高壓開關柜為什么要測溫

作為電力系統的重要設備之一,起著開斷和關合電力線路、線路故障保護、監測運行電量數據等重要作用,并以其安全可靠、結構緊湊、占地少、易操作等優點而被廣泛應用于開關站、小區配電室、變電站內。高壓開關柜一般工作在高電壓、大電流和強磁場環境中,溫升是其重要參數,因而對其溫度進行在線監控能夠避免其運行于故障狀態,從而保證整個電力系統的安全可靠運行。

高壓開關柜光纖測溫

高壓開關柜測溫和光纖測溫技術的國內外研究現狀,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柜溫度在線監控系統總體設計方案。該方案可有效克服紅外輻射測溫法應用于高壓開關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。在此基礎上,本文詳細介紹了基于熒光光纖測溫的高壓開關柜測溫系統硬件設計過程,根據系統功能完成了相應的系統軟件的開發。最后,為驗證本文設計的基于熒光光纖測溫法的高壓開關柜溫度在線監控系統的準確性及實時性,建立了實驗室條件下的測試平臺,測試結果表明,該系統能夠準確并實時地反映高壓開關柜溫度的變化情況,實現過熱報警和故障預警,從而保證了電力系統的安全可靠運行。

高壓開關柜通常處于高電壓、大電流和強磁場的環境中,強電磁噪聲和高壓絕緣問題是無法避免的,故在實際高壓開關柜溫度監測中,監測儀器與監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。因此傳統的測溫方法(熱電阻測溫、熱電偶測溫)尚未應用到高壓開關柜中。目前,國內外在高壓開關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。

紅外測溫系統的原理和缺點

紅外測溫系統的測溫原理是將物體發射的紅外線所具有的福射能轉變成電信號,紅外能的大小與物體本身的溫度相對應,根據轉變成電信號的大小確定物體的溫度。電力系統設備探測診斷用的紅外測溫系統,明顯減少了電力系統設備的過熱故障發生次數。在實際運用過程中,由于紅外測溫系統本身距離系數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無法直接解決電力系統設備內部溫度的實時監測問題,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柜內的觸頭上,采用無線數據傳輸方式將溫度監測數據發送到位于監控中心的后臺界面進行顯示,該方式避免了傳統接觸式測溫方法無法實現高壓隔離的弊端,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取電或電池供電。高壓感應取電是利用安裝在高壓開關柜內觸頭上的電流互感器及整流濾波穩壓電路為傳感器供電,產生的電能受一次側工作電流的影響,電路設計及實現存在較大困難,而且當一次側電流過小時會導致傳感器無法工作;反之,若一次側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取電所帶來的電路不穩定及設計實現較困難的問題,但其容量有限,通常為降低功耗要使傳感器間歇工作,故無法實現高壓開關柜內觸頭溫度的實時監測,且周期性維護較困難。

光纖測溫的特點

采用光纖傳感器測溫法進行高壓開關柜測溫,因光纖具有良好的電絕緣特性和抗電磁干擾能力,可直接將探頭埋設在高壓開關柜內觸頭上,無需供電,具有實現簡便,安全可靠的優點。