718典型案例基于分布式光纤温度传感器的高压电课件.ppt

1、高速铁路安全与防灾技术高速铁路安全与防灾技术任务任务7-1 高速铁路牵引供电的监测诊断与高速铁路牵引供电的监测诊断与养护维修养护维修 7-1-8 典型案例典型案例-基于分布式光纤温度基于分布式光纤温度传感器的高压电缆在线监测系统传感器的高压电缆在线监测系统 Page:3三、三、高速铁路牵引供电设备维护与应急抢修高速铁路牵引供电设备维护与应急抢修 （一）高速铁路牵引供电设备的维护（一）高速铁路牵引供电设备的维护 1 1电气设备烧伤的防治措施电气设备烧伤的防治措施 1.1 1.1 保证主导电回路通畅保证主导电回路通畅 采用面面接触的采用面面接触的设备线夹设备线夹；在安装设备线夹、电；在安装设备线夹

2、、电联接线夹时，要先对线夹内除杂物并涂导电膏；安联接线夹时，要先对线夹内除杂物并涂导电膏；安装电联接器时，电联接线夹的大小槽要安装正确。装电联接器时，电联接线夹的大小槽要安装正确。不要将绑扎线（防止电联接线散股）夹到线夹内不要将绑扎线（防止电联接线散股）夹到线夹内；电联接线应全部夹入线夹槽内。；电联接线应全部夹入线夹槽内。严格执行设备三级验收关，确保有瑕疵的设备不严格执行设备三级验收关，确保有瑕疵的设备不带病上线运行。带病上线运行。Page:41 1电气设备烧伤的防治措施电气设备烧伤的防治措施 （续）（续）1.2 1.2 保证设备间电流正确转换保证设备间电流正确转换 在四跨锚段关节的主电联接器

3、处、馈线上网处、在四跨锚段关节的主电联接器处、馈线上网处、跳线连结处等地方装设跳线连结处等地方装设双线夹双线夹，以加强电流转换；引，以加强电流转换；引线与所跨越的承力索间要保持线与所跨越的承力索间要保持300 mm300 mm及以上的距离及以上的距离，对于已存在立体交叉而间距不够的线索要加装，对于已存在立体交叉而间距不够的线索要加装绝缘绝缘套管套管。严格按照严格按照技规技规设置分相设置分相“断合断合”标、标、“禁止禁止双弓双弓”标，并与机务段做好分相设备知识培训，机工标，并与机务段做好分相设备知识培训，机工共同防御司助人员误闯无电区而烧伤接触网设备。共同防御司助人员误闯无电区而烧伤接触网设备。

4、与地方供电部门研究跨越线管理办法，互通抢修与地方供电部门研究跨越线管理办法，互通抢修联系方式，当其跨越线掉落在接触网设备上时，将其联系方式，当其跨越线掉落在接触网设备上时，将其对接触网的损伤降到最低。对接触网的损伤降到最低。Page:51 1电气设备烧伤的防治措施电气设备烧伤的防治措施 （续）（续）1.3 1.3 减少零部件分流减少零部件分流 在大电流（在大电流（500 A500 A及以上）区段，为减少零部件及以上）区段，为减少零部件分流，应采取以下措施：分流，应采取以下措施：使横向电联接器的间距减至为使横向电联接器的间距减至为100 m100 m；隔开等重要联接设备引线安装为隔开等重要联接设

5、备引线安装为双引线双引线；站场两端咽喉区增设站场两端咽喉区增设股道电联接股道电联接；采用整体吊弦、载流吊弦和载流承力索。采用整体吊弦、载流吊弦和载流承力索。Page:61 1电气设备烧伤的防治措施电气设备烧伤的防治措施 （续）（续）1.4 1.4 严格检修标准及运用先进检测设备严格检修标准及运用先进检测设备 在设备日常检修过程中应做到：在设备日常检修过程中应做到：在在接触网运行检修规程接触网运行检修规程、接触网安全工作接触网安全工作规程规程及及技规技规等部令基础上，制定适合于等部令基础上，制定适合于160 160 km/hkm/h运行时速的运行时速的接触网技术标准及检修工艺接触网技术标准及检修

