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            公司新聞

            電纜識別儀數據穩定可靠


            國內第1條35千伏公里級高溫超導電纜示范工程在上海開工。這是高溫超導電纜輸電技術在國內的第1次商業化應用。該項目核心技術國產化率達100%,并填補多項國際標準空白,標志著我國在高溫超導輸電領域已居于國際徐吉地位。

            高溫超導輸電是當前電力行業重大意義的工程技術之一。高溫超導,是在相對于零度而言的接近零下200攝氏度的液氮環境下,利用超導材料特性,使電力傳輸介質接近于零電阻、電能傳輸接近于零損耗,從而實現低電壓等級的大容量輸電。高溫超導輸電損耗低、容量大、體積小、無污染。一般來說,35千伏超導電纜相當于傳統220千伏電纜的輸送容量,可以替代46條相同電壓等級的傳統電纜,節省70%的地下管廊空間,大大降低建設成本,十分適合將大容量電能直接輸送到城市中心區域。

            近年來,隨著經濟快速發展,大型城市電力負荷密度不斷提升,但受制于輸電通道資源有限,城市中心電網卡脖子現象日益突出。國網上海市電力公司此次開展的國產化公里級高溫超導電纜示范工程建設,將為破解城市中心電網負荷過熱的矛盾提供可行的解決方案。小通道大容量的輸電模式將有助于在上海中心區域打造可靠性高、環境友好、資源友好的城市能源互聯網。



            WBST-300電纜識別儀是用于將某一特定電纜從一束電纜中識別出來的專用儀器。它是一小型化手提式,緊湊型儀器,裝在鋁合金箱內,由一個信號發生器,一個帶傳感器的接收機及連線構成。

            一、工作原理簡介(WBST-300電纜識別儀數據穩定可靠

            為了可靠準確地識別電纜,需要給被識別電纜加一特殊的信號,該信號要被專用接收機接收,利用這一特性便能識別出要找的電纜。

            該儀器按下述原理工作:

            發生器將周期性的單極性電壓脈沖饋入要識別的電纜中,該電纜需要在遠端接地,以保證有足夠大的電流流過電纜。該系統要設計成返回電流不要從同一電纜中返回,能做到這一點,饋入電纜中的脈沖電流的方向可做為一明顯的識別標準,流出去的電流僅從這一根電纜通過,所有其它鄰近電纜中流過的都是返回電流,但它們的極性相反。除了電流方向這一實際差異外,電流幅度也是一識別特征,流出去的電流僅通過一根電纜、而返回電流可通過幾根電纜、這意味著流出去的電流比流過其它電纜的返回電流大。

            接收機的任務是探測流過電纜電流方向以及它的大小。為達到這一目的,電流傳感器被用作傳感器,它帶有一放大器并串聯在電路中,傳感器鉗住被測電纜,電流流過電纜產生的磁場在傳感器的線圈中感應出電壓,該電壓極性由電流方向和傳感器線圈的方向決定。為了得到明顯有電流方向的電壓極性,對一束電纜中所有電纜進行測試都采取相同正確的方向。傳感器線圈中感應的電壓在表頭中顯示出來,如果傳感器按上述方式連接,指針擺動方向可顯示電流方向,即只有電流流出的這根電纜指針向一邊偏,這根就是要找的電纜。所有其它電纜只流過返回電流,指針向另一邊偏、或無脈動電流,指針不偏轉。接收機上的放大調節器可調整信號強度。

             

            二、外型及功能介紹(WBST-300電纜識別儀數據穩定可靠

            識別儀主機及接收機外型如圖1所示

            主機外型尺寸:  370mm×270mm×210mm


            接收機外型尺寸:170mm×60mm×140mm


            識別儀主機各部分功能如下:

