10kV開關(guān)柜無線測(cè)溫技術(shù)研究現(xiàn)狀
開關(guān)柜是電力系統(tǒng)中輸配電過程中不可缺少的,能夠起到保護(hù)用電設(shè)備等作用,開關(guān)柜安全事故起因多為電纜接頭、斷路器動(dòng)靜觸頭等位置的虛接、材料老化、磨損、過載等原因造成接觸電阻過大,運(yùn)行中過熱,最后導(dǎo)致絕緣燒損,形成線間或相間短路,瞬間發(fā)生火災(zāi)事故。
因此,預(yù)防火災(zāi)的一大要點(diǎn)是對(duì)易于發(fā)熱的電氣接點(diǎn)進(jìn)行溫度持續(xù)監(jiān)控,了解其溫度是否在正常范疇?,F(xiàn)如今開關(guān)柜無線測(cè)溫技術(shù)包括紅外測(cè)溫、光纖測(cè)溫、無線測(cè)溫等。
1、 紅外測(cè)溫法
作為一種典型的非直接接觸測(cè)量方法,紅外測(cè)溫技術(shù)的組成單元包括紅外探測(cè)儀、光學(xué)系統(tǒng)、信號(hào)放大裝置以及信號(hào)處理、顯示輸出等部分。紅外探測(cè)儀能將入射的紅外輻射轉(zhuǎn)換為電信號(hào),該電信號(hào)經(jīng)放大及處理后,即轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y(cè)目標(biāo)的溫度值。目前紅外測(cè)溫儀現(xiàn)場(chǎng)使用十分方便,還具有拍照和自動(dòng)尋找最高溫度點(diǎn)等擴(kuò)展功能,在電力行業(yè)應(yīng)用非常廣泛。但對(duì)于10kV開關(guān)柜而言由于紅外光路會(huì)受到開關(guān)柜內(nèi)部元件及絕緣體的遮擋,難以準(zhǔn)確測(cè)量被測(cè)元件的溫度值,也無法對(duì)其進(jìn)行校正,因此通用性較差,只能用于早期10kV開關(guān)柜溫度的監(jiān)測(cè),而不能用于目前廣為使用的全封閉式金屬開關(guān)柜。
2、光纖測(cè)溫法
光纖測(cè)溫技術(shù)作為一種新興的測(cè)溫技術(shù),具有十分廣闊的應(yīng)用前景。其最大特點(diǎn)就是可以對(duì)開關(guān)柜內(nèi)部電氣元件(如母排、動(dòng)力電纜的接頭等部位)進(jìn)行“零距離”的溫度監(jiān)測(cè)。由于光纖的特性,其既不會(huì)受到復(fù)雜電磁環(huán)境的影響,也不會(huì)對(duì)開關(guān)柜內(nèi)部原有電氣元件的特性造成影響,具有在高電壓、強(qiáng)輻射和腐蝕以及強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)境下不間斷連續(xù)測(cè)溫的優(yōu)異性能,這是其他測(cè)溫技術(shù)所無法比擬的,因此十分適合10kV高壓開關(guān)柜的溫度測(cè)量。
3、無線測(cè)溫法
開關(guān)柜無線測(cè)溫法由無線溫度傳感器、溫度信息接收裝置以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3部分組成,其中,無線溫度傳感器可以直接安裝于各個(gè)測(cè)溫點(diǎn),而溫度信息接收裝置的放置地點(diǎn)與開關(guān)柜之間要有一定的距離兩者之間通過無線傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行通信,從而實(shí)現(xiàn)了高壓的隔離與絕緣。此種方法能夠解決紅外測(cè)溫技術(shù)在全封閉式金屬開關(guān)柜中應(yīng)用的局限性。
電力系統(tǒng)中的10kV高壓開關(guān)柜長期通過較高的負(fù)荷電流,有部分高壓開關(guān)柜甚至長期通過高達(dá)4000A的電流。如此高的工作電流,再加上高壓開關(guān)柜內(nèi)部各插頭發(fā)生位置偏移、動(dòng)靜觸頭等發(fā)生松動(dòng)、用料不良等原因?qū)е碌慕佑|不良進(jìn)而致使電阻增大,最終使得10kV高壓開關(guān)柜內(nèi)部發(fā)熱嚴(yán)重。在國家相關(guān)規(guī)范中,對(duì)于10kV高壓開關(guān)柜內(nèi)部溫度有明確的規(guī)定,一旦超過了溫度允許值,就有可能導(dǎo)致10kV高壓開關(guān)柜的運(yùn)行事故。因此,安裝開關(guān)柜無線測(cè)溫系統(tǒng)對(duì)對(duì)10kV高壓開關(guān)柜內(nèi)部溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),是十分有必要的。
(開關(guān)柜無線測(cè)溫系統(tǒng)圖)
無線測(cè)溫系統(tǒng)ZRMSCADA V3.0的功能
ZRMSCADA在線監(jiān)測(cè)軟件分為通訊模塊,監(jiān)控模塊,組態(tài)設(shè)計(jì)模塊組成。
通過該軟件,能夠與不同協(xié)議的終端儀表通訊,并將數(shù)據(jù)寫入SQL數(shù)據(jù)庫,可查詢歷史記錄,曲線,報(bào)警窗口彈出,打印等。同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)客戶端查看數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)具有以下功能:
(1)電氣監(jiān)控系統(tǒng)分布圖:在顯示界面可以顯示一次系統(tǒng)模擬圖。
(2)溫度監(jiān)測(cè):在監(jiān)控系統(tǒng)上集中顯示被測(cè)各點(diǎn)的溫度值。
(3)報(bào)警功能:實(shí)際測(cè)量到的參數(shù)值超過報(bào)警值時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警,并帶有語音報(bào)警功能。
(4)故障顯示:被測(cè)設(shè)備溫度點(diǎn)的位置非正常工作時(shí)顯示故障。
(5)數(shù)據(jù)庫功能:存儲(chǔ)所有被測(cè)點(diǎn)的各個(gè)時(shí)刻的溫度值,以便進(jìn)行歷史查詢歷史曲線顯示。
(6)權(quán)限管理:可進(jìn)行權(quán)限設(shè)置。運(yùn)行數(shù)據(jù)的設(shè)定、修改等需經(jīng)有使用權(quán)限的系統(tǒng)操作人員操作方生效。
(7)遠(yuǎn)程通信:系統(tǒng)提供 RS485 總線通訊方式,以滿足遠(yuǎn)程通信。
以山東正瑞開關(guān)柜無線測(cè)溫解決方案為例,開關(guān)柜無線測(cè)溫不僅可以測(cè)量人工難以測(cè)量的位置, 還能實(shí)現(xiàn)測(cè)量溫度的精準(zhǔn)性、時(shí)間上連續(xù)性、以及主動(dòng)上報(bào)溫度、自動(dòng)報(bào)警、形成歷史數(shù)據(jù)報(bào)表, 有效預(yù)防因高壓設(shè)備溫度過高導(dǎo)致的安全事故,保證電器設(shè)備系統(tǒng)的安全運(yùn)行和企業(yè)的安全生產(chǎn)并解決了傳統(tǒng)方式下人員巡檢的工作強(qiáng)度大的問題,提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
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