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10KV高壓開關(guān)柜光纖測溫系統(tǒng)

作為電力系統(tǒng)中直接向10kV配電網(wǎng)分配電能的電氣設(shè)備,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(接頭)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。therefore,采取一種有效的在線測溫技術(shù)來對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,是十分有必要的。

10KV高壓開關(guān)柜熒光光纖在線測溫的特點(diǎn)

10KV高壓開關(guān)柜由于設(shè)備結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行方面的具體要求,其在線測溫技術(shù)有以下特殊性

非接觸式的測溫技術(shù)難以滿足要求

以當(dāng)前應(yīng)用較多的XGN型及KYN型開關(guān)柜為例其內(nèi)部包含斷路器、隔離開關(guān)、CT以及電纜頭等電氣元件為避免因積污和受潮引起污閃事故,同時(shí)也為了避免小動(dòng)物誤人造成短路,XGN型開關(guān)柜內(nèi)部的導(dǎo)電部位都進(jìn)行了絕緣熱縮包封,即開關(guān)柜內(nèi)部需要進(jìn)行測溫的部位幾乎都被絕緣體包裹使得紅外測溫技術(shù)難以發(fā)揮作用

測溫裝置需要進(jìn)行高壓絕緣

10kV高壓開關(guān)柜正常運(yùn)行狀態(tài)下,其額定電壓為10kV, 測溫裝置必須裝設(shè)于測溫點(diǎn)的帶電設(shè)備上,而溫度信號的接收裝置則在開關(guān)柜的柜體上或者柜體外,這就意味著測溫裝置與接收裝置之間要進(jìn)行高壓隔離同時(shí)還不能對開關(guān)柜內(nèi)部電氣元件的安全距離造成影響。這可以說是開關(guān)柜測溫技術(shù)應(yīng)用于實(shí)踐需要解決的首要問題也是影響在線測溫技術(shù)發(fā)展的重要原因

不能影響到開關(guān)柜內(nèi)部原有電氣元件的性能

10kv高壓開關(guān)柜內(nèi)部很多電氣元件都需要根據(jù)運(yùn)行方式來進(jìn)行相應(yīng)的分合操作,如斷路器隔離開關(guān)等這就要求在線測溫裝置的安裝與工作不能對開關(guān)柜內(nèi)部原有電氣元件的工作性能造成影響

要能適應(yīng)開關(guān)柜內(nèi)部惡劣的工作環(huán)境

由于目前應(yīng)用的10 kV高壓開關(guān)柜都為全密封結(jié)構(gòu)開關(guān)柜內(nèi)部通風(fēng)不佳溫度較高;再加上高壓開關(guān)柜的工作電流都在數(shù)千安培又處于變電站這種電磁干擾較為嚴(yán)重的環(huán)境中,因此要求在線測溫技術(shù)要具有良好的抗干擾能力,能保證測溫?cái)?shù)據(jù)的可靠性。

10kV高壓開關(guān)柜在線測溫技術(shù)研究現(xiàn)狀

紅外測溫法

作為一種典型的非直接接觸測量方法,紅外測溫技術(shù)的組成單元包括紅外探測儀光學(xué)系統(tǒng)信號放大裝置以及信號處理顯示輸出等部分。紅外探測儀能將人射的紅外輻射轉(zhuǎn)換為電信號,該電信號經(jīng)放大及處理后即轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標(biāo)的溫度值目前紅外測溫儀現(xiàn)場使用十分方便,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。但對于 10 kV開關(guān)柜而言由于紅外光路會受到開關(guān)柜內(nèi)部元件及絕緣體的遮擋,難以準(zhǔn)確測量被測元件的溫度值,也無法對其進(jìn)行校正因此通用性較差只能用于早期10 kV開關(guān)柜溫度的監(jiān)測,而不能用于目前廣為使用的全封閉式金屬開關(guān)柜」

無線測溫法

無線測溫法是一種新型的測溫方法它一般由分散式測溫裝置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,分散式測溫裝置直接安裝于各個(gè)測溫點(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溫技術(shù)在全封閉式金屬開關(guān)柜中應(yīng)用的局限性,但同時(shí)也存在一定的問題。最為關(guān)鍵的一點(diǎn)就是分散式測溫裝置工作穩(wěn)定性問題由于該裝置的電源一般為電流感應(yīng)式電源其能量大小隨電力負(fù)荷的變化而改變,在電力負(fù)荷曲線變化很大的情況下,其能量也會有很大幅度的改變,這樣就會造成測溫裝置時(shí)常出現(xiàn)供電不足的現(xiàn)象。

光纖測溫法

光纖測溫技術(shù)作為一種新興的測溫技術(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。由于光纖的特性其既不會受到復(fù)雜電磁環(huán)境的影響,也不會對開關(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)測溫的優(yōu)異性能,這是其他測溫技術(shù)所無法比擬的,因此十分適合10 kV 高壓開關(guān)柜的溫度測量。

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