高壓開關(guān)柜為什么要測溫

作為電力系統(tǒng)的重要設(shè)備之一,起著開斷和關(guān)合電力線路、線路故障保護(hù)、監(jiān)測運行電量數(shù)據(jù)等重要作用,并以其安全可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、占地少、易操作等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于開關(guān)站、小區(qū)配電室、變電站內(nèi)。高壓開關(guān)柜一般工作在高電壓、大電流和強磁場環(huán)境中,溫升是其重要參數(shù),因而對其溫度進(jìn)行在線監(jiān)控能夠避免其運行于故障狀態(tài),從而保證整個電力系統(tǒng)的安全可靠運行。

高壓開關(guān)柜光纖測溫

高壓開關(guān)柜測溫和光纖測溫技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,熒光光纖測溫原理,提出了基于熒光光纖測溫法的高壓開關(guān)柜溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計方案。該方案可有效克服紅外輻射測溫法應(yīng)用于高壓開關(guān)柜溫度測量時的局限性以及無線傳感器測溫法存在的供電難題。在此基礎(chǔ)上,本文詳細(xì)介紹了基于熒光光纖測溫的高壓開關(guān)柜測溫系統(tǒng)硬件設(shè)計過程,根據(jù)系統(tǒng)功能完成了相應(yīng)的系統(tǒng)軟件的開發(fā)。最后,為驗證本文設(shè)計的基于熒光光纖測溫法的高壓開關(guān)柜溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)的準(zhǔn)確性及實時性,建立了實驗室條件下的測試平臺,測試結(jié)果表明,該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確并實時地反映高壓開關(guān)柜溫度的變化情況,實現(xiàn)過熱報警和故障預(yù)警,從而保證了電力系統(tǒng)的安全可靠運行。

高壓開關(guān)柜通常處于高電壓、大電流和強磁場的環(huán)境中,強電磁噪聲和高壓絕緣問題是無法避免的,故在實際高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測中,監(jiān)測儀器與監(jiān)測對象之間必須采取電壓隔離措施,該做法必然給測試信號的有效傳遞帶來較大困難。因此傳統(tǒng)的測溫方法(熱電阻測溫、熱電偶測溫)尚未應(yīng)用到高壓開關(guān)柜中。目前,國內(nèi)外在高壓開關(guān)柜測溫方面主要采用紅外測溫法、無線傳感器測溫法和光纖測溫法。

紅外測溫系統(tǒng)的原理和缺點

紅外測溫系統(tǒng)的測溫原理是將物體發(fā)射的紅外線所具有的福射能轉(zhuǎn)變成電信號,紅外能的大小與物體本身的溫度相對應(yīng),根據(jù)轉(zhuǎn)變成電信號的大小確定物體的溫度。電力系統(tǒng)設(shè)備探測診斷用的紅外測溫系統(tǒng),明顯減少了電力系統(tǒng)設(shè)備的過熱故障發(fā)生次數(shù)。在實際運用過程中,由于紅外測溫系統(tǒng)本身距離系數(shù)的限制而存在很大的局限性,而且不具備掃描功能,從而使得紅外測溫系統(tǒng)無法直接解決電力系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)部溫度的實時監(jiān)測問題,故未得到推廣使用。

無線測溫的原理和缺點

無線傳感器測溫法是將測溫探頭安裝在高壓開關(guān)柜內(nèi)的觸頭上,采用無線數(shù)據(jù)傳輸方式將溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送到位于監(jiān)控中心的后臺界面進(jìn)行顯示,該方式避免了傳統(tǒng)接觸式測溫方法無法實現(xiàn)高壓隔離的弊端,但需要解決傳感器自身供電的問題。無線傳感器電源通常釆用高壓感應(yīng)取電或電池供電。高壓感應(yīng)取電是利用安裝在高壓開關(guān)柜內(nèi)觸頭上的電流互感器及整流濾波穩(wěn)壓電路為傳感器供電,產(chǎn)生的電能受一次側(cè)工作電流的影響,電路設(shè)計及實現(xiàn)存在較大困難,而且當(dāng)一次側(cè)電流過小時會導(dǎo)致傳感器無法工作;反之,若一次側(cè)電流過大則會使電源承受很大的過載。雖然電池供電可避免高壓感應(yīng)取電所帶來的電路不穩(wěn)定及設(shè)計實現(xiàn)較困難的問題,但其容量有限,通常為降低功耗要使傳感器間歇工作,故無法實現(xiàn)高壓開關(guān)柜內(nèi)觸頭溫度的實時監(jiān)測,且周期性維護(hù)較困難。

光纖測溫的特點

采用光纖傳感器測溫法進(jìn)行高壓開關(guān)柜測溫,因光纖具有良好的電絕緣特性和抗電磁干擾能力,可直接將探頭埋設(shè)在高壓開關(guān)柜內(nèi)觸頭上,無需供電,具有實現(xiàn)簡便,安全可靠的優(yōu)點。