Комплексная система оптической диагностики высоковольтных кабельных линий

Page 1
background image

Page 2
background image

94

д

и

а

г

н

о

с

т

и

к

а

 и

 м

о

н

и

т

о

р

и

н

г

диагностика и мониторинг

Комплексная система 
оптической диагностики 
высоковольтных 
кабельных линий

Игнатьев

 

В

.

В

.,

 

заместитель

 

главного

 

инженера

 

филиала

 

ПАО

 «

МОЭСК

» — 

«

Московские

 

высоковольтные

 

сети

» 

по

 

системам

 

связи

 

Чуприков

 

С

.

А

.,

 

начальник

 

службы

 

средств

 

диспетчерского

 

технологического

 

управления

 

филиала

 

ПАО

 «

МОЭСК

» — «

Московские

 

высоковольтные

 

сети

» 

НАЗНАЧЕНИЕ

 

КОМПЛЕКСНОЙ

 

СИСТЕМЫ

 

ОПТИЧЕСКОЙ

 

ДИАГНОСТИКИ

 

ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ

 

КАБЕЛЬНЫХ

 

ЛИНИЙ

(

КСОД

 

ВКЛ

)

Комплексная

 

система

 

оптической

 

диагностики

 

высоковольтных

 

ка

-

бельных

 

линий

  (

КСОД

 

ВКЛ

пред

-

назначена

 

для

 

регистрации

обра

-

ботки

 

и

 

отображения

 

информации

 

об

 

эксплуатационных

 

параметрах

 

кабельной

 

линии

 

на

 

всем

 

ее

 

протя

-

жении

точках

 

чрезмерного

 

нагрева

и

/

или

 

повреждений

прогнозирова

-

ния

 

процессов

 

и

 

явлений

связан

-

ных

 

с

 

эксплуатацией

 

высоковольт

-

ных

 

кабельных

 

линий

.

Современный

 

уровень

 

техноло

-

гий

 

оптической

 

диагностики

 

и

 

нали

-

чие

 

специализированных

 

программ

-

но

-

аппаратных

 

средств

 

позволяют

 

создавать

 

комплексные

 

системы

 

оп

-

тической

 

диагностики

 

высоковольт

-

ных

 

кабельных

 

линий

состоящие

 

из

 

следующих

 

подсистем

:

1) 

подсистема

 

температурного

 

кон

-

троля

 

высоковольтного

 

кабеля

 

(

СТК

 

ВКЛ

);

2) 

подсистема

 

пожарной

 

сигнализа

-

ции

 

кабельного

 

коллектора

3) 

подсистема

 

виброакустического

 

мониторинга

;

4) 

подсистема

 

контроля

 

токов

 

транспозиции

 

кабельной

 

линии

 

(

СКТТ

);

5) 

подсистема

 

контроля

 

охранной

 

сигнализации

 

люков

 

колодцев

 

транспозиции

;

6) 

подсистема

 

контроля

 

электрических

 

параметров

 

режима

 

работы

 

КЛ

;

7) 

подсистема

 

анализа

 

и

 

прогнози

-

рования

;

8) 

подсистема

 

вычисления

 

электри

-

ческих

 

параметров

 

и

 

самодиагнос

-

тики

.

ОСНОВНЫЕ

 

ПРИНЦИПЫ

 

РАБОТЫ

СИСТЕМ

 

ОПТИЧЕСКОГО

 

МОНИТОРИНГА

Физические

 

воздействия

 

на

 

опто

-

волокно

такие

 

как

 

температура

давление

 

и

 

сила

 

натяжения

ло

-

кально

 

изменяют

 

характеристики

 

пропускания

 

света

 

и

как

 

следствие

приводят

 

к

 

изменению

 

характери

-

стик

 

сигнала

 

обратного

 

отражения

В

 

основе

 

измерительных

 

систем

 

на

 

основе

 

оптоволоконных

 

датчи

-

ков

 

используется

 

сравнение

 

спек

-

тров

 

и

 

интенсивностей

 

исходного

 

лазерного

 

излучения

 

и

 

излучения

рассеянного

 

в

 

обратном

 

направле

-

нии

после

 

прохождения

 

по

 

оптово

-

локну

Оптические

 

волокна

 

изготовлены

 

из

 

легированного

 

кварцевого

 

стекла

Кварцевое

 

стекло

 

представляет

 

со

-

бой

 

разновидность

 

двуокиси

 

кремния

 

(SiO

2

с

 

аморфной

 

твердотельной

 

структурой

Температурные

 

воздей

-

ствия

 

инициируют

 

вибрации

 

в

 

молеку

-

лярной

 

решетке

Когда

 

свет

 

попадает

 

на

 

термически

 

возбужденные

 

моле

-

кулы

происходит

 

взаимодействие

 

между

 

световыми

 

частицами

  (

фото

-

нами

и

 

электронами

Таким

 

образом

в

 

оптическом

 

волокне

 

происходит

 

све

-

товое

 

рассеяние

также

 

известное

 

как

 

рамановское

 

рассеяние

 (

рисунок

 1). 


