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一、引言
电力设备安全可靠性是超大规模输配电和电网安全保障的重要环节,对电网电力设备进行安全运营实时监控成为必要。长期电网运行数据表明,电网电气设备故障 大多是由于大电流运行、设备老化、绝缘水平下降等原因导致设备在高温条件下运行,进而引发燃烧,爆炸等严重后果所造成。高压开关柜是输配电重要一次设备, 其安全运行对于电力正常输送非常重要。GB/T11022-2011<高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求>第4.5.2节对各部件有 明确的温升要求,但受制于传统测温方法的局限性,此要求未能全面执行。随着技术的发展,该要求也越来越受到重视,2011年,中国南方电网公司出台指导文 件,公司决定加大开关柜无线测温装置试用力度,在重要变电站开关柜上逐步加装无线测温装置。
高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用的电气产品,高压开关柜工作电压等级在3kV~40.5kV。高 压开关柜为金属封闭开关设备,在正常工作时,不允许打开金属封闭门,所有电气连接点均位于高压开关柜中。由于开关柜内部工作电压高,且正常使用中不能随意 断电,所以安装于高压开关柜内部的测温系统,需要更高的电气绝缘性,日常使用中的应减少维护量。
因此,高压开关柜加装安全、实时、少维护、全方位测温系统既是设备自身标准,也是符合实际用户需求,同时,也是智能电网发展的必然要求!
二、电气设备测温技术比较
目前,用于电气设备的测温技术主要有以下方法:红外测温技术、光纤传感测温技术、有源无线测温技术、无源无线测温技术。
(1)红外测温技术
红外线测温技术是通过吸收红外线辐射能量,测量出设备表面的温度及温度场的分布,从而判断设备的发热情况。该方法只可测量在传感器直视范围内的测量点温度,无法适用于针对开关柜内部的断路器触头温升的测量。
(2)光纤传感测温技术
光纤传感测温技术是依据光纤的光时域反射(OTDR)原理以及光纤的后向喇曼散射(Raman scattering)温度效应。该技术组成的元件具有 结构简单、耐腐蚀、小巧、测量灵敏度高等特点,而且不受电磁干扰影响,但开关柜内安装不易,装置成本较贵,经济性差。同时,通过光纤隔离存在着沿面放电问 题,需要有较长的沿面爬电距离。
(3)有源无线测温技术
有源无线测温技术的原理是通过单片带微处理器的传感器将被测设备温度信号转换成数字信号,再通过无线发射模块传递至接收器,接收器处理后将采集到的温度 信息上传到后台显示系统,该方法也是目前高压开关柜实时测温的主要方法。该技术结构简单、小巧,可安装于任何位置,但该技术必须采用电池供电或CT取电, 无法做到高低压分离。电池供电方式需要定期更换电池,并且电池自身存在爆炸风险,维护量大;CT取电对电流大小有要求,电流波动大对测量精度影响较 大,CT取电方式存在安装难度大的缺点。
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