核心詞：NH-KVV-450 耐火 控制 電纜 
　　柳州110kV高壓電纜已達60km,預計今后每年以15～20km的速度增長,高壓電纜的運行維護將成為今后重點工作。在電纜檢測技術(shù)的應用中,紅外成像檢測與局部放電檢測技術(shù)較為成熟。紅外成像檢測形成了國家標準與應用導則,《帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應用導則》要求對電纜終端每年進行紅外熱像儀成像檢測,以發(fā)現(xiàn)電纜終端或接頭的發(fā)熱故障。除了紅外檢測外,局部放電檢測也是一種有效的手段,可檢測電纜絕緣狀態(tài)并評估。但由于電磁信號干擾,該方法還在不斷嘗試和研究中。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)被廣泛應用到食品安全、藥物分析、環(huán)境監(jiān)測、毒物分析、質(zhì)量控制、生物化工以及醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。但色譜-質(zhì)譜聯(lián)裝置過于笨重,不適合現(xiàn)場巡檢。本文首先根據(jù)不同溫度下電纜的氣體成分選取特征氣體與合適傳感器,設(shè)計傳感電路并研制檢測裝置。然后搭建實驗平臺,測試電纜在80℃、120℃、150℃與180℃等溫度下儀器的反應時間與氣體濃度。
　　1、NH-KVV-450/750V-30*1.5耐火控制電纜:選取實際運行的電纜在電纜溝中進行測試
　　最后選取實際運行電纜,在電纜溝中進行現(xiàn)場測試,驗證檢測系統(tǒng)的性能。選取交聯(lián)聚乙烯高壓電纜試樣,在實驗室中采用色譜-質(zhì)譜儀分析高壓交聯(lián)聚乙烯電纜在不同溫度下產(chǎn)生的氣體,結(jié)果如表1所示。從表中可見,交聯(lián)聚乙烯成分很復雜,其中Benzenemethanol與.alpha.,.alpha.-dimethyl-類氣體隨著溫度升高其濃度降低,此類氣體不適合作為特征氣體。Methylstyrene(甲基苯乙烯)類氣體成分的濃度隨溫度成正向關(guān)系,即溫度越高氣體濃度越大,保留時間超過了18分鐘,氣體濃度在80℃時為0.9%,在180℃時超過20%,是理想的特征氣體。以Methylstyrene作為特征氣體選擇傳感器,但目前并沒有檢測該類氣體的傳感器。于是只能尋找其他氣體成分,從表中可知,環(huán)氧乙烷類氣體Acetaldehyde(乙醛)與Acetone(丙酮)也具有正向溫度特性,Acetone在80℃、120℃、150℃與180℃溫度下的濃度分別為0.19%、0.64%、2.69%與3.02%,保留時間為6.14分鐘;Acetaldehyde在80℃時不存在,120℃、150℃與180℃溫度下的濃度分別為0.12%、0.79%與1.12%,保留時間為7.9分鐘。經(jīng)查,英國CityTechnology公司4ETO傳感器可檢測Acetaldehyde與Acetone氣體,該傳感器使用方便,性能優(yōu)良。
　　2、NH-KVV-450/750V-30*1.5耐火控制電纜:最后選擇乙醛和丙酮作為特征氣體
　　本文最終選定Acetaldehyde與Acetone為特征氣體,選用4ETO為傳感器。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示,包括以下幾個部分:電化學傳感器:采用英國City公司4ETO,將特征氣體濃度轉(zhuǎn)換成對應的微弱電流信號;信號調(diào)理單元:由恒電位電路及微電流檢測單元構(gòu)成傳感器信號調(diào)理單元,恒電位電路為電化學傳感器提供恒定的工作電壓,微電流檢測單元將電化學傳感器產(chǎn)生的微弱電流信號進行I/V轉(zhuǎn)換后放大;主控制器模塊:包括ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換單元,實現(xiàn)對調(diào)理后的傳感器信號、溫度補償輸出信號以及電池電壓的采樣;按鍵、顯示和聲光報警控制;PWM信號占空比控制氣泵流率。氣體便攜式檢測系統(tǒng)一般在野外使用,因此需要滿足體積小、功耗低、易便攜以及待機時間長等需求。因此,檢測系統(tǒng)采用低功耗單片機作為主控制器,負責A/D采集、數(shù)據(jù)處理、PWM控制輸出、顯示及按鍵、蜂鳴器、串口通信等功能模塊。采用可充電鋰電池作為能源供給,軟件還考慮了休眠功能,以提高電池待機時間。主程序流程圖如圖1所示。從圖中可見,在初始化AD采樣模塊、存儲模塊、電量讀取模塊、通信模塊后,軟件讀取電池電量,若電量不足,則提示需要充電。在電量充足的情況下,啟動微型泵。
　　3、NH-KVV-450/750V-30*1.5耐火控制電纜:所以軟件設(shè)計的等待時間是半小時