Page 3
background image

95

Частота

 

оптического

 

излучения

Инт

енсивность

Входное

 

излучение

 

с

 

частотой

 

0

Рэлеевское

рассеяние

 

с

 

частотой

 

0

Бриллюэновское

рассеяние

 

с

 

частотой

 

± 

 = ~n · 10 

ГГц

 = ~n · 10 

ТГц

Рамановское

рассеяние

с

 

частотой

 

– 

Рамановское

рассеяние

с

 

частотой

 

Рис

. 1. 

Рамановское

 

рассеяние

Обратное

 

световое

 

рассеяние

 

состоит

 

из

 

нескольких

 

спектраль

-

ных

 

составляющих

 

рэлеевское

 

рассеяние

с

 

дли

-

ной

 

волны

 

аналогичной

исполь

-

зуемой

 

в

 

лазерном

 

источнике

 

стоксовы

 

компоненты

 

раманов

-

ского

 

рассеяния

 

с

 

длиной

 

волны

 

большей

чем

 

у

 

используемого

 

лазерного

 

источника

при

 

кото

-

рых

 

испускаются

 

фотоны

 

антистоксовы

 

компоненты

 

ра

 -

мановского

 

рассеяния

 

с

 

мень

-

шей

 

длиной

 

волны

по

 

сравне

-

нию

 

с

 

рэлеевским

 

рассеянием

при

 

которых

 

фотоны

 

поглоща

-

ются

Самым

 

современным

 

обору

-

дованием

 

в

 

системе

 

мониторинга

 

температуры

 

является

 

распреде

-

ленный

 

оптоволоконный

 

датчик

 

температуры

 

на

 

основе

 

рама

-

новских

 

линий

Принцип

 

работы

 

датчика

 

основан

 

на

 

том

что

 

ин

-

тенсивность

 

стоксовой

 

раманов

-

ской

 

компоненты

 

рассеянного

 

из

-

лучения

 

практически

 

не

 

зависит

 

от

 

температуры

а

 

интенсивность

 

антистоксовой

 

линии

 

сильно

 

свя

-

зана

 

с

 

температурой

Это

 

позво

-

ляет

определяя

 

отношение

 

ин

-

тенсивности

 

антистоксовой

 

линии

 

и

 

стоксовой

 

линии

определять

 

значение

 

температуры

Данный

 

подход

 

позволяет

 

избавиться

 

от

 

погрешности

связанной

 

с

 

возмож

-

ными

 

флуктуациями

 

мощности

 

зондирующего

 

лазерного

 

импуль

-

са

Системы

 

этого

 

типа

 

могут

 

ра

-

ботать

 

на

 

расстоянии

 

в

 

несколько

 

километров

Область

 

применения

:

 

измерение

 

температуры

 

обо

-

лочки

 

высоковольтного

 

кабеля

 

возможно

 

восстановить

 

картину

 

рассеяния

 

света

 

вдоль

 

волокна

Указанный

 

процесс

 

отличается

 

следующими

 

особенностями

:

 

в

 

качестве

 

источника

 

исполь

-

зуется

 

система

 

с

 

ультраузкой

 

полосой

 

лазера

;

 

оптический

 

детектор

 

измеряет

 

обратно

 

рассеянное

 

рэлеев

-

ское

 

рассеяние

 

света

;

 

фаза

 

отраженного

 

света

 

зави

-

сит

 

от

 

локальных

 

возмущений

;

 

временные

 

интервалы

 

показы

-

вают

 

местоположение

.

Область

 

применения

 

СВАМ

:

 

охрана

 

подземных

 

протяжен

-

ных

 

объектов

 

и

 

коммуникаций

в

 

том

 

числе

 

высоковольтных

 

кабельных

 

линий

;

 

охрана

 

периметров

 

подстан

-

ций

.

Организация

 

работы

 

системы

 

виброакустического

 

мониторинга

 

представлена

 

на

 

рисунке

 3.