6、工艺，并严格执行各参数标准要求，以并严格执行各参数标准要求，以保证各设备的性能保证各设备的性能、参数均达到优良、参数均达到优良；采用先进检测设备对接触网重点部分进行采用先进检测设备对接触网重点部分进行检测检测。如配备红外线测温仪或使用测温片等检测电气联接如配备红外线测温仪或使用测温片等检测电气联接的性能和状态；的性能和状态；平时加强平时加强夜巡夜巡工作，力求将其烧伤缺陷消除在萌工作，力求将其烧伤缺陷消除在萌芽状态。芽状态。Page:72 2牵引变压器的维护牵引变压器的维护 2.1 2.1 牵引变电所主变压器的维护牵引变电所主变压器的维护 主变压器长时间运行后，内部绝缘老化，渗油腐蚀保护主变压器

7、长时间运行后，内部绝缘老化，渗油腐蚀保护引线；引线；阴雨天气变压器线圈、绝缘材料受潮，瓦斯继电器接线阴雨天气变压器线圈、绝缘材料受潮，瓦斯继电器接线盒内积水，因变压器油枕胶囊处密封不严而造成雨水混入盒内积水，因变压器油枕胶囊处密封不严而造成雨水混入绝缘油中；绝缘油中；恶劣天气，潮气容易由电缆孔进入，冷凝成水珠，造成恶劣天气，潮气容易由电缆孔进入，冷凝成水珠，造成直流接地；直流接地；雷雨天气大气过电压，或者主变雷雨天气大气过电压，或者主变27.5 kV27.5 kV侧处于热备用侧处于热备用状态的真空断路器真空度下降；状态的真空断路器真空度下降；重瓦斯掉牌继电器存在质量问题，在复归操作时，外观重瓦

8、斯掉牌继电器存在质量问题，在复归操作时，外观看已复归，实际并未复归，卡在动作脱扣状态。看已复归，实际并未复归，卡在动作脱扣状态。Page:82 2牵引变压器的维护（续）牵引变压器的维护（续）2.2 2.2 防止牵引变压器差动保护误动作的措施防止牵引变压器差动保护误动作的措施 日常维护中需采取如下措施：日常维护中需采取如下措施：电流互感器二次引线，电缆头至接线端子间的电流互感器二次引线，电缆头至接线端子间的引线应用绝缘带进行引线应用绝缘带进行特殊包扎特殊包扎，并要定期对引线，并要定期对引线的绝缘性能进行的绝缘性能进行测试测试。牵引变电所控制室保护接地体与室外电流互感牵引变电所控制室保护接地体与室

9、外电流互感器接地体之间，器接地体之间，增加均压线增加均压线，使两点间的电位基，使两点间的电位基本相等。本相等。Page:93 3电气化牵引供电对轨道电路干扰的防护电气化牵引供电对轨道电路干扰的防护 除了系统设计采取的防护措施之外，在系统施工除了系统设计采取的防护措施之外，在系统施工及日常维修中，还必须注意以下几个方面：及日常维修中，还必须注意以下几个方面：减少减少不平衡牵引电流不平衡牵引电流的产生；的产生；按照按照铁路信号维护规则铁路信号维护规则的相关规定使用配的相关规定使用配置置电缆电缆；吸上线吸上线的设置符合规定的设置符合规定 ；横向连接横向连接的设置必须符合要求的设置必须符合要求 ；高柱

10、信号机的安全地线、接触网的塔杆地线、高柱信号机的安全地线、接触网的塔杆地线、桥梁等桥梁等建筑物的地线建筑物的地线，不得直接与设有轨道电路，不得直接与设有轨道电路的钢轨连接，也不应接至扼流变压器的中心点。的钢轨连接，也不应接至扼流变压器的中心点。Page:10（二）高速铁路牵引供电故障的应急抢修（二）高速铁路牵引供电故障的应急抢修1 1故障抢修的基本原则故障抢修的基本原则 高速铁路接触网故障抢修应以高速铁路接触网故障抢修应以2 h2 h恢复动车组供恢复动车组供电电为目标，按为目标，按“先通后复先通后复”、“先通一线先通一线”的的基本原则，可采取越区供电、降速运行、降弓基本原则，可采取越区供电、降

11、速运行、降弓运行等措施，以最快的速度设法先行恢复动车运行等措施，以最快的速度设法先行恢复动车组供电、疏通线路，并尽早回复设备正常的技组供电、疏通线路，并尽早回复设备正常的技术状态。术状态。在牵引供电故障抢修在牵引供电故障抢修2 h2 h内不能恢复时，利用内内不能恢复时，利用内燃机车将故障停电区段的动车组尽快牵引至未燃机车将故障停电区段的动车组尽快牵引至未停电区段，恢复动车组供电。停电区段，恢复动车组供电。Page:112 2常见故障的抢修预案常见故障的抢修预案 2.1 2.1 接触网大面积损坏不能快速恢复时采取反向行车接触网大面积损坏不能快速恢复时采取反向行车 当区间或站场一条线路接触网大范围

