一种管廊电缆漏电检测系统及检测方法

技术领域

本发明属于输送电领域，涉及一种电缆漏电检测技术，具体为一种管廊电缆漏电检测系统及检测方法。

背景技术

随着我国城市化建设进程的推进，城市地下电缆规模的迅速扩大和电压等级的不断提高，电力运营的安全，可靠性问题日益突出，电缆漏电会导致电力系统中供电末端抬高电压，影响电气设备正常使用，增大供电能耗损失。严重的会造成火灾等重大事故。

电缆漏电在整个生命周期任何时间点都可能形成，为了能够在早期发现这些缺陷，非常有必要掌握电缆漏电情况的详细信息。非接触式的电容、电感、电流互感检测方法是目前最为安全、方便操作的技术，得到了业内的关注，但测量精度偏低，已无法适应狭小空间内的或高密度布置的电缆设备检测，另外对微弱电流无法测量，起不到“安全第一，预防为主”的作用。

发明内容

本发明的目的是针对管廊电缆漏电问题，提供一种管廊电缆漏电检测系统及检测方法。光纤测温原理是依据拉曼散射的温度效应，入射光与散射介质发生非弹性碰撞，在相互作用时，入射光可以放出或吸收一个与散射介质分子振动相关的高频声子，长波一侧波长为斯托克斯线，短波一侧波长为反斯托克斯线，其中斯托克斯光与温度无关，而反斯托克斯光的强度则随温度变化。测量入射光和反射光之间的时间差，可得发射散射光的位置距入射端的距离，这样就实现了分布式的测量，可连续得到沿着光纤几十公里的检测信息，误报和漏报率大大降低，同时实现实时检测。当电缆运行时，会产生一定的温度场，光纤布置在电缆周围，可实时监测电缆的温度情况，当电缆漏电时，漏电点位处温度急剧升高，温度曲线陡升，触发报警系统。而且光纤距离与电缆距离一一对应，便于及时准确的找到漏电点位处，进行修复。

为实现上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种管廊电缆漏电检测系统，其特征在于：包括测温主机、测温光纤和信息输出主机，所述测温光纤缠绕在待检测管廊电缆上，并与测温主机相连，通过测温主机采集管廊电缆表面温度信息，所述信息输出主机通过网络与测温主机连接进行通信，实现对温度限值参数的设置和检测区域的划分，当采集到的温度超过设置的温度限值时，输出报警信息。

进一步地，所述测温光纤上设有便于维修人员找到漏电点的若干距离标识标签。

进一步地，所述距离标识标签在测温光纤上每隔10米设置一个。

进一步地，所述测温光纤采用单模光纤或双模光纤，根据所要检测的电缆距离来选择。当电缆检测距离在2公里以内则选用多模光纤，反之，则选用单模光纤。

进一步地，所述测温主机为分布式光纤测温系统的主机，由内置激光器、滤波器、高速数据采集卡与微处理器组成。

进一步地，所述测温光纤在管廊电缆表面等距螺旋缠绕。

进一步地，所述测温光纤缠绕管廊电缆表面后，通过在测温光纤外缠一层绝缘带保护固定。

进一步地，所述测温光纤的空间分辨率为ΔX，本发明光纤缠绕布置间距为

进一步地，所选用的测温光纤的空间分辨率ΔX≤0.5m，对电缆过热点的探测更为显著，可及时的发现火灾隐患。

进一步地，测温光纤的光纤接头采用FC接头，FC接头有接线牢靠、防灰尘的优点。

进一步地，信息输出主机可内嵌入软件。该软件可实现对报警参数、检测区域划分、采集电缆表面的温度数据并在屏幕中以温度曲线的形式显示并能输出报警信息等。而且具备安全记录功能，可储存系统运行以来的所有历史检测数据。

进一步地，信息输出主机和测温主机安装在监控室内。

进一步地，光纤在电缆表面螺旋缠绕均匀布置，能同时检测几百甚至上千个温度敏感点。

进一步地，测温主机的光学器件集成在一个高度集成的光学构件中，该光学构件全面密封，有效防止光学器件出现凝结和灰尘现象，避免光器件出现过早老化，延长系统寿命。

进一步地，距离标识标签在光纤布置之前沿光纤每隔10米粘贴在其上。

一种管廊电缆漏电检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，准备测温光纤；根据所要检测的电缆长度来选用测温光纤；