КОНТРОЛЬ

 

ТОКОВ

 

ТРАНСПОЗИЦИИ

 

КАБЕЛЬНОЙ

 

ЛИНИИ

В

 

настоящее

 

время

 

кабельные

 

ли

-

нии

 110–500 

кВ

 

выполняются

 

од

-

нофазными

 

кабелями

имеющими

 

медные

 

экраны

Основными

 

схе

-

мами

 

соединения

 

и

 

заземления

 

экранов

 

являются

:

 

заземление

 

экранов

 

с

 

двух

 

сторон

;

 

заземление

 

экранов

 

с

 

одной

 

стороны

;

 

транспозиция

 

экранов

  (

один

 

или

 

несколько

 

полных

 

циклов

).

Первая

 

схема

 

зачастую

 

не

 

при

-

меняется

 

из

-

за

 

наведенных

 

в

 

экра

-

нах

 

продольных

 

токов

 

промышлен

-

ной

 

частоты

создающих

 

активные

 

с

 

пересчетом

 

в

 

температуру

 

жилы

;

 

пожарная

 

сигнализация

 

в

 

ка

-

бельных

 

коллекторах

.

СИСТЕМА

 

ВИБРОАКУСТИЧЕСКОГО

 

МОНИТОРИНГА

 (

СВАМ

)

Интеллектуальная

 

система

 

ви

-

броакустического

 

мониторинга

 

(

СВАМ

) — 

это

 

новое

 

поколение

 

систем

 

безопасности

 

для

 

контро

-

ля

 

протяженных

 

объектов

 

и

 

охра

-

ны

 

периметров

 

особо

 

значимых

 

сооружений

Информация

 

считы

-

вается

 

по

 

всей

 

длине

 

волоконно

-

оптического

 

кабеля

используя

 

технологию

 

распределенного

 

аку

-

стического

 

датчика

 (DAS). 

Система

 

измеряет

 

акустиче

-

скую

 

амплитуду

фазу

 

и

 

частоту

синхронизированные

 

со

 

време

-

нем

вдоль

 

каждой

 

позиции

 

кабе

-

ля

используя

 

его

 

в

 

качестве

 

аку

-

стической

 

антенны

  (

рисунок

 2). 

Это

 

позволяет

 

СВАМ

 

предлагать

 

возможности

недоступные

 

для

 

остальных

 

распределенных

 

си

-

стем

 

мониторинга

а

 

именно

ло

-

кализацию

 

событий

 (

определение

 

местоположения

 

возмущения

 

не

 

только

 

непосредственно

 

вдоль

 

ка

-

беля

но

 

и

 

на

 

расстоянии

 

несколь

-

ких

 

десятков

 

метров

 

от

 

него

), 

акустическую

 

томографию

обна

-

ружение

 

вторжений

.

Принцип

 

действия

 

распре

-

деленных

 

оптических

 

датчиков

 

СВАМ

 

основан

 

на

 

эффекте

 

под

-

верженности

 

светового

 

импульса

распространяющегося

 

вдоль

 

во

-

локна

рэлеевскому

 

рассеянию

Детектируя

 

временной

 

отклик

 

све

-

та

отраженного

 

от

 

конца

 

линии

Рис

. 2.

Система

 

вибро

-

акустического

 

мониторинга

 

(

СВАМ

)

Вибрации

Начальная

 

фаза

Смещение

 

фазы

из

-

за

 

вибрации

Когерентная

 

оптическая

 

рефлектометрия

во

 

временной

 

области

 (COTDR)

 2 (47) 2018


Page 4
background image

96

потери

 

мощности

 

в

 

экранах

нагре

-

вающих

 

кабель

снижающих

 

его

 

пропускную

 

способность

 

и

 

приво

-

дящих

 

к

 

увеличению

 

потерь

 

элек

-

трической

 

энергии

.

Для

 

борьбы

 

с

 

токами

 

и

 

миними

-

зации

 

потерь

 

в

 

экранах

 

одинаково

 

эффективны

 

заземление

 

экранов

 

с

 

одной

 

стороны

 

и

 

транспозиция

 

экранов

Однако

 

по

 

условиям

 

огра

-

ничения

 

наводимого

 

на

 

экраны

 

на

-

пряжения

 

промышленной

 

частоты

пропорционального

 

длине

 

кабеля

одностороннее

 

заземление

 

го

-

дится

 

лишь

 

для

 

коротких

 

кабе

-

лей

  (

длиной

 

до

 

нескольких

 

сотен

 

метров

), 

а

 

в

 

остальных

 

случаях

 

следует

 

применять

 

транспозицию

 

экранов

 — 

один

 

или

 

несколько

 

полных

 

циклов

 

транспозиции

.