　　傳感器需要預熱15分鐘到半個小時,因此,軟件設(shè)計等待時間為半個小時。若等待時間到,則關(guān)閉微型泵,以降低系統(tǒng)功耗,同時開啟氣體傳感器讀取流程。根據(jù)現(xiàn)場情況,軟件提供了濃度報警閾值修改功能,當檢測濃度超過報警閾值,則系統(tǒng)進行聲、光報警。為了能夠準確的檢測氣體濃度值,儀器先進行標定操作,標定的工作點數(shù)據(jù)以及不同溫度下補償值存儲在EEPROM中供計算使用。實驗平臺如圖2所示,圖中,玻璃罩尺寸1.2m*0.6m*0.45m,玻璃罩上方開出氣小孔,小孔直徑為20cm,方便測試時將氣體傳感器探入。在下方開兩個孔,將長度為1米的單芯交聯(lián)聚乙烯電纜通過套管固定。
　　4、NH-KVV-450/750V-30*1.5耐火控制電纜:用于實時檢測電纜接頭處的溫度
　　在玻璃罩左方開小孔,將光纖測溫探頭通過小孔固定在電纜接頭的金屬處,測溫裝置在玻璃罩外,以方便查看電纜接頭處的實時溫度。

　　5、NH-KVV-450/750V-30*1.5耐火控制電纜:可在給定時間自動開啟
　　電纜兩端套管通過電纜與大電流發(fā)生器連接,大電流發(fā)生器參數(shù)如表2所示,最大輸出電流2000A,大電流發(fā)生器有電流指示屏與時間自動控制按鈕,給定時間到可自動分閘。實驗時,升流器、調(diào)壓器以及電纜樣品之間的連接需緊固,礦用電纜以盡量減少接觸電阻,避免發(fā)熱。開始實驗,逐步增加通電電流,穩(wěn)定在320A通電2分鐘,電纜接頭溫度為80℃,檢測儀讀取的氣體濃度為0。維持此電流2分鐘后,溫度為90℃,氣體濃度為0。增加電流到500A,通電時間1分鐘,電纜接頭溫度達到120℃,檢測儀讀取的氣體濃度為311PPM。電流維持在500A,繼續(xù)通電1分鐘,電纜接頭溫度達到150℃,氣體濃度為1350PPM。
　　6、NH-KVV-450/750V-30*1.5耐火控制電纜:電纜接頭溫度達到180℃
　　電流維持在500A,再繼續(xù)通電1分鐘,電纜接頭溫度達到180℃,氣體濃度為2333PPM。數(shù)據(jù)如表3所示,可見,溫度越高,氣體濃度越大,檢測結(jié)論與采用質(zhì)譜-色譜儀檢測的結(jié)論相符。調(diào)節(jié)氣體傳感探頭與出氣小孔的距離,在不同距離下觀察檢測系統(tǒng)的讀數(shù),如表4所示,以查看檢測儀的靈敏度,可見,系統(tǒng)靈敏度足夠高。該結(jié)論為現(xiàn)場測試提供了指導,即傳感器與氣體源有一定距離也不影響檢測濃度。停止大電流發(fā)生器,輸出電流變成0。20分鐘后,氣體濃度下降到1900PPM,3小時后,氣體濃度為5PPM,幾乎降低為0,測試數(shù)據(jù)如表5所示,從表中可知,當氣體達到一定濃度后,其消散時間比較長,說明電纜一旦發(fā)生溫度過熱,產(chǎn)生了特征氣體,可有足夠的時間進行現(xiàn)場檢測。作者選取了一條運行中電纜進行現(xiàn)場測試,測試信息如表6所示,天氣晴朗,有微風,現(xiàn)場測試照片如圖3所示。電纜線路電壓等級為10kV,電纜沿著電纜溝溝敷設(shè)。
　　7、NH-KVV-450/750V-30*1.5耐火控制電纜:選取5個測試點
　　作者選取了5處測試點,每個測試點之間距離約200米。在每處測試點,先讀取距離電纜蓋板周圍1米處的濃度,作為背景值。在電纜蓋板上方縫隙處讀取濃度數(shù)據(jù),并記錄,為了對比,同時撬起蓋板,將傳感探頭探入電纜溝內(nèi),再次讀取數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場測試數(shù)據(jù)如表7所示,從表中可見,5個測試點處的背景氣體濃度均為0,蓋板上方縫隙處的濃度均為1PPM,電纜溝內(nèi)的氣體濃度與縫隙處的濃度相同。測試過程中,在測試點2#與測試點5#,作者可明顯聞到電纜溝內(nèi)有腐爛的氣味,但檢測儀器測試的數(shù)據(jù)依然不變,說明了檢測儀器對特征氣體以外的組分不敏感。根據(jù)以上測試結(jié)果,可以得出如下結(jié)論:測試位置不影響測試結(jié)果,在今后的現(xiàn)場測試過程中,可以不必撬開電纜溝蓋板,從而提高檢測效率;檢測系統(tǒng)對特征氣體之外的氣體不敏感,具有很好的抗干擾能力;測試時間很短,每個測試點處只需等待1分鐘,即可讀取穩(wěn)定的氣體濃度值。本文采用低功耗單片機與4ETO傳感器研制特征氣體檢測系統(tǒng),檢測高壓電纜絕緣揮發(fā)物中特征氣體的濃度。設(shè)計了實驗平臺,在實驗平臺中測試不同溫度下特征氣體的濃度與檢測時間,實驗數(shù)據(jù)驗證了設(shè)計方案的正確性。進行了現(xiàn)場測試,測試結(jié)果表明,檢測系統(tǒng)對特征氣體之外的氣體不敏感,具有很好的抗干擾性能檢測距離不影響檢測結(jié)論,說明檢測系統(tǒng)具有很好的靈敏度。
　　如果您對“NH-KVV-450/750V-30*1.5耐火控制電纜”感興趣，歡迎您聯(lián)系我們