12、破坏短时难以当区间或站场一条线路接触网大范围破坏短时难以恢复供电和行车时，通过相应隔离开关的恢复供电和行车时，通过相应隔离开关的远动倒闸远动倒闸操作操作，可以满足逐站逐区间的反向行车的供电要求，可以满足逐站逐区间的反向行车的供电要求。2.2 2.2 动车组掉分相区时采用闭合分相开关救援动车组掉分相区时采用闭合分相开关救援 高速铁路双断口关节式电分相前后两个方向装设有高速铁路双断口关节式电分相前后两个方向装设有远动控制开关，当动车组停在分相区后，判断动车远动控制开关，当动车组停在分相区后，判断动车组停车位置，采取向组停车位置，采取向中性段送电中性段送电的措施，可以实现的措施，可以实现快速救援。快

13、速救援。Page:122 2常见故障的抢修预案（续）常见故障的抢修预案（续）2.3 2.3 变电设备故障不能快速恢复时采取越区供电或环变电设备故障不能快速恢复时采取越区供电或环形供电形供电 当某个变电所设备故障当某个变电所设备故障不能短期恢复时不能短期恢复时，可将该，可将该变电所撤除运行，由相邻变电所越区供电，采取变电所撤除运行，由相邻变电所越区供电，采取限速或限制列车对数的措施，尽快恢复动车组运限速或限制列车对数的措施，尽快恢复动车组运行。行。如变电所馈线设备（电缆、上网开关和断路器等如变电所馈线设备（电缆、上网开关和断路器等）故障时，可临时甩掉该设备，闭合分区所处上）故障时，可临时甩掉该设

14、备，闭合分区所处上下行并联开关实现环形供电。下行并联开关实现环形供电。Page:132 2常见故障的抢修预案（续）常见故障的抢修预案（续）2.4 2.4 正馈线设备故障可以采用直供方式运行正馈线设备故障可以采用直供方式运行 当正馈线线索（含电缆及其附件）或正馈线绝缘当正馈线线索（含电缆及其附件）或正馈线绝缘子故障时，可以子故障时，可以甩掉甩掉整个供电臂的正馈线设备，整个供电臂的正馈线设备，采用直接供电方式恢复供电采用直接供电方式恢复供电 。还有一种情况，根据还有一种情况，根据ATAT供电方式的特点，在保持供电方式的特点，在保持全并联的条件下，全并联的条件下，撤除撤除部分锚段故障的正馈线设部分锚

15、段故障的正馈线设备并不影响供电设备的安全运行。备并不影响供电设备的安全运行。Page:142 2常见故障的抢修预案（续）常见故障的抢修预案（续）2.5 2.5 保护线设备故障可以撤除保护线的运行保护线设备故障可以撤除保护线的运行 由于高速铁路采用综合接地，利用保护线通过每根由于高速铁路采用综合接地，利用保护线通过每根支柱（吊柱）接地均与综合贯通地线接地连接，一支柱（吊柱）接地均与综合贯通地线接地连接，一处保护线断线后即使临时不做连接，不影响供电安处保护线断线后即使临时不做连接，不影响供电安全。全。2.6 2.6 接触悬挂弹性链型悬挂可以暂时采用简单链型悬接触悬挂弹性链型悬挂可以暂时采用简单链型

16、悬挂运行挂运行 当故障抢通时，可以暂时采用简单链型悬挂运行，当故障抢通时，可以暂时采用简单链型悬挂运行，从而避开复杂、精确的弹性吊索安装恢复工作。从而避开复杂、精确的弹性吊索安装恢复工作。Page:152 2常见故障的抢修预案（续）常见故障的抢修预案（续）2.7 2.7 接触线断线故障采用接头连接限速运行接触线断线故障采用接头连接限速运行 按照高速铁路施工标准，正线不允许有接触线接按照高速铁路施工标准，正线不允许有接触线接头。目前运行上也要求接触线不能有接头。头。目前运行上也要求接触线不能有接头。但根据抢修实际，为快速抢通，仍可采取做接头但根据抢修实际，为快速抢通，仍可采取做接头减少补偿张力限