На

 

рисунке

 4 

изображены

 

два

 

полных

 

цикла

 

транспозиции

 

экра

-

нов

 

однофазных

 

кабелей

 

при

 

разном

 

обустройстве

 

узла

 

сопря

-

жения

 

соседних

 

циклов

 

с

 

заземле

-

нием

 

средней

 

точки

 

и

 

без

 

нее

ОПН

 

условно

 

не

 

показаны

На

 

практике

как

 

правило

применяют

 

схему

 

с

 

заземлением

 

средней

 

точки

.

Выводы

 

о

 

рисках

 

возникнове

-

ния

 

нештатной

 

ситуации

 

возмож

-

но

 

сделать

измеряя

 

и

 

анализируя

 

величины

 

токов

протекающих

 

в

 

экранах

С

 

учетом

 

проблем

воз

-

никающих

 

при

 

применении

 

элек

-

трических

 

трансформаторов

 

тока

 

(

электрическая

 

изоляция

 

измери

-

тельного

 

оборудования

 

от

 

высо

-

ковольтных

 

цепей

значительные

 

массогабаритные

 

показатели

высокие

 

требования

 

к

 

пожарной

 

и

 

электрической

 

безопасности

значительные

 

потери

 

электриче

-

ской

 

энергии

), 

эффективнее

 

при

-

менять

 

оптический

 

измеритель

 

тока

ВНЕДРЕНИЕ

 

СОВРЕМЕН

-

НЫХ

 

СИСТЕМ

 

ОПТИЧЕСКОЙ

 

ДИАГНОСТИКИ

 

ВЫСОКО

-

ВОЛЬТНЫХ

 

КАБЕЛЬНЫХ

 

ЛИНИЙ

 

В

 

ПАО

 «

МОЭСК

»

Комплексным

 

решением

объеди

-

нившим

 

в

 

себе

 

все

 

вышеперечис

-

ленные

 

технологии

 

мониторинга

является

 

комплексная

 

система

 

оптической

 

диагностики

 

высоко

-

вольтных

 

кабельных

 

линий

 (

КСОД

 

ВКЛ

) «TOPAZ». 

Данное

 

комплексное

 

решение

 

упрощает

 

внедрение

 

систем

 

мо

-

ниторинга

так

 

как

 

фактически

внедряя

 

один

 

программно

-

аппа

-

ратный

 

комплекс

электросетевая

 

компания

 

получает

 

несколько

 

пол

-

ноценных

 

взаимодополняющих

 

подсистем

 

мониторинга

реализо

-

ванных

 

на

 

единой

 

технологической

 

базе

 

оборудования

 

и

 

программ

-

ного

 

обеспечения

Это

 

влечет

 

за

 

собой

 

значительную

 

экономию

 

кадровых

 

и

 

финансовых

 

ресурсов

 

Рис

. 3. 

Организация

 

работы

 

системы

,

двустороннее

 

подключение

 

кабеля

Рис

. 4. 

Два

 

полных

 

цикла

 

транспозиции

 

экранов

 

однофазных

 

кабелей

 

при

 

разном

 

обустройстве

 

узла

 

сопряжения

 

соседних

 

циклов

 

с

 

заземлением

средней

 

точки

 

и

 

без

 

нее

ДИАГНОСТИКА

И МОНИТОРИНГ


Page 5
background image

97

при

 

внедрении

 

и

 

дальнейшей

 

экс

-

плуатации

 

системы

Ключевые

 

особенности

 

КСОД

 

ВКЛ

 «TOPAZ» 

и

 

отличия

 

от

 

анало

-

гичных

 

систем

представленных

 

на

 

рынке

можно

 

разделить

 

на

 

три

 

основных

 

группы

.

Прежде

 

всего

это

 

надежность

 

и

 

комплексность

 

системы

 

комплексный

 

мониторинг

 

со

 -

стояния

 

КЛ

 

на

 

основе

 

темпера

-

турного

акустического

 

и

 

изме

-

рительного

 

контроля

;

 

построение

 

на

 

основе

 

типо

-

вых

 

приборов

 

и

 

компонентов

серийно

 

выпускаемых

много

-

кратно

 

опробованных

 

в

 

других

 

системах

;

 

использование

 

безвентилятор

-

ных

 

решений

 

для

 

приборов

 

контроля

серверов

 

и

 

системы

 

гарантированного

 

питания

;

 

сертификация

 

как

 

типа

 

сред

-

ства

 

измерения

.

