典型案例基于分布式光纤温度传感器的高压电课件

高速铁路安全与防灾技术高速铁路安全与防灾技术任务7-1高速铁路牵引供电的监测诊断与养护维修7-1-8典型案例-基于分布式光纤温度传感器的高压电缆在线监测系统任务7-1高速铁路牵引供电的监测诊断与养护维修7-1-三、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

1．电气设备烧伤的防治措施1.1保证主导电回路通畅

①采用面面接触的设备线夹；在安装设备线夹、电联接线夹时，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。②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。③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。

三、高速铁路牵引供电设备维护与应急抢修（一）高速铁路牵引1．电气设备烧伤的防治措施（续）1.2保证设备间电流正确转换①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双线夹，以加强电流转换；引线与所跨越的承力索间要保持300mm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绝缘套管。②严格按照《技规》设置分相“断合”标、“禁止双弓”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。③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，将其对接触网的损伤降到最低。1．电气设备烧伤的防治措施（续）1．电气设备烧伤的防治措施（续）1.3减少零部件分流

在大电流（500A及以上）区段，为减少零部件分流，应采取以下措施：①使横向电联接器的间距减至为100m；②隔开等重要联接设备引线安装为双引线；③站场两端咽喉区增设股道电联接；④采用整体吊弦、载流吊弦和载流承力索。1．电气设备烧伤的防治措施（续）1．电气设备烧伤的防治措施（续）1.4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：①在《接触网运行检修规程》、《接触网安全工作规程》及《技规》等部令基础上，制定适合于160km/h运行时速的《接触网技术标准及检修工艺》，并严格执行各参数标准要求，以保证各设备的性能、参数均达到优良；②采用先进检测设备对接触网重点部分进行检测。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；③平时加强夜巡工作，力求将其烧伤缺陷消除在萌芽状态。1．电气设备烧伤的防治措施（续）2．牵引变压器的维护2.1牵引变电所主变压器的维护

①主变压器长时间运行后，内部绝缘老化，渗油腐蚀保护引线；②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绝缘油中；③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；④雷雨天气大气过电压，或者主变27.5kV侧处于热备用状态的真空断路器真空度下降；⑤重瓦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。2．牵引变压器的维护2．牵引变压器的维护（续）

2.2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：①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特殊包扎，并要定期对引线的绝缘性能进行测试。②牵引变电所控制室保护接地体与室外电流互感器接地体之间，增加均压线，使两点间的电位基本相等。2．牵引变压器的维护（续）3．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，在系统施工及日常维修中，还必须注意以下几个方面：①减少不平衡牵引电流的产生；②按照《铁路信号维护规则》的相关规定使用配置电缆；③吸上线的设置符合规定；④横向连接的设置必须符合要求；⑤高柱信号机的安全地线、接触网的塔杆地线、桥梁等建筑物的地线，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。3．电气化牵引供电对轨道电路干扰的防护（二）高速铁路牵引供电故障的应急抢修1．故障抢修的基本原则高速铁路接触网故障抢修应以2h恢复动车组供电为目标，按“先通后复”、“先通一线”的基本原则，可采取越区供电、降速运行、降弓运行等措施，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术状态。在牵引供电故障抢修2h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停电区段，恢复动车组供电。（二）高速铁路牵引供电故障的应急抢修2．常见故障的抢修预案

2.1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破坏短时难以恢复供电和行车时，通过相应隔离开关的远动倒闸操作，可以满足逐站逐区间的反向行车的供电要求。2.2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，采取向中性段送电的措施，可以实现快速救援。2．常见故障的抢修预案2．常见故障的抢修预案（续）2.3变电设备故障不能快速恢复时采取越区供电或环形供电当某个变电所设备故障不能短期恢复时，可将该变电所撤除运行，由相邻变电所越区供电，采取限速或限制列车对数的措施，尽快恢复动车组运行。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，闭合分区所处上下行并联开关实现环形供电。2．常见故障的抢修预案（续）2．常见故障的抢修预案（续）

2.4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）或正馈线绝缘子故障时，可以甩掉整个供电臂的正馈线设备，采用直接供电方式恢复供电。还有一种情况，根据AT供电方式的特点，在保持全并联的条件下，撤除部分锚段故障的正馈线设备并不影响供电设备的安全运行。2．常见故障的抢修预案（续）2．常见故障的抢修预案（续）

2.5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，不影响供电安全。2.6接触悬挂弹性链型悬挂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。2．常见故障的抢修预案（续）2．常见故障的抢修预案（续）2.7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，仍可采取做接头减少补偿张力限速运行的措施，否则需要降弓运行。。2．常见故障的抢修预案（续）（一）基于分布式光纤温度传感器的高压电缆在线监测系统

功能：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、电缆负荷监测等功能，从而及早发现电缆运行中存在的安全隐患、避免事故发生。四、典型案例（一）基于分布式光纤温度传感器的高压电缆在线监测系统四、典1．分布式光纤传感器测温原理及测温系统结构原理：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，温度信号对散射光谱信号中的反斯托克斯散射光强度进行调制，反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，从而实现分布式的光纤温度传感。系统组成：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过光路耦合器后进入传感光纤。1．分布式光纤传感器测温原理及测温系统结构2．高压电缆在线监测系统的系统组成激光器光脉冲

图7-3高压电缆温度在线监测系统结构框图2．高压电缆在线监测系统的系统组成激光器光脉冲图7-3高2．高压电缆在线监测系统的系统组成1.1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成，监测到的光信号经解调算出电缆温度实现检测。

1.2电量采集单元实现对监测电缆电压、电流信号的采集，通过变送器将TV、TA二次侧信号经变换后通过数据采集卡传送至计算机。

2．高压电缆在线监测系统的系统组成2．高压电缆在线监测系统的系统组成（续）1.3后台监控主机由光纤测温工程机获得电缆温度，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温度、动态载流量计算，判断电缆温度是否超标。主要功能：

①实现电量采集、数据存储、数据显示；②电缆稳态温度场和动态载流量计算；③