一、 引言
随着机组容量的增大，自动化水平相应提高，电缆用量越来越多。一台200MW机组，各类电缆长达200-300Km。某电厂一期工程2台500MW超临界数机组，电缆用量达3000Km。由于电缆长度增加，其火灾事故的发生几率也相应增加。火力发电厂一旦发生电缆火灾，将造成严重损失。目前在建和运行中的火力发电厂，大多仍采用易燃电缆，因此，电缆防火问题尤为突出。美国在1965-1975年统计的3285次电气火灾事故中，电线电缆火灾事故就占30。5%，直接损失约4000万美元。日本曾对电力、钢铁、石油化学、造纸等工厂企业调查，有78%的单位发生过电缆着火，其中危害程度较大的事故占40%。国内，据有关资料统计，近20年来，我国火电厂发生电缆火灾140次，其中1986-1992年7年间竟达75次。有24个电厂发生过二次及以上电缆火灾事故，个别电厂达4-6次。70%以上的电缆火灾所造成的损失非常严重，其中2/5的火灾事故造成特大损失。1975-1985年间，因电缆着火延燃造成的重大事故发生60起，造成直接和间接损失达50多亿元。综上所述，为防止类似事故的发生，国家电力公司颁发《防止电力生产重大事故二十五项重点要求》第1．1，1．11条提出了“电缆中间头定期测温”的要求。安装“电力在线监测及火灾预警系统”也是《二十五项反措》的进一步落实.
二、 电缆故障原因分析
电缆故障引起的火灾将导致大面积电缆烧损，短时间内无法恢复生产，经济损失重大。通过事故分析，引起电缆沟内火灾发生的主要原因是电缆中间头制作质量不良、压接头不紧、接触电阴过大，长期运行造成电缆头过热，绝缘烧穿。最后导致电缆沟内火灾的发生。类似事故全国已发生数十起,严重威胁了发电厂的安全运行综上所述,电缆沟内火灾的发生主要原因是由于动力电缆中间头制作的质量不良所造成.根据多次事故分析发现,从电缆头过热到事故的发生,其发展速度比较缓慢\时间较长,通过电缆在线监测系统完全可以防止\杜绝此类事故的发生.电缆中间头的压接质量好坏,只能在运行中发现,运行时间越长越容易发生过热烧穿事故,统计表明建厂十年后的发电厂\基建时制作的电缆头百分之九十以上均因质量不良引发故障而更换.虽然大部分发电厂不惜大量资金早已进行电缆沟的防火封堵及普通消防报警装置,但是电缆沟火灾仍有发生,这些措施只能起到电缆着火后减轻事故范围的作用,没有从根本上限制减少火灾的发生。进行电缆在线监测才是从根本上限制电缆沟内火灾发生的有效可行的方法。
我公司研制的电缆头温度监测火预警系统，自96年在吉林省、黑龙江省全面推广，该系统运行可靠，曾多次发现缆中间头过热现象并避免了重大事故的发生。
三、系统简介
3-1系统概述：
XSJ-2000型电缆在线检测系统，采用了当今先进的通讯技术、微处理器技术、数字化温度传感技术及离子感烟技术。独创设计的低温、强电场、潮湿环境运行技术。该系统的开发研制均在发电厂的电缆沟内经多次反复试验攻关才的以完善，避免了电缆沟内强大电场的干扰，完整安全地把数据传送至监视终端。因此，该系统是一种高可靠性的分布式电缆在线检测系统。该系统具有良好的计算机界面、可显示电缆沟道模拟图、显示传感器所监测的实际位置、电缆中间头运行温度曲线、温差曲线及所有电缆型号、长度、截面、中间头位置等参数，当运行中电缆出现异常时，显示画面及事故音响同时出现，可通过计算机的电缆沟道模拟图上直接查看，并能迅速准确地判断出发生故障的实际位置，很大程度地提高了电缆运行的可靠性及技术管理水平。
3-2 连续的温度测量显示
通过对电缆头或电缆本身的连续温度测量，能够预测电缆头或电缆本身的故障趋势，及时提供电缆故障部位和检修指导，实现设备的状态检修，避免发生重大事故。