Во

-

вторых

эффективность

 

внедрения

 

и

 

эксплуатации

 

за

 

счет

 

унификации

:

 

масштабируемое

 

единое

 

ПО

TOPAZ SCADA, 

применяемое

как

 

в

 

серверах

 TOPAZ 

в

 

соста

-

ве

 

КСОД

 

ВКЛ

  (

рисунок

 5), 

так

 

и

 

в

 

АСУ

 

ТП

 

ПС

 

и

 

ДП

 

группы

 

объектов

  (

это

 

дает

 

возмож

-

ность

 

развивать

 

такие

 

системы

 

как

 DMS 

в

 

масштабах

 

регио

-

нальных

 

и

 

системообразующих

 

энергоузлов

особенно

 

с

 

уче

-

том

 

того

что

 

ПТК

 TOPAZ, 

в

 

со

-

став

 

которого

 

входит

 

система

 

комплексного

 

мониторинга

 

ка

-

бельных

 

линий

 TOPAZ, 

позво

-

ляет

 

организовать

 

единый

 

дис

-

петчерский

 

пункт

 

систем

 

теле

-

механики

АСУ

 

ТП

 

и

 

мониторин

-

га

 

КЛ

 

на

 

основе

 

АСТУ

 TOPAZ 

с

 

поддержкой

 

С

IM-

модели

);

 

масштабируемое

 

аппаратное

 

обеспечение

,  

также

 

применя

-

емое

 

как

 

в

 

составе

 

КСОД

 

ВКЛ

 

«TOPAZ», 

так

 

и

 

в

 

АСУ

 

ТП

;

 

унификация

 

знаний

 

и

 

навыков

 

эксплуатирующего

 

персона

-

ла

типовых

 

решений

ПО

устройств

ЗИП

;

 

легкая

 

масштабируемость

ре

-

ализация

 

автоматизированных

 

алгоритмов

 

АСУ

 

ТП

 

на

 

основе

 

автоматической

 

обработки

 

данных

 

КСОД

 

ВКЛ

 «TOPAZ».

В

-

третьих

независимость

 

пользователя

 

от

 

одного

 

произво

-

дителя

:

 

применение

 

в

 

КСОД

 

ВКЛ

 «TO -

PAZ» 

только

 

стандартных

 

про

-

токолов

 

обмена

;

 

ПО

 

предназначено

 

для

 

работы

 

на

 

различных

 

платформах

;

 

в

 

качестве

 

хранилища

 

данных

 

используется

 

система

 

управ

-

ления

 

базами

 

данных

 

СУБД

 

MySQL 

с

 

открытыми

 

исходны

-

ми

 

кодами

;

 

возможность

 

обмена

 

инфор

-

мацией

 

с

 

устройствами

 

раз

-

личных

 

производителей

.

Внедрение

 

КСОД

 

ВКЛ

 «TO-

PAZ» 

позволяет

 

провести

 

работы

 

по

 

монтажу

наладке

вводу

 

в

 

экс

-

плуатацию

 

в

 

сжатые

 

сроки

а

 

также

 

выполнять

 

модернизацию

 

и

 

рас

-

ширение

 

систем

 

АСУ

 

ТП

 

путем

 

до

-

установки

 

и

 

интеграции

 

КСОД

 

ВКЛ

 

без

 

каких

-

либо

 

технологических

 

или

 

интеграционных

 

проблем

.

КСОД

 

ВКЛ

 TOPAZ 

позволяет

 

использовать

 

в

 

качестве

 

аппарат

-

ной

 

платформы

 

как

 

отдельные

 

серверы

так

 

и

 

серверы

 

АСУ

 

ТП

 

ПС

в

 

клиентской

 

части

 

исполь

-

зуется

 

программное

 

обеспечение

 

TOPAZ SCADA CLIENT 

с

 

расши

-

рениями

 TOPAZ 

КСОД

 

ВКЛ

кото

-

рое

 

может

 

быть

 

установлено

 

и

 

ис

-

пользоваться

 

либо

 

на

 

отдельных

 

автоматизированных

 

рабочих

 

ме

-

стах

 

операторов

 

СКМ

 

КЛ

либо

 

на

 

автоматизированных

 

рабочих

 

ме

-

стах

 

операторов

 

АСУ

 

ТП

То

 

есть

реализована

 

полная

 

интеграция

 

с

 

АСУ

 

ТП

 

ПС

ОПИСАНИЕ

 

КСОД

 

ВКЛ

 

«TOPAZ»

Подсистема

 

температур

 

ного

 

контроля

 

высоко

 

вольтного

 

кабеля

 (

СТК

 

ВКЛ

)

Система

 

СТК

 «TOPAZ» — 

авто

-

матическая

 

многоканальная

 

си

-

стема

 

непрерывного

 

действия

 

(

рисунки

 6, 7). 

Измерение

 

темпе

-

ратуры

 

основано

 

на

 

измерении

 

оптического

 

рамановского

 

обрат

-

Рис

. 5.

