首钢烟气脱硫项目:电缆、开关柜光纤温度监测系统
化工厂、发电厂等大型工业企业拥有大量的电力电缆和控制电缆,与各种高压设备连接。这些电缆分布在电缆竖井、电缆隧道、电缆桥架和电缆夹层内。
电缆火灾占工业火灾事故的15.6%,其中大约25%是由电缆本身故障引起的,其余是由外部因素引起的。大多数火灾事故都是由于温度过高造成的。因此,及时、准确地监测电缆温度变化并在火灾发生前发出警告至关重要,因为它可以为用户提供足够的时间采取适当措施,防止事故或火灾的发生。
电缆和开关设备火灾有以下原因和特点:
据统计分析,电缆沟、电缆桥架、隧道火灾的原因主要有两类:
(1) 内部原因:电缆本身故障引起的火灾。造成电缆故障的原因有很多,包括
:a) 电缆产品质量问题;
b) 长时间运行导致电缆老化;
c) 电缆在过载或恶劣环境条件下长期运行;
d) 电缆施工质量低或接头制造工艺不良;
e) 故意损坏电缆。
(2) 外部原因:可燃气体(如煤气、天然气、沼气等)进入电缆沟或隧道。由于电缆沟和隧道相对封闭的性质,当暴露于明火(由人类活动或电缆放电引起)时,整个电缆段会立即爆炸并着火。
分布式温度传感(DTS)是一种国际先进的温度测量技术,可实现对整个电缆桥架和电缆沟的分布式温度测量。能够及时发现电缆过热点,防止“着火”,对于保障大型工矿企业的安全运行具有重要意义。
本项目采用一套DTS光纤测温系统和一台光纤光栅测温解调仪,对六台烧结机的电缆沟开展沿线温度监测,并监测23面高低压开关柜的关键位置。系统以预防为重点:当温度或温升速率超过设定阈值时,自动报警,并通过以太网或继电器将报警信号发送至控制室,便于值班人员及时处置。
测量主机置于控制室,内含一台高性能嵌入式工控机,安装有测温系统服务器软件。测量主机连接VGA接口液晶显示器,用于显示温度分布曲线、开关柜可视化界面以及报警信息。
检测光缆与尾纤熔接,熔接点被保护在光缆接线盒内。检测光缆从测量主机引出,沿光缆线路或正弦波形紧密敷设。塑料扎带可用于将检测光缆固定到关键位置的电缆上。每个开关柜的关键位置均安装有光纤光栅传感器。
该项目采用分布式光纤传感系统测量电缆沟内电缆的温度,并采用光纤光栅解调器测量开关柜的关键区域。两源数据整合上传至服务器进行信息汇聚,最终形成电缆沟和开关柜一体化监控系统。
每根检测光缆通过尾纤(供货时主机自带)与DTS测量主机连接,尾纤一端连接测量主机,另一端通过熔接盒熔接至检测光缆。
对于电缆沟,检测光缆通常沿电缆线路或以正弦波形敷设。在该项目中,多根检测光缆(线性敷设)埋设在电缆槽内,以增强对电缆热点的响应。另外,电缆可以以正弦形状敷设在电缆的上表面上。