3-3 烟雾检测
作为系统的一种辅助措施，离子型感烟装置能够检测电缆沟道中的烟雾。这种烟雾是由于电缆发热烧损绝缘层而产生的。
3-4 通迅接口标准化
为了与其它系统更好地连接，本系统采用标准通讯接口和通讯协议： RS-485和ETHERNET IEEE802.3规范，支持IPX及TCP/IP协议，由于采用ETHERNET标准，系统可与管理网互连。
3-5 隔离、耐高压及工作温度
● 现场智能集线器与通讯总线采用完全隔离措施，能经受的电压冲击典型值为1500VRMS/分钟或2000VRMS/秒。
● 温度传感器可经受ESD±10000V高压，工作温度为－55℃－＋125℃，测量误差是0.5℃。
● 整个系统可工作在－30℃－＋85℃可靠工作。
3-6 质量认证及鉴定标准
● 离子烟雾传感器具有UL（美国）认证，并通过中国消防局鉴定。
● 温度传感器通过Meets UL#913（4th Edit）。
● 本系统部件均通过ISO-9001 Certified。
● 数据通讯校验标准
CRC16循环冗余校验 CRC8循环冗余校验
● 通信接口及电缆符合下列规范：
EIA（美国电子工业协会） EIA RS－232C及EIA RS-485
IEEE（美国电气和电子工程协会）ANSI IEEE802.3。
UL（美国保险商实验室） UL 44 橡胶导线、电缆的安全标准
四、XSJ-2000系统组成
4-1 系统体系结构
系统采用全数字化网络结构，双层总线结构，上层为模块级浮动隔离总线，将操作站与分布于电缆沟内的集线器连接起来。每个集线器可挂接8个离子感烟探头和温度总线，温度总线可支持60个智能温度传感受器，并设有温度总线中继器，数据通讯采用CRC16和CRC8纠错校验，以保证系统能在恶劣环境下可靠运行，XSJ-2000型电缆在线监测系统具有长期稳定运行的经验。
4-2 CL-2集线器
集线器主要完成对分布于电缆沟内的温度测点及感烟探头进行采集，自动校验和故障检测，并将结果通过模块总线发布到系统中每个显示操作站做进一步分析处理。CL-2集线器的ACESS总线具有35KVEDS保护和抗雷保护、完全适用于野外安装的防护措施，先进的容错能力即使现场总线三重隔离，其隔离电压3500V。其电源采用交流/直流18-36V的宽电压范围供电，供电电压无需调整，使能够在极恶劣的环境下运行。极高的安全怀和故障修复能力确保了系统的长期可靠运行。
4-3 T1001智能温度传感器
本传感器是数字化温度传感器与总线接口的集成，具有体积小、抗干扰能力强等优点。本传感器可经受ESD±10000V的高压，工作温为-55℃~+125℃，数字化转换时间为1S，测量误差为0.5℃。
4-4离子型烟雾传感器
离子型烟雾传感器用于检测电缆绝缘受热及燃烧时产生的化学气体（有色或无色）。这是采用红外或非离子型感烟探头所无法实现的。
4-5现场总线接口及操作监视站
ACCESS模块总线将操作监视站与分布于现场的CL-2集线器连接起来。它可以采用双绞线和光纤的混合布线方式，当采用双绞线布线方式时，系统的最大通讯距离超过1500m，其隔离方式为双隔离浮动总线技术，单级隔离电压为3500VDC，总隔离电压高达7000VDC；当采用光纤布线方式时，其功能是增加网络覆盖范围，单模光纤的通讯距离超过3000m，并能够提供超过10KV的隔离电压。这一设计主要压串入操作监视站，并造成人员和设备的损伤。
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