            1. 電源開關:控制整機電源通斷。

            2. 電源輸入插座:用儀器所配專用電源線,輸入50HZ、220V交流電源。儀器使用時,應獨立使用三孔電源插座,插座接地線就近直接接地。

            3. 保險座:儀器使用10A保險芯,損壞時應換同規格保險芯。

            4. 黑接線柱:測試時,用配套黑色測試線(Ф11插頭)插入此插孔,另一端測試夾接系統地。

            5. 紅接線柱:測試時,用配套紅色測試線(Ф11插頭)插入此插孔,另一端測試夾接被測電纜芯線。

            6. 表頭:指示輸出電流大小。

            7. 輸出調節:用于調整主機電流大小,使用時根據測試電纜長短及接收器指示大小適當調節。順時針旋轉輸出電流增大。

            接收機各部分功能如下:

            電源開關:接收機電源接通與關斷。

            幅度調節:順時針旋轉,接收機電表指示值增大,逆時針旋轉,指示值變小。

            表頭:指示輸入信號幅度大小與極性。

            電源指示燈:電源開關接通時,指示燈亮。

            三、工作方法(WBST-300電纜識別儀數據穩定可靠

            電纜識別儀信號發生器由交流電源供電,它對已斷電的、要識別的電纜加上固定周期單極性的直流脈沖。發生器輸出線連在電纜芯線和接地點或地釘上,該電纜線鎧裝與大地斷開,芯線在遠端與接地點或地釘相連,該回路可傳導脈沖電流,它可由識別儀上的表頭讀出,電流大小由環路電阻決定,環路電阻應盡可能小。識別儀接線圖如圖2所示

            發射機與接收機開始正常工作后,傳感器線圈中感應的電壓在接收機表頭中顯示出來,表頭指針擺動方向可顯示電流方向,即只有電流流出的這根電纜指針向右偏并且擺幅較大,這根就是要找的電纜。所有其它電纜只流過返回電流,指針向左偏并且擺幅極小。接收機上的輸出調節旋鈕可調整信號強度。

            1、儀器供電

            電纜識別儀主機由交流220V供電,接收機由一節9V電池供電、電池裝在接收機手把后蓋內。擰開后蓋兩側螺絲、拉出后蓋,可更換電池。

            2、傳感器

            傳感器是一電流變換器,鉗口內部尺寸為120mm。當電流流過測試電纜,在傳感器內感應出電壓,電壓幅度由電流強度決定,其極性由電流方向決定。

            3、可靠測試

            一定要進行以下可靠測試,以避免造人員傷亡或損壞電纜識別儀及其它設備。使用電纜識別儀時,要對被測電纜進行帶電檢查,并確保該電纜處于無電狀態。

            將儀器接入被測電纜前,要對其附近末加保護的儀器或電纜進行保障檢查,并將這些帶電部分用絕緣材料進行可靠保護。

            四、準備測試(WBST-300電纜識別儀數據穩定可靠

            1、主機準備

            連接:

            1)在進行測試工作之前,將被測電纜斷電,其周圍環境應處于可靠狀態。

            2)發生器與被測電纜相連,紅色夾子與被識別電纜的一根芯線或幾根芯線連到一起。將黑色夾子與地釘相連。

            3)將電纜遠端的芯線與地釘相連。

            4)將電纜兩端的鎧裝與地線斷開。

            5)將電源線插入電源插座。

            開機:

