(jìn)行信息數(shù)據(jù)交換；具有接收和執(zhí) 行遠(yuǎn)程對(duì)時(shí)、參數(shù)調(diào)閱和命令設(shè)置的功能?？刹捎肦S485、GPRS等其他輔助通信方式。
可按IEC61850規(guī)定的數(shù)據(jù)格式將一段時(shí)間段內(nèi)的原始溫度數(shù)據(jù)和特征數(shù)據(jù)等上傳到監(jiān)控中心。 可按IEC 61850規(guī)定的數(shù)據(jù)格式將當(dāng)前的運(yùn)行溫度、導(dǎo)體計(jì)算溫度及動(dòng)態(tài)載流量等數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控 中心。
報(bào)警功能
異常情況下應(yīng)自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警，并將報(bào)警信息（位置、溫度、時(shí)間等）按IEC 61850通信標(biāo)準(zhǔn)上傳至 上級(jí)綜合監(jiān)控平臺(tái)，并可通過(guò)短信平臺(tái)等途徑通知相關(guān)人員。報(bào)警限值應(yīng)不少于兩級(jí)設(shè)置，報(bào)警事件的 準(zhǔn)確率應(yīng)不低于99%O應(yīng)至少具有以下報(bào)警功能：
溫度超限報(bào)警
可分區(qū)設(shè)置超溫報(bào)警值，當(dāng)監(jiān)測(cè)溫度超過(guò)報(bào)警設(shè)定值或?qū)w溫度計(jì)算值超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)報(bào) 警。對(duì)于外置測(cè)溫光纜形式，溫度超限報(bào)警的推薦設(shè)定值為50°C；對(duì)于內(nèi)置測(cè)溫光纜形式，溫度超限報(bào) 警的設(shè)定值宜根據(jù)測(cè)溫光纜所在結(jié)構(gòu)層的最高允許溫度確定。
溫升速率報(bào)警
可分區(qū)設(shè)置溫升速率報(bào)警值，一定時(shí)間內(nèi)當(dāng)監(jiān)測(cè)溫度變化超過(guò)設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)報(bào)警。溫升速率報(bào)警推 薦設(shè)定值為在相鄰測(cè)量周期內(nèi)溫度升高超過(guò)4°C。
溫差報(bào)警
當(dāng)電纜線路三相運(yùn)行溫度差值超過(guò)設(shè)定值時(shí)或當(dāng)電纜線路某段溫度最高值和線路平均值的差值超 過(guò)設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)報(bào)警。溫差報(bào)警的推薦設(shè)定值為溫度差值超過(guò)15°C
溫度異常點(diǎn)寸艮警
當(dāng)電纜線路某一點(diǎn)的溫度值與其周圍5m內(nèi)的其他點(diǎn)的溫度值的差值超過(guò)設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)報(bào)警。溫度 異常點(diǎn)報(bào)警的推薦設(shè)定值為溫度差值超過(guò)10°C
功能異常報(bào)警
當(dāng)光纖測(cè)溫系統(tǒng)的通信、溫度測(cè)量、溫度計(jì)算等功能出現(xiàn)異常情況時(shí)應(yīng)啟動(dòng)報(bào)警。
監(jiān)測(cè)計(jì)算軟件的基本功能
電纜導(dǎo)體溫度計(jì)算
應(yīng)能實(shí)時(shí)計(jì)算電纜線路的導(dǎo)體溫度值及溫度分布，實(shí)時(shí)顯示電纜導(dǎo)體溫度的最大值、最小值和平均 值等。
電纜線路動(dòng)態(tài)載流量計(jì)算
應(yīng)能實(shí)時(shí)計(jì)算出電纜線路的動(dòng)態(tài)載流量，給出電纜線路的最大允許載流量與允許時(shí)間及電纜導(dǎo)體溫 度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
數(shù)據(jù)保存及事件識(shí)別
應(yīng)完整存儲(chǔ)電纜線路運(yùn)行溫度、導(dǎo)體溫度、負(fù)荷電流、熱溫點(diǎn)溫度及位置等數(shù)據(jù)，具有斷電不丟失 數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)自動(dòng)定期保存及數(shù)據(jù)備份的功能，具有上傳數(shù)據(jù)及異常數(shù)據(jù)單獨(dú)保存功能，異常情況下應(yīng)能 夠正確建立事件標(biāo)識(shí)。