步骤二，粘贴标识标签；在测温光纤上每隔一段距离粘贴距离标识标签；

步骤三，布置测温光纤；测温光纤沿电缆缠绕均匀布置；

步骤四，安装电缆；把电缆安装在管廊的支架层上；

步骤五，安装测温主机和信息输出主机；在监控室内安装测温主机和信息输出主机；

步骤六，进行漏电检测；测温光纤的光纤接头与测温主机连接，将测温主机与信息输出主机通过信号线缆相连，信息输出主机设置检测区域和电缆运行温度控制限值，当监测到线缆温度超过限值范围，即输出报警信息和漏电点位；

步骤七，对漏电点位进行处理；信息输出主机输出漏电点位后，维护人员前往现场进行处理，根据距离标识标签锁定某区域段后，根据公式

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1.本发明测量精度高，通过实时分析软件可及时输出电缆温度曲线陡升漏电点位处位置，而且设置的距离标识标签方便维护人员能准确找到漏电点位，及时消除隐患。

2.测量距离远，适合远程检测。漏电检测系统可以连续的得到沿着探测光纤几十公里的温度测量信息，误报和漏报率大大降低，可以实现实时检测。

3.寿命长，成本低，系统简单。光纤的材料一般为石英玻璃，具有不腐蚀、耐火、耐水及寿命长的特性，综合考虑传感器的自身成本以及以后的维护费用，使用光纤传感器可以大大降低整个工程的最终经营成本。

附图说明

图1为本发明管廊电缆漏电检测系统示意图；

图2为本发明管廊电缆漏电检测系统测温光纤缠绕示意图。

图3为本发明管廊电缆漏电检测系统距离标识标签示意图。

图4为本发明管廊及双根电缆模型示意图。

图5为本发明测温光纤在管廊双根电缆间安装位置示意图。

附图标记：1-电缆缆芯层，2-电缆绝缘层，3-电缆保护层，4-测温光纤，5-距离标识标签，6-光纤距离标识，7-检测电缆总长度标识，8-管廊电缆号标识，9-管廊线缆，10-管廊，11-测温光纤支撑环，12-管廊支架。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述：

一种管廊电缆漏电检测系统，包括测温主机、测温光纤、信息输出主机和若干距离标识标签，所述测温光纤缠绕在待检测管廊电缆上，并与测温主机相连，通过测温主机采集管廊电缆表面温度信息，所述信息输出主机通过网络与测温主机连接进行通信，实现对温度限值参数的设置和检测区域的划分，当采集到的温度超过设置的温度限值时，输出报警信息。

如图2所示，本实施例中，管廊电缆由电缆缆芯层1、电缆绝缘层2和电缆保护层3组成，测温光纤4螺旋缠绕在电缆保护层3外表面，在测温光纤4上每隔10米设置一个距离标识标签5。

如图3所示，距离标识标签5上设有光纤距离标识6、检测电缆总长度标识7和管廊电缆号标识8。

所述测温光纤采用单模光纤或双模光纤，根据所要检测的电缆距离来选择。当电缆检测距离在2公里以内则选用多模光纤，反之，则选用单模光纤。

所述测温主机为分布式光纤测温系统的主机，由内置激光器、滤波器、高速数据采集卡与微处理器组成。

所述测温光纤在管廊电缆表面等距螺旋缠绕，所述测温光纤缠绕管廊电缆表面后，通过在测温光纤外缠一层绝缘带保护固定。

所述测温光纤的空间分辨率为ΔX，本发明光纤缠绕布置间距为

经数值模拟发现当电缆漏电时，漏电点位处温度升高，通过此系统获取电缆的温度参数即可判断出是否漏电及漏电点位位置。其中测温光纤缠绕均匀布置在电缆上，距离标识标签每隔10m粘贴在测温光纤上。测温主机由内置激光器、滤波器、高速数据采集卡与微处理器等组成，可采集电缆表面温度。信息输出主机通过网络与测温主机连接进行通信，可实现对温度限值参数的设置和检测区域的划分并输出报警信息。

在管廊中安装电缆时，给每一根电缆编号，比如1#，2#等，提前在测温光纤上每隔10m粘贴距离标识标签，并缠绕均匀布置在电缆上。在光纤一端头留2m长的尾纤，把测温主机和信息输出主机安装在监控室内，测温主机通过布置在电缆上的光纤获取表面温度实时检测，再把获取的信息传递给信息输出软件，该软件可设置检测区域及温度控制限值，本发明中温度限值为90℃，当检测到的某点位处温度超过90℃或温度发生突变≥+10℃，即输出报警信息。获取漏电点位位置后，维护人员立即对漏电点位处进行处理。