            1)逆時針方向調節輸出旋鈕到零。

            2)打開主機電源開關,對主機供電。

            3)緩慢調節輸出旋鈕,主機開始間斷向電纜發出脈動直流信號,使輸出脈動電流信號為515A之間即可。

            2、接收機準備

            1)從接收機手把背面卸下螺釘,將一節9V電池裝入接收機中,就可正常工作。

            2)接通接收機電源,紅色發光二極管亮。

            3)緩慢調節靈敏度旋鈕,使電表開始指示。

            注意傳感器插入電纜的方向及接收機表頭擺動幅度的

            大小。

            五、測試(WBST-300電纜識別儀數據穩定可靠

            1.設置測試回路

            為保證儀器的正常使用,應注意設置測試回路。

            將紅色輸出插孔與要識別的電纜的芯線相連,將黑色輸出插孔與地相連,將電纜芯線在遠端與地相連。如圖3所示

            輸出電流在電纜線中沿箭頭方向流向遠端,通過大地返回發生器,將被識別電纜的所有芯線連到一起,能得到較清楚的信號。








            2.儀器校準

            校準接收機時,要在始端處用傳感器卡住電纜(接近發生器),然后從0開始調整接收機的輸出幅度,直到表頭顯示讀數為46格,如果接收機過載,儀表指示過大,此時應減小輸出幅度。然后在需要檢測處用相同的接收靈敏度進行檢測,用傳感

            器將每一根電纜都卡一遍,當卡住需要識別的電纜時,接收機表頭顯示讀數為4-6格,且向同一方向偏擺。

            所有其它電纜要么沒有讀數,要么讀數極小且電流方向相反,即向另一方向偏擺。

            3.測試實例

            實例1

            由于電纜屏蔽層通常與地相連,如果電纜束中,其它電纜也接到公共地上,發生器上黑色輸出插孔可連到公共地上,返回電流在幾根電纜屏蔽層進行分配,將返回電流分成許多支流,意味著被識別電纜的差值電流較大,有用信號較清楚, “差值”的意思是輸出電流和其分得的返回電流在同一通道內。如圖4所示,圖4中有5根電纜,4號電纜是我們需要識別的,要識別的電纜中“輸出電流”為20A。假設返回電流在所有電纜的屏蔽層中平均分配,在要測的電纜中應有4A的返回電流,要識別的電纜中的差值為:20A(輸出)-4A(返回)=16A(差值)

            實例2

            如果被測電纜的屏蔽層從系統地中斷開,其差值將會得到改進,在該電纜的屏蔽層中,沒有返回電流。如圖5所示

            圖5中有5根電纜,4號電纜是我們需要的電纜,要識別的電纜中“輸出電流”為20A。由于電纜屏蔽層與地斷開,在其余4根電纜中分得的返回電流為:20A/45A,要識別電纜的電流差值為:20A020A

            實例3

            用作返回電路的屏蔽層數量越少,從差值法中得到的讀數越小,極限情況是僅有兩根電纜的情況。如圖6所示

            在圖6中有兩根電纜,1號電纜是要識別的電纜,要識別的電纜中輸出電流為20A,返回電流在兩根電纜的屏蔽層中分配,因此每根電纜的屏蔽層的返回電流為10A,產生的電流差為:20A10A10A

