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高壓開關柜在線測溫的必要性及測溫方式方法

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高壓開關柜在線測溫的必要性及測溫方式方法

發布日期:2018-09-19 作者: 點擊:

紅外線測溫技術的應用已日漸成熟,在使用過程中發現了許多的設備隱患,避免了許多事故的發生.
紅外測溫技術已成為輸變電設備在線監測的重要手段之一.然而目前的紅外測溫技術只能運用于敞開式設備,
       對于日益成為變配電設備主力軍的成套型高壓開關柜卻無能為力.成套型高壓開關柜由于柜體密封,
許多接頭、開關觸點、示溫片的情況肉眼巡視無法看到,即便能夠看到,亦無法測溫來判斷故障情況進行缺陷定性.
      因此,高壓開關柜的接頭和開關觸點的運行狀態的監測存在著盲點,實施開關柜觸點溫度監測,可以作到及時處理,
從而有效防止開關柜燒毀事故.尋求有效的方法消除這一盲點至關重要

1.高壓開關柜在線測溫的必要性:

       高壓開關柜作為電力系統中非常重要的電氣設備?,F代電力系統對電能質量的要求越來越高,相應地對高壓開關柜的可靠性也提出了更高的要求。隨著電網的發展和設備技術的提高,10,35kV系統開關柜在電網中已大量使用。而開關柜的內部過熱現象已成為開關柜使用中的常見問題,由于開關柜體的密閉性,在一些負荷較重的地區,存在開關柜的溫升超標問題。開關柜的溫升超標,直接影響設備的安全穩定運行,而且,過熱問題是一個不斷發展的過程,如果不加以控制,過熱程度會不斷加劇,并對絕緣件的性能及設備壽命產生很大的影響。目前,對電力系統內部使用的開關柜,嚴格遵守設備采購程序及技術政策,確保入網的開關柜都通過型式試驗,尤其對溫升的要求比較嚴格。運行中,負荷通常都不會達到開關柜的設計滿容量,開關柜的溫升問題應該不會很突出,但是實際情況并不盡然。開關柜內部實際溫升情況,尤其是母排連接等部位,通??偸潜刃褪皆囼灉y出的數據高。

2.高壓開關柜溫度過高的幾點原因:

(1)試驗測得數據通常在試驗室完成,持續時間不長,一般不超過8h,不具備溫升累積效應,不能等同于長期運行并持續發熱的設備。

(2)不同金屬的膨脹效應不同。鋼制螺栓的金屬膨脹系數要比銅質、鋁質母線小得多,尤其是螺栓型設備接頭,在運行中隨著負荷電流及溫度的變化,其鋁或銅與鐵的膨脹和收縮程度將有差異而產生蠕變,也就是金屬在應力的作用下緩慢的塑性變形,蠕變的過程還與接頭處的溫度有很大的關系。實踐證明,當接頭處的運行工作溫度超過80℃時,接頭金屬將因過熱而膨脹,使接觸表面位置錯開,形成微小空隙而氧化。當負荷電流減小溫度降低回到原來接觸位置時,由于接觸面氧化膜的覆蓋,不可能是原安裝時金屬間的直接接觸。每次溫度變化的循環所增加的接觸電阻,將會使下一次循環的熱量增加,所增加的溫度又使接頭的工作狀況進一步變壞,因而形成惡性循環。

(3)連接部位緊固螺栓壓力不當。部分安裝或檢修人員在導體連接上認為連接螺栓擰得愈緊愈好,其實不然。特別是鋁質母線,彈性系數小,當螺母的壓力達到某個臨界壓力值時,若材料的強度差,再繼續增加不當的壓力,將會造成接觸面部分變形隆起,反而使接觸面積減少,接觸電阻增大,從而影響導體接觸效果。

(4)選用的導體材料電導率不滿足要求,多數屬于導體原材料純度不夠。

(5)現場的其它因素,比如可能存在安裝檢修工藝不當,如母線在加工、連接、安裝過程中,對母線接觸表面處理不到位、不平整、不光滑、沒有涂專用電力脂等,導致有效接觸面積減少接觸電阻增大而發熱。

       現代社會對電能的依賴性極高,用電密度越大的地區對電的依賴性越高,因而對供電設備的可靠性提出了越來越高的要求。做為目前普遍使用的小車式開關柜由于斷路器與開關柜之間采用插頭聯接,當小車與開關柜因制造、運輸及安裝不良等都將引起觸頭接觸不良,接觸電阻增大,出現觸頭溫升過高,甚至燒毀停電,這些現象在大電流開關柜如進線柜上尤為突出,且影響極大。電力系統高壓設備在長期運行過程中常出現表面氧化腐蝕、緊固螺栓松動,觸點和母線排連接處老化等問題,造成設備過熱甚至出現嚴重事故.而開關柜內有裸露高壓, 空間封閉狹小,無法進行人工巡查測溫,傳統的測溫方式都無法有效地解決這個問題. 無線測溫系統是將溫度傳感器安裝到開關柜內的帶電接頭觸點上,在線測量該點溫度 后,以無線方式將數據上傳,集中顯示,并實現超溫報警.還可與電力自動化系統連接,用 戶在遠端監視設備溫度運行狀態,系統發現設備溫度異常,自動遠程報警,以便及時消 除事故隱患. 為避免此類事故的發生,開發一種能即時監測觸頭溫升的裝置顯得非常迫切(國外已有個別公司開發了這類產品)。

3.現有方案的比較

(1)普通測溫:常規的熱電偶、熱電阻、半導體溫度傳感器等測溫方式,需要金屬導線傳輸信號,絕緣性能不能保證。 我們的無線測溫系統具有優異的絕緣性能,能夠隔離開關柜的高壓,因此能夠直接安裝到開關柜內的高壓觸點上,準確測量高壓觸點的運行溫度。

(2)紅外測溫:紅外成像儀無法透過柜門測量內部設備,開關柜運行時必須關閉柜門,導致紅外方式無法測量。 我們的無線測溫系統溫度傳感器直接安裝到帶電物體的表面,可在封閉的柜體內直接測量設備溫度后,以無線方式傳出。

(3)光纖測溫:光纖式溫度測溫儀采用光纖傳遞信號,其溫度傳感器安裝在帶電物體的表面,測溫儀與溫度傳感器間用光纖連接。光纖具有易折,易斷、不耐高溫。積累灰塵后易使絕緣性降低,且在柜內布線難度較大,造價高。我們的無線測溫系統沒有復雜的引線,完全絕緣,造價低廉。

4.軟件簡介 
1.可將采集到的溫度數據按所屬變電站、開關柜以及線路進行分別顯示,方便工作人員對每一級的情況進行掌控。還可將采集到的溫度數據以web的形式發布,供企業內部參考使用。 
2.設有溫度報警閥值。如采集到的溫度數據高于此報警閥值,則在客戶端彈出報警窗口,提示工作人員采取必要措施。也可直接以短信通知相關人員。 
3.具有直接顯示實時溫度數據和Z高溫度數據的功能,也可查詢某個時間段的歷史數據,并繪制曲線,以圖形化的方式反映狀態量的變化情況。整個軟件簡單明了,直觀方便,并具有電子地圖、時間跟蹤及打印功能,記錄、備份十分方便。 
4.可通過軟件調節下位機和溫度傳感器的溫度報警值和測溫時間。


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