Комплект

КСОД

 

ВКЛ

 «TOPAZ»

T

1

    T

2

    T

3

    T

4

   

Стандартное

многомодовое

волокно

Обратно рассеянный свет

Точки измерения через метр

Импульс

T

14,995

T

14,995

T

14,995

T

14,995

T

14,995

Рис

. 6. 

Стационарный

 

комплект

 

СТК

 TOPAZ

м

 2 (47) 2018


Page 6
background image

98

ного

 

рассеивания

 

с

 

использова

-

нием

 

оптической

 

рефлектометрии

 

во

 

временной

 

области

.

Для

 

обеспечения

 

эффектив

-

ной

 

диагностики

 

кабельной

 

ли

-

нии

 

и

 

исходя

 

из

 

особенностей

 

описанных

 

физических

 

эффектов

 

сформированы

 

технические

 

тре

-

бования

 

к

 

комплексу

 

систем

 

мо

-

ниторинга

 

кабельных

 

линий

 110–

500 

кВ

 (

таблица

 1).

Подсистема

 

пожарной

 

сигна

 

лизации

 

кабельного

 

коллектора

В

 

кабельных

 

коллекторах

 

исполь

-

зование

 

классических

 

систем

 

об

-

наружения

 

не

 

всегда

 

возможно

 

в

 

связи

 

с

 

высокой

 

запыленно

-

Табл

. 1. 

Технические

 

требования

 

к

 

комплексу

 

систем

мониторинга

 

кабельных

 

линий

 110–500 

кВ

Наименование

 

параметра

Значение

Режим

 

работы

непрерывный

Диапазон

 

измерений

 

по

 

температуре

от

 –200°

С

 

до

 +600°

С

Температурное

 

разрешение

0,1°

С

Диапазон

 

измерений

 

по

 

длине

 

кабеля

до

 40 

км

Тип

 

волокна

многомодовое

, G 651.1

Длина

 

волны

 

лазера

1550 

нм

Точность

 

определения

 

места

 

обрыва

 

во

-

локонно

-

оптического

 

кабеля

 

не

 

более

 1 

м

Количество

 

каналов

1, 2, 4, 6, 8 

или

 16

Степень

 

защиты

 (

не

 

ниже

):

– 

при

 

установке

 

в

 

защитный

 

бокс

IP40 

по

 

ГОСТ

 14254-96

IP67

Класс

 

лазерной

 

безопасности

1

М

 

согласно

 

ГОСТ

 IEC

Наличие

 

аттестации

 

прибора

 

термоконтро

-

ля

 

как

 

средства

 

измерения

+

Разрешающая

 

способность

 

измерения

температуры

 

участка

 

кабеля

0,1°

С

Предел

 

допускаемой

 

абсолютной

 

погреш

-

ности

 

измерений

 

температуры

± 0,5°

С

Минимальное

 

время

 

измерения

 

одного

 

канала

 

с

 

учетом

 

необходимого

 

уровня

 

точ

-

ности

 

измерения

 1 

мин

Шаг

 

измерения

 

по

 

длине

 

сенсора

 1 

м

Время

 

установления

 

рабочего

 

режима

 

системы

 

мониторинга

 

температуры

 

КЛ

 15 

мин

Наличие

 

функции

 

мониторинга

 

работы

 

оборудования

 

системы

 

протокол

 SN

Т

P

Передача

 

информации

 (

температурных

 

профилей

рефлектограмм

от

 

измери

-

тельного

 

блока

 

к

 

блоку

 

обработки

 

данных

 

(

серверу

по

 

стандартизированным

 

откры

-

тым

 

протоколам

 

данных

+

Наличие

 

возможности

 

подключения

 

к

 

бло

-

ку

 

обработки

 (

серверу

системы

 

монито

-

ринга

 

нескольких

 

дополнительных

 

измери

-

тельных

 

блоков

+

Функция

 

разбиения

 

контролируемой

 

дли

-

ны

 

КЛ

 

на

 

отдельные

 

сегменты

 

с

 

возможно

-

стью

 

настройки

 

АПТС

 

и

 

передачи

 

ТИ

 

и

 

ТС

 

по

 

каждому

 

сегменту

+

Рис

. 8. 

Расположение

 

ЧЭ

 TOPAZ. 

Элемен

-

ты

 

линейных

 

и

 

многоточечных

 

тепловых

 

пожарных

 

извещателей

 

располагают

 

под

 

перекрытием

 

либо

 

в

 

непосредственном

 

контакте

 

с

 

пожарной

 

нагрузкой

Рис

. 9. 

Чувствительный

 

элемент

 TOPAZ

Рис

. 7. 