一种管廊电缆漏电检测方法，具体步骤如下：

步骤一，准备测温光纤；根据所要检测的电缆长度来选用测温光纤。

步骤二，粘贴标识标签；在测温光纤上每隔10m粘贴距离标识标签。

步骤三，布置测温光纤；测温光纤沿电缆缠绕均匀布置。

步骤四，安装电缆；把电缆安装在支架层上。

步骤五，安装测温主机和信息输出主机；在监控室内安装测温主机和信息输出主机。

步骤六，进行漏电检测；光纤接头与测温主机连接，将测温主机与信息输出主机通过信号线缆相连，信息输出主机设置检测区域和电缆运行温度控制限值，当电缆漏电时，漏电点位处温度会陡升，以本发明为例，选取XLPE电缆，电压为10KV，运行时温度临界值为90℃，即信息输出主机设置温度控制限值为90℃，而且电缆漏电温度会突变，信息输出主机上设置温度发生突变≥+10℃时，即输出报警信息。

步骤七，对漏电点位进行处理；信息输出主机输出漏电点位后，维护人员前往现场进行处理，根据距离标识标签锁定某区域段后，根据公式

检测完成。

进一步地，电缆常规每天检测一次，并对电缆的运行信息做好记录；

进一步地，若在检测完对历来数据进行分析时发现某电缆温度存在异常，可利用检测系统持续检测电缆的运行信息，及时预防，消除漏电隐患。但是持续检测会减少系统的使用寿命。

进一步地，在检测完后，测温光纤的尾纤宜用绝缘带固定在不易被损坏的位置。

进一步地，缠绕测温光纤时，用力应均匀，不要让测温光纤触碰尖锐物体，以免损坏光纤。若纤体有折痕、压痕或者破损，则该光纤不能再使用。

进一步地，光纤连接器在未使用时必须盖上防尘帽，在连接设备前严禁打开接头的防护装置。

进一步地，检测时，信息输出软件中设置检测区域为单根或多根，整段电缆或部分段电缆，根据所要检测的范围来确定。

进一步地，若在后期管廊电缆漏电检测时某些点位没有温度信息，检查测温光纤是否破损，当测温光纤损坏点密集分布时，可更换这一段的光纤，换新光纤进行熔接，但熔接后会降低漏电点位的检测精度。若损坏点零星分布时，可更换整根测温光纤。

作为优化，本发明中测温光纤也可沿电缆在其上直线布置，不同的是相比测温光纤缠绕布置，检测面积减小，灾害反应时间减小，但布置测温光纤较方便。通过信息输出主机输出报警信息后，维护人员可快速找到电缆温度陡升处，以本发明为例，若光纤测温系统的取样间隔为0.5m，即温度陡升处的温度为测得的前后两段温度的平均值，故维护人员应对信息输出主机输出的漏电点位前后0.5m段进行检查，精确定位漏电点位。所以，当对管廊电缆进行日检时，当检测到电缆某点位处温度超过电缆运行平均温度10℃但没有超过信息输出软件温度限值，且经过持续检测30min，温度没有下降的趋势，应对温升处进行漏电检查，防患于未然。

作为优化，本发明中管廊支架上并排布置多根电缆时，如图4所示，为管廊及双根电缆模型示意图，两根管廊线缆9分别安装在管廊10内两侧的管廊支架上，测温光纤可沿电缆但不在其上布置，经数值模拟发现当10KV电缆(XLPE)按设计规范并排布置间隔0.3m时，电缆缆芯间的温度为83.82℃，故可在电缆间布置光纤并设置温度限值为80℃。电缆间的温度随电缆间距变化，本发明给出一种参考案例，其他不同种工况方法类似。

进一步地，如图5所示，当测温光纤4在管廊线缆9间布置时，有利于电缆漏电温度升高时光纤不易损坏，需在管廊支架12上焊接测温光纤支撑环11，测温光纤支撑环11的环径为测温光纤外径的4倍，支撑环的材料为不锈钢材。

作为优化，若要提高管廊电缆漏电检测系统的检测面积和提高对灾害的反应时间，当测温光纤沿电缆布置时，可选择在其上和电缆间同时布置，需设置不同的温度限值。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。