温度信号采集装置主要负责采集电缆及其附件的表面温度,目前国内外的电缆温度采集方法主要有如下几种:
1、普通温度传感器
(1)原理:普通温度传感器主要有热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和1C温度传感器等,这些温度传感器都是将温度转换为电信号,在日常生活中非常常见,如电饭锅、电水壶接触式体温计等。
(2)优点:普通温度传感器技术成熟,价格低廉,因此投资少,操作简单,兼容性好;
(3)缺点:只能获得测量点的温度,通常为空间温度,不适合测量电缆的表面温度。
2、红外测温技术
(1)原理:任何物体在常规环境下都会不停地辐射出热红外能量,物体温度越高,辐射的能量愈大,反之,辐射的能量愈小。红外测温技术是通过红外探测器将物体辐射的功率信号转换成电信号后,得出物体表面的温度值。是一种非常成熟的测温技术,在日常生活、仓储管理等领域广泛应用。
(2)优点:无需与电缆直接接触,因此可以安装容易,不会对电缆造成伤害;
(3)缺点:物体发射率会影响测温的精度,而且红外测温技术受环境的影响较大,测量误差很大,不适用于电缆沟等户外恶劣环境。
3、感温电缆测温技术
(1)原理:该技术的关键是感温电缆测量配电电缆表面温度,它是由特殊温度导电性能材料制成。在配电电缆外部的保护外皮上贴敷这种感温电缆,或者二者紧贴着埋设,对于运行中的电缆局部产热后,当温度比所设定的温感电缆的温度值高的时候,相应的危险报警信号便会由感温电缆发出。
(2)优点:该技术的优点是可以全线 监测电缆温度;
(3)缺点:由于感温电缆报警温度值固定,因此适应能力差;当发生报警时电缆己经承受了较长时间的高温,可能绝缘己经遭受不可逆的破坏,不能进行早期故障预测;而且该技术只能在电缆表面温度超过感温电缆温度限值时发出报警信号,很难对电缆的实际温度进行测量,这样电缆温度的变化规律就难以把握;而且,现有配电电缆敷设环境复杂,尤其在直埋敷设、超容电缆沟敷设等情况下,施工难度极大,维护复杂,测温电缆易损坏;由于电缆数量多,投资大。
4、光纤传感器技术
(1)原理:光纤传感器关键是光导纤维,是利用光纤材料的光敏性在光纤纤芯形成的空间相位光栅来进行测温的,是近年发展起来新型技术。
(2)优点:以信号为载体,抗电磁干扰能力强;与电缆没有直接电气连接,电绝缘性能好;测量精度;防雷击;轻巧,方便施工;使用寿命长,免维护。
(3)缺点:由于目前光纤材料价格仍然较为昂贵,因此投资相对较大。
上述四种传感技术的数据采集主要的功能不尽相同:点式温度传感器通常只能获得空间的点温度;线式温度传感对电缆全线进行温度监测,但只有报警功能;红外测量技术受环境影响较大,测量精确度不高;光纤测温技术测量准确度高、抗干扰能力强,但投资较大。
由电缆故障原因分析可以看出,电缆本体的故障多为外力破坏导致,需要采取管理手段进行管控,而电缆附件是电缆局放和温度异常的高发部位。