Мобильный

 

комплект

 

СТК

 TOPAZ

стью

большими

 

расстояниями

высоким

 

уровнем

 

электромагнит

-

ных

 

помех

действием

 

агрессив

-

ных

 

сред

Подсистема

 

пожарной

 

сигнали

-

зации

 

коллектора

 

высоковольтно

-

го

 

кабеля

 TOPAZ 

с

 

применением

 

извещателя

 

пожарного

 

теплового

 

линейного

  (

ИПТЛ

предназначена

 

для

 

контроля

 

температуры

 

в

 

ка

-

бельных

 

коллекторах

 

и

 

других

 

подземных

 

и

 

закрытых

 

сооруже

-

ниях

 

в

 

любых

 

эксплуатационных

 

условиях

реализована

 

посред

-

ством

 

использования

 

свободных

 

каналов

 

измерительного

 

прибора

 

в

 

составе

 

СТК

 

ВКЛ

 «TOPAZ», 

что

 

обеспечивает

 

высокую

 

экономи

-

ческую

 

эффективность

.

Чувствительный

 

элемент

 

(

ЧЭ

) — 

оптический

 

кабель

не

 

подверженный

 

загрязнению

обе

-

спечивающий

 

зону

 

контроля

 

про

-

тяженностью

 

до

 40 

км

без

 

при

-

менения

 

токоведущих

 

элементов

 

(

рисунок

 8). 

Конструкция

 

кабеля

 

выполне

 

на

 

на

 

основе

 

гибкой

 

стальной

 

труб

-

ки

состоящей

 

из

 

семи

 

стальных

 

прядей

 

проволоки

заполненной

 

гидрофобным

 

компаундом

с

 

рас

-

положенными

 

в

 

ней

 

двумя

 

или

 

одним

 

многомодовым

 

волокном

в

 

акрилатном

 

лаковом

 

покрытии

 

(

рисунок

 9). 

Защитная

 

оболочка

 

сделана

 

из

 LSZH-

термопластов

не

 

поддерживающих

 

горение

производится

 

согласно

 

ТУ

с

 

низ

-

ДИАГНОСТИКА

И МОНИТОРИНГ


Page 7
background image

99

кой

 

токсичностью

 

продуктов

 

горе

-

ния

при

 

тлении

 

не

 

выделяет

 

кор

-

розионно

-

активных

 

газообразных

 

продуктов

Кабель

 

может

 

быть

 

изготовлен

 

с

 

термостойким

 

много

-

модовым

 

волокном

 

с

 

долговре

-

менной

 

температурой

 

до

 +600°C.

Основные

 

преимущества

 

под

-

системы

 

пожарной

 

сигнализации

 

коллектора

 

высоковольтного

 

ка

-

беля

 TOPAZ:

 

минимальное

 

число

 

ложных

 

срабатываний

;

 

чувствительный

 

кабель

 

прост

 

в

 

установке

так

 

как

 

поставля

-

ется

 

на

 

катушке

;

 

минимальные

 

затраты

 

на

 

об

-

служивание

оп

 

товолоконные

 

кабели

 

имеют

 

срок

 

службы

 

до

30 

лет

 

и

 

могут

 

функционировать

 

в

 

любой

 

окружающей

 

среде

;

 

абсолютный

 

диэлектрический

кабель

 — 

не

 

подвержен

 

элек

-

тромагнитным

 

излучениям

име

-

ет

 

высокую

 

стойкость

 

к

 

агрес

-

сивным

 

средам

 

и

 

высокую

 

на

-

дежность

;

 

допускается

 

использование

 

во

 

взрывоопасных

 

зонах

посколь

-

ку

 

волоконно

-

оптическая

 

часть

 

не

 

имеет

 

электрического

 

под

-

ключения

;

 

небольшая

 

стоимость

 1 

м

 

воло

-

конного

 

кабеля

 

и

 

его

 

прокладки

;

 

соответствует

 

классам

 A1, A2, 

A3, B, C, D, E, F, G, H, R, A1R, 
A2R, BR, CR, DR, ER, FR, GR, HR
(

допускается

 

примене

 

ние

 

в

 

не

-

отапливаемых

 

помещениях

);

 

ИПТЛ

 

нового

 

поколения

 

сер

-

тифицирован

 

согласно

 

ФЗ

-123 

и

 

соответствует

 

ГОСТ

 

Р

 53325-

2012.

Таким

 

образом

ИПТЛ

 

с

 

исполь

-

зованием

 

волоконно

-

оптических

 

технологий

 

проявил

 

и

 

зарекомен

-

довал

 

себя

 

как

 

надежное

эффек

-

тивное

 

и

 

экономически

 

выгодное

 

решение

способное

 

на

 

ранних

 

стадиях

 

обнаружить

 

очаги

 

возго

-

раний

 

и

 

предупредить

 

о

 

перегре

-

ве

 

подконтрольных

 

объектов

.

