[发明专利]海上平台电缆载流量的监测装置及监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电缆载流量监测方法，尤其涉及一种海上平台电缆载流量的监测装置及监测方法。属于海洋工程领域。

背景技术

随着海上平台改造和建设的不断深入，电力电缆的使用量大幅度增加，因此，电力电缆的运行管理、监测维护工作变得越来越重要，而工作量也显著增加。为了保证投入运行的电缆线路的使用寿命和安全，电缆线路往往低负荷运行，导致传输能力浪费，十分不经济。并且，由于电缆的额定载流量是在假设运行环境最恶劣时计算得到的，其值偏小，因此，便造成电缆的利用率较低。

电缆的导体温度与载流量是可以根据电缆周围环境因素(如：温度)与负荷的变化进行计算的，其导体温度及所能承受的最大电流是指导调度实时调整输送功率，提高现有电缆的负荷率的重要参数。也就是说，运行温度是电缆的一个重要参数。当电缆在额定负荷下运行时，线芯温度达到允许值。而电缆一旦过负荷，线芯温度将会急剧上升，并加速其绝缘老化，甚至发生热击穿。由于电流流过导体线芯，所引起的诸如：线芯焦耳损耗、主绝缘介质损耗以及金属护套损耗等，这些因素均容易造成电缆温度的升高。

对于导体温度的监测，实际上，是对与线芯直接相连的电缆主绝缘的最大温度的监测。当电缆绝缘温度过高时，将加速电缆的老化程度、缩短电缆的使用寿命，甚至是发生电缆被击穿的事故，因此，在实际监测中，对于绝缘所允许的运行温度都有明确的规定。通常，电缆持续工作时，纸绝缘所允许的温度为：65℃-80℃；热塑性材料(如：聚氯乙烯、聚乙烯)在75℃以上时，由于分子长链之间的自由移动变得更容易，导致其机械强度变低；而热固性绝缘材料(如：交联聚乙烯、聚丙乙烯)通过分子之间的交联，具有更好的机械和耐热性能，其持续工作允许的最大温度为：90℃。研究发现，当交联聚乙烯(XLPE)电缆的工作温度超过其允许值的8％时，其寿命将减半；如果超过15％，电缆的寿命将只剩下1/4。

电缆的载流量是指电缆运行期间，不超过正常额定温度条件下，所能承载的最大电流。即电缆载流量研究的是：在给定导体最大运行温度和当前电缆运行电流的基础上，计算导体允许通过的最大电流。所以，必须对电缆的运行温度及实时电流进行采集，这就要求对电缆的实际负荷进行合理调度。在电力电缆的选型和敷设阶段，由于不可能对实际运行环境进行全面的考虑，通常，都是根据标准环境温度进行的，这样，将导致电缆在环境温度较高时，其运行于处于过热状态，减少了电缆运行的寿命。

实际工作时，为了避免出现上述情况，通过适当保留负载能力的方法来解决，但这却使得电缆的使用不经济。因此，无论是从电力电缆自身安全运行角度，还是从电力系统调度需要的角度出发，都需要通过对电缆温度的在线监测以及采集当前电缆的运行电流，进而完成电缆的载流量计算。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种海上平台电缆载流量的监测装置及监测方法，其能够根据实际运行状态和运行环境，实时对电缆的负荷进行调度和调整，不仅保证了电缆的运行安全，使其带负荷能力得到充分发挥，而且，在有些情况下，还可以解决电力调度中紧急状况下的电力供应问题，实现了对电缆的合理利用；同时，能够及时发现电缆的异常状况，并及时采取措施，避免事故的发生，达到预报警的目的。

本发明的目的是由以下技术方案实现的：

一种海上平台电缆载流量的监测装置，其特征在于：包括：配电柜、光纤光栅解调监测系统、电流采集装置、传输中继设备、温度传感器，其中，电流采集装置与配电柜连接，将电流采集装置所采集到的电流传输到传输中继设备中，由传输中继设备将电信号转换为光信号；温度传感器布设在电缆的表面上，温度传感器的尾纤汇集到光纤分线盒中，由光纤分线盒通过光缆连接到光纤光栅解调监测系统中。

所述电流采集装置与设在配电柜中的电流表连接。

所述温度传感器为光纤光栅温度传感器。

所述电缆位于配电柜内。

根据权利要求1所述的海上平台电缆载流量的监测方法，其特征在于：采用以下步骤：

第一步：实时电流的采集：

第二步：实施温度的采集：

第三步：进行导线线芯温度及载流量计算；然后，再进行监测数据的判别。

所述第一步的具体步骤是：

(1)将电流采集装置采集到的电流传输到传输中继设备中；

(2)由传输中继设备将电信号转换为光信号，并传输到光纤光栅解调监测系统中。

所述第二步的具体步骤是：