17、速运行的措施，否则需要降弓运减少补偿张力限速运行的措施，否则需要降弓运行。行。Page:16（一）基于分布式光纤温度传感器的高压电缆在线监（一）基于分布式光纤温度传感器的高压电缆在线监测系统测系统 功能：功能：该系统通过分布式光纤温度传感器测量电缆该系统通过分布式光纤温度传感器测量电缆运行温度，并根据电缆运行电压、电流信号计算出运行温度，并根据电缆运行电压、电流信号计算出电缆线芯温度和动态载流量，实现了电缆局部温度电缆线芯温度和动态载流量，实现了电缆局部温度过热检测、超温报警及故障定位、电缆负荷监测等过热检测、超温报警及故障定位、电缆负荷监测等功能，从而及早发现电缆运行中存在的安全隐患、功能，

18、从而及早发现电缆运行中存在的安全隐患、避免事故发生。避免事故发生。四、典型案例四、典型案例 Page:171 1分布式光纤传感器测温原理及测温系统结构分布式光纤传感器测温原理及测温系统结构 原理：原理：利用在光纤中传输的高功率光脉冲与光纤分利用在光纤中传输的高功率光脉冲与光纤分子作用产生拉曼散射光谱信号，温度信号对散射光子作用产生拉曼散射光谱信号，温度信号对散射光谱信号中的反斯托克斯散射光强度进行调制，谱信号中的反斯托克斯散射光强度进行调制，反反斯托克斯散射光携带散射区的温度信息，用光时域斯托克斯散射光携带散射区的温度信息，用光时域反射技术获取沿光纤长度方向的拉曼散射信息，从反射技术获取沿光纤

19、长度方向的拉曼散射信息，从而实现分布式的光纤温度传感。而实现分布式的光纤温度传感。系统组成：系统组成：包括光电探测、光纤温度场信息采集和包括光电探测、光纤温度场信息采集和信号处理。由同步控制单元触发光发射机产生大电信号处理。由同步控制单元触发光发射机产生大电流脉冲，驱动半导体激光器产生大功率光脉冲，并流脉冲，驱动半导体激光器产生大功率光脉冲，并注人激光器尾纤中，从激光器尾纤输出的光脉冲经注人激光器尾纤中，从激光器尾纤输出的光脉冲经过光路耦合器后进入传感光纤。过光路耦合器后进入传感光纤。Page:182 2高压电缆在线监测系统的系统组成高压电缆在线监测系统的系统组成激光器激光器光脉冲光脉冲 图图

20、7-3 高压电缆温度在线监测系统结构框图高压电缆温度在线监测系统结构框图 Page:192 2高压电缆在线监测系统的系统组成高压电缆在线监测系统的系统组成1.1 1.1 光纤测温工程机光纤测温工程机 由光学测量与解调单元、数据采集卡等设备组由光学测量与解调单元、数据采集卡等设备组成，监测到的光信号经解调算出电缆温度实现成，监测到的光信号经解调算出电缆温度实现检测。检测。1.2 1.2 电量采集单元电量采集单元 实现对监测电缆电压、电流信号的采集，通过实现对监测电缆电压、电流信号的采集，通过变送器将变送器将TVTV、TATA二次侧信号经变换后通过数二次侧信号经变换后通过数据采集卡传送至计算机。据

21、采集卡传送至计算机。Page:202 2高压电缆在线监测系统的系统组成（续）高压电缆在线监测系统的系统组成（续）1.3 1.3 后台监控主机后台监控主机 由光纤测温工程机获得电缆温度，由光纤测温工程机获得电缆温度，由电量采集单由电量采集单元获得电缆运行的电压、电流信号进行电缆线芯元获得电缆运行的电压、电流信号进行电缆线芯温度、动态载流量计算，判断电缆温度是否超标温度、动态载流量计算，判断电缆温度是否超标。主要功能：主要功能：实现电量采集、数据存储、数据显示；实现电量采集、数据存储、数据显示；电缆稳态温度场和动态载流量计算；电缆稳态温度场和动态载流量计算；故障判断与超温报警；故障判断与超温报警；远程监控诊断。远程监控诊断。Page:212 2高压电缆在线监测系统的系统组成（续）高压电缆在线监测系统的系统组成（续）1.3 1.3 后台监控主机（续）后台监控主机（续）系统监控软件可实时显示各监测点的最高温度，系统监控软件可实时显示各监测点的最高温度，并能统计出各监测点的温度变化曲线，形成统计并能统计出各监测点的温度变化曲线，形成统计报表。在温度超过正常运行温度时，发出报警，报表。在温度超过正常运行温度时，发出报警，提醒维护人员进行故障处理，避免事故的发生。提醒维护人员进行故障处理，避免事故的发生。Page:22休休 息息 一一 下下