Характеристики

 

подсистемы

 

виброакустического

 

мониторинга

:

 

максимальная

 

длина

 

распре

-

деленного

 

оптического

 

датчи

-

ка

 — 100 

км

;

 

минимальное

 

число

 

ложных

 

срабатываний

;

 

разрешающая

 

способность

 — 

м

;

 

частотный

 

диапазон

 — 

от

 1 

до

 

2,5 

кГц

;

 

локализация

 

события

 

по

 

двум

 

осям

 — 

вдоль

 

и

 

поперек

 

оси

 

оптического

 

волокна

;

 

идентификация

 

событий

 — 

определение

 

характера

 

и

 

типа

 

источника

 

вибрации

 

из

 

суще

-

ствующего

 

банка

 

характерных

 

«

вибрационных

 

следов

» 

каж

-

дого

 

из

 

предполагаемых

 

объ

-

ектов

 

нарушения

 

обучаемая

 

система

 

с

 

распо

-

зна

 

ванием

 

полезного

 

сигнала

и

 

шумов

 (

библиотека

 

типов

 

ис

-

точников

 

вибрации

 

дополня

-

ется

 

в

 

процессе

 

эксплуатации

 

при

 

необходимости

на

 

этапе

 

наладочных

 

работ

 

и

 

опытной

 

эксплуатации

 

производится

 

дополнение

);

 

время

 

измерения

 — 1

с

;

 

определение

 

обрыва

 

оптиче

-

ского

 

волокна

;

 

определение

 

расстояния

 

до

 

обрыва

 

кабеля

;

 

неэлектрическое

 

средство

 

из

-

мерения

 (

отсутствует

 

влияние

 

электромагнитного

 

поля

 

сило

-

вой

 

линии

 

на

 

датчик

 

вибра

-

ции

);

 

программируемые

 

зоны

 

и

 

кри

-

терии

 

срабатывания

;

 

данные

 

от

 

нескольких

 

распре

-

деленных

 

датчиков

 

могут

 

обра

-

батываться

 

одним

 

сервером

;

 

волоконно

-

оптический

 

кабель

 

электрически

 

пассивен

 

и

 

пожа

-

робезопасен

;

 

система

 

работает

 

с

 

любым

 

ка

-

чественным

 

волоконно

-

опти

-

ческим

 

кабелем

  (

в

 

случае

 

по

-

вреждения

 

распределенного

 

датчика

 

возможно

 

оперативно

 

заменить

 

его

 

любым

 

доступ

-

ным

 

к

 

поставке

 

волоконно

-

оп

-

тическим

 

кабелем

);

 

низкое

 

энергопотребление

 

сис

-

темы

;

 

необслуживаемая

 

линейная

 

часть

 

срок

 

службы

 

центрального

 

бло

-

ка

 

обработки

 

сигналов

 — 

до

 

20 

лет

волоконно

-

оптического

 

кабеля

 — 

до

 30 

лет

 

применение

 

волоконно

-

оптиче

-

ских

 

систем

 

сокращает

 

количе

-

ство

 

и

 

время

 

технологических

 

остановок

  (

сокращает

 

расходы

 

на

 

обслуживание

 

и

 

помогает

 

увеличить

 

среднее

 

время

 

служ

-

бы

 

объекта

); 

 

способствует

 

предотвращению

 

нештатных

 

ситуаций

 

встроенный

 

модуль

 

картогра

-

фии

 

позволяет

 

отображать

 

трассу

 

прокладки

 

кабеля

 

на

 

то

-

пографической

 

подложке

с

 

воз

-

можностью

 

нанесения

 

на

 

нее

 

технологических

 

и

 

инфраструк

-

турных

 

особенностей

 

мест

-

ности

 (

рисунок

 10).

Рис

. 10. 

Отображение

 

трассы

 

прокладки

 

кабеля

 

на

 

топографической

 

подложке

 2 (47) 2018


Page 8
background image

100

Оптический 

д

атчик 1

Оптический 

д

атчик 2

Оптический 

д

атчик 3

Подсистема

 

контроля

 

токов

 

транспозиции

 

кабельной

 

линии

 (

СКТТ

)

В

 

составе

 

системы

 

мониторинга

 

на

 

базе

 

оборудования

 TOPAZ 

таким

 

устройством

 

является

 

оптический

 

измеритель

 

тока

 TOPAZ OCTU 

(

рисунок

 11) 

в

 

комплекте

 

с

 

опти

-

ческими

 

датчиками

значения

 

па

-

раметров

 

тока

 

для

 

дальнейшей