基于组态王的动力电缆温度在线监测系统

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1、维普资讯http://www.cqvip.com基差酌期峨鳞庭茬绣监测{绣王东涛，高丹(1．天津大学电气自动化学院，天津300072；2．河北理工大学计算机与自动控制学院，河北唐山063009)摘要：动力电缆在线监测系统可以防止由于动力电缆连接头绝缘降低导致过热故障而引发的火灾。通过对电缆连接头的温度进行实时监测，以及对电缆过热故障特性的分析，当电缆温度异常时，系统及时报警并通知运行人员进行处理。采用线性热电偶检测电缆接头温度，热电偶信号经『D转换和光电隔离后，通过RS485总线输入工业控制计算机，监测系统通过局域网与MIS系统相连。系统采用组态软件和VB高级语言分别设计了

2、人机界面和数据采集程序。该系统具有成本低、可靠性高和使用方便等特点，可应用于电力、冶金、煤矿和港口等企业，实现对动力电缆接头温度的在线监测。关键词：动力电缆；温度；在线监测；组态王中图分类号：TMT15；TM769文献标识码：A文章编号：1004-9649(2006)04-呻79-o40引言1系统总体设计动力电缆是电力系统重要的组成部分，同时是1．1系统组成发电厂、变电站维持正常运行的重要元素。电力电缆电缆接头的温度由电缆接头表面安装的热电偶因其分布广泛，具有易燃性和着火后的漫延性，事故检测，热电偶输出的电压信号(毫伏级)经过放大及发生频率高，事故后果严重等特点，已被电力部

3、门列A／D变换输入工控机。采用A／D转换模块对热电偶为25项重点防范事故之一，但目前监测技术相对薄信号进行处理和变换，A／D转换模块通过RS485总弱。电缆在运行中发生故障危害极大，轻则一条电缆线和工控机进行通讯。工业控制计算机和上位机构断电，导致电力系统电压波动，影响其它供电单位生成局域网，管理人员可以在客户端联网查询现场情产，重则会引起敷设在其周围的电缆燃烧，酿成重大况。系统组成如图l所示。火灾。我国近20a来，火力发电厂电缆火灾事故就1．1．1温度检测元件有140多例，造成直接经济损失200多亿元。采用线性热电偶(FlexibleThermoeoupleLine在电缆

4、运行中电缆中间接头的故障约占电缆故Detector)检测电缆接头温度。它利用热电偶效应，在障的80％。引起电缆沟内火灾的直接原因是电缆中间接头质量不良，压接头不紧，长期运行造成电缆头过热烧穿绝缘。目前，普遍采用人工巡检方法对电缆运行状况进行监视，不但费时费力，而且所测量的温度不够准确，不能及时发现问题。因此实现电缆运行温度的准确、快速监测对工矿企业安全生产具有非常大的现实意义，并将产生显著效益。本文介绍了动力电缆温度在线监测系统组成、工作原理和软件设计。该监测系统由485总线标准模块、工控机组成，并与上位机构成局域网，是一种成本低、可靠性高、功能强的计算机监控方式。该系图1

5、动力电缆在线温度监测系统组成统通过对电缆连接头温度实时监测，有效地防止由Fig．1Configurationofon-linepowercabletemperature于动力电缆连接头绝缘降低导致过热而引发火灾。supervisionsystem收稿日期：2005．11—10；修回日期：2006-01-06作者简介：王东涛(1965．)，男，河北唐山人，工学硕士，副教授，从事电力系统安全分析及工业计算机控制研究。E-mail：wangdongtao@eyou．tom维普资讯http://www.cqvip.com其长度所及范围，产生与最高点温度相对应的毫伏导、对流、辐射3种

6、传热方式，通过电缆表面传递给信号，测量精度高，线性度好。周围媒质。当电缆的温度达到稳态时，电缆的发热量1．1．2A／D转换模块和通过表面的散热量相等。A／D变换采用10M一4018模块。IOM一4018是自电缆不断发热与不断散热建立了一个以时间和主开发的A／D转换模块，具有抗干扰能力强，可靠空间座标为函数的温度场，也叫做热场。对各相同性性高等特点。IOM一4018内置微处理器可将8路热的固态导热媒质，可以通过求解普遍热场方程式电偶信号转换为数字量，其内置看门狗功能可以自(傅立叶微分方程)计算热场的5-)-布。利用热欧姆定动复位；基于ASCⅡ码的命令和底层协议，可以用律，可以

7、把一个求解二阶微分方程场的问题化简为任何支持ASCⅡ字符的高级语言编写应用程序。求解简单等值热路问题。图2为3芯铠装电缆的等1．1．3RS485总线效热路。本系统采用RS485总线实现A／D转换模块与控制计算机连接。RS485总线抗干扰能力强，传输距离较远，适合于较为恶劣的现场环境。R$485总线通过RS232／RS485转换后连接到工业控制计算机。IOM一4017模块通过RS485网络只需2根导线即可与控制主机相互通信。图2三芯铠装电缆的等效热路1．1．4局域网Fig．2Heatcircuitofthree-co