            將電纜屏蔽層從公共地上斷開,改善發生器的接地狀況,在電纜遠端加一地釘,差值電流會得到改善。如圖7所示

            圖7中有兩根電纜,1號電纜是要識別的電纜,要識別的電纜中輸出電流為20A,返回電流在2號電纜屏蔽層中為10A,產生的 值電流為:20A0A20A

            實例4

            如果沒有屏蔽層來構成返回電路,返回電路可通過地釘來實現,此時需要兩個地釘,一個地釘在電流遠端與電纜芯線相相連,另外一個與主機黑色輸出插孔相連,如圖8所示

            圖8中有兩根電纜,1號電纜是我們要識別的電纜,要識別電纜的輸出電流為20A,返回電流通過地釘經大地回到發生器。

            為保證環路電阻的阻抗盡可能低,地釘與地之間要保證接觸良好(將地釘附近的地方弄濕)。

            警告:為確保人身保障,對已確定的電纜結果,不能作為開據前的依據,已識別的電纜只能作為標示或掛牌的依據,如果要維修開鋸前,一定要進行扎釘試驗。

            六、儀器配套

            電纜識別儀主機                 1

            電纜識別儀接收機                 1

            鉗形電流互感器                       1只  

            1歐-20W 試驗用電阻                1

            電源線                                  1

            測試線                                2

            合格證                1

            保修卡                1

            說明書                1



            電 纜 識 別 儀

            操 作 指 南

            一、操作人員要事先閱讀說明書,掌握儀器的功能、工作方法、測試前的工作準備事項及正確測試要求。

            二、測試前,先將被測電纜兩端鎧裝接地斷開,芯線遠端(末端)與大地連接。

            三、儀器兩條輸出線按說明書第2頁要求分別將紅夾接至被測電纜芯線上,黑夾接至大地。

            四、打開發射機前,必須先將輸出調節旋鈕反時鐘旋到零位,然后開機。緩慢調節輸出調接旋鈕,使輸出達到5A15A(調節旋鈕一般均調在三分之二范圍之內)。如果該配電站系統接地阻值大于4歐姆,則輸出電流小于8A,只要接收機表頭能正反方向偏轉就可正常工作。

             注意:現場使用時,若接地電阻過小,發射機在輸出調節旋鈕反時鐘旋到零位時,輸出電流也會很大,發射機內保護電路動作(表現為表頭有很小的快速擺動),這時可以將隨機配的大功率試驗電阻(12歐姆/20W30W)串接在發射機回路中。

            實際測試中,同一條電纜溝中,兩個配電房之間連接的其他電纜超過兩條,接地電阻因為有其它運行電纜鎧裝相連而變的很小,甚至接近為零,發射機輸出電流過大而保護電路動作,這時可將試驗電阻串接在發射機回路中進行測試。測試完畢,試驗電阻溫度很高,注意降溫后裝箱,試驗電阻也可用其它12歐,大于20W的電阻替代。

            五、在現場識別電纜前,應按說明書中儀器校準要求,在電纜始端將識別儀接收機校準好。

            六、現場識別電纜的標準:當傳感器卡在其中一條電纜上測試時,接收機表頭向一邊偏轉并且擺動較大,在其余電纜上測試時(保持傳感器同一卡入方向不變),接收機表頭向另一邊偏轉并且擺動較小,電纜條數越多偏轉越小。接收機表頭向一邊偏轉并且擺動較大的電纜,即為需要識別的電纜。

            七、儀器空載可進行如下驗收:

            1、將儀器兩條輸出線末端接1歐姆20W大功率試驗電阻,接線如下圖所示:

            2、將輸出調節旋鈕反時鐘旋到*小,然后開機,儀器發射機輸出電流為5-15A,此時在紅黑兩條輸出線上校準接收機,即可進行模擬電纜識別。將接收機表頭增益調節旋鈕反時鐘旋到*小,將傳感器分別卡在紅黑兩條輸出線上時(保持傳感器同一卡入方向不變),接收機表頭分別向不同的方向擺動(擺動周期為7秒左右),說明儀器發射機、接收機工作正常。

            注意:本機采用鉗形互感器磁性較大,接收機增益*小時,其表頭仍有20μA左右擺幅,此屬正?,F象。


            據了解,示范工程敷設的超導電纜核心采用二三十根0.4毫米厚的第2代超導帶材。材料從設計到生產制造完全實現國產化。除了在裝備上擁有完全自主知識產權外,示范工程還在全程排管敷設工藝及系統運維穩定性等方面融入新突破,并在國際上帶領多項技術標準制定。

            上海市經濟和信息化委員會新材料處處長蔣瑋認為:示范工程的建成,將為全方位、系統驗證自主高溫超導技術在超大城市中心城區與電網耦合運行的可靠性、穩定性和經濟性,積累第1手的數據和經驗,為推進高溫超導材料在智能電網改造中的規?;瘧玫於ɑA,成為上海前沿新材料新成果產業化的典型范例。作為上海市七大戰略性新興產業之一,新材料目前年產值超過2500億元,占全部戰略性新興產業的四分之一。他表示,公里級高溫超導電纜示范工程是新材料應用與電網發展深度融合的產物,這種產業結合模式有力推動了我國超導材料從實驗到實用的跨越,也將為上海建設具有全球影響力的科技中心和新興產業培育提供重要的支撐。


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