10KV高压开关柜无线测温技术分析

10KV高压开关柜无线测温技术分析
摘要:目前我国经济水平和科技水平发展十分快速,我国电力行业发展也十分快速。无线测温技术在高压开关柜中使用越来越普遍,高压开关柜是用电线路上一种重要的输配电设备,内部包括隔离开关、断路器等一次设备以及相关的二次测量保护装置等,在电力系统进行发、输、变、配电和电能转换的整个过程中,开关柜起着开合、控制和保护用电设备的重要作用。当电力系统中正在投入运行的设备和线路突然发生故障时,开关柜能够及时有效的断开故障线路,从而保障整个系统的安全,同时对已经退出运行的设备和线路进行可靠接地,从而保障工作人员的操作安全。由于一些开关柜长期工作的环境非常恶劣,高温、高压、潮湿很容易导致开关柜绝缘性能退化而诱发故障,而一旦开关柜发生故障,不但可能导致线路上的其他重要设备遭到损坏,更有可能造成停电事故。因此,可以说开关柜能否正常运行严重影响着配电网的安全运行。
关键词:高压开关柜;温度监测;无线测温
引言
目前我国城市化建设和科技水平的快速发展,在智慧城市建设的大背景下,各行各业生产运营实现数字化、信息化、智能化是大势所趋,自来水厂对于开关柜温度的实时在线监测已势在必行,传统的温感材料、手持测温等非实时在线测温方式已不适用。通过对光纤光栅在线测温、无源无线在线测温和热成像卡片机测温方式的原理、技术特点等的详细分析,并测试使用了热成像卡片机在线测温的效果,为开关柜在线测温方式的选择与应用提供了一定的参考。
馈线卡1高压开关柜结构与性能
该柜型通常采用空气绝缘、热缩材料绝缘的复合绝缘方式,母排连接螺栓处用绝缘罩、母线用热缩绝缘材料、绝缘夹持件、瓷套管等绝缘。该柜型导电回路由接地开关、电缆终端连接装置、电流互感器、断路器、母线侧梅花瓣型插头、分支母线、柜顶主母线组成。主导电回路梅花插头是断路器的断开点,当断路器梅花插头推入时开关闭合电路导通送电,当断路器抽出时开关断开电路断电,故该柜型不设隔离开关。断路器本体控制回路通常用柔韧性好的航空软插头连接,针头插入时有导向作用,接触良好防止损坏。该柜型具有“五防”联锁装置,可提高用电安全可靠性。通常采用红绿牌或专用钥匙防止误分误合,通过强
制性机械闭锁实现带负荷拉合闸、带电合接地开关、带电进入开关柜内、断路器与接地开关同在合位的情况发生。10kV开关柜运行时会有轻度的发热,当发热量大于散热量时,会造成开关柜内温度升高,超过设定温度时就会发生局部过热现象。导体发热严重有可能是超负荷运行导致的电流过大,也可能是导体连接点阻值过大、柜体散热不良等原因造成的。需先观察实际运行电流是否超过开关的额定电流,若电流正常,再利用测温仪、红外线测量仪等测量连接部位、环境温度是否超高,逐项排查;如运行电流过大,可通过限制末端用户负荷降低负荷量来减少运行电流;如导体接触面温度超高,可停电后打磨导体接触面、紧固连接螺栓;如是由柜体散热或环境温度高造成,可在高压室增加空调通风设备予以解决。
2高压开关柜无线测温技术
2.1温度场分析
三聚氰胺甲醛树脂主母线接头在接触电阻作用下,发热明显;断路器回路温度最高,这是由于回路接触电阻较大,且安置在真空灭弧室内,不与外界流动空气交换散热;梅花触臂结构尺寸较小,且在弹簧作用下与触头接触,热阻大,使得相近的触头等部位温度较高;下柜隔板开有进风孔,通
球墨铸铁铸造风效果好,上柜较封闭,上下静触头间温差最大可达10℃,且电流越大,上下柜温差越大,由于进风口布置在下柜,而上下柜各室由封闭隔板隔开,不利于温度较高的母线室散热,应当考虑在隔板上增加通孔,使散热更均匀。
2.2无线测温节点设计方案
①温度收集功能。该系统中选用的无线温度传感器主要是用来采集高压开关柜内的实时运行温度,该温度传感器和测点之间联系紧密,可以及时、准确的完成温度数据采集工作。当温度波动小,处于相对平稳状态时,主要使用的是周期传输的方式传递采集数据。但需要注意的是,当温度发生变化时,其传输方式及结果也会相应的发生变化。②报警功能。在进行温度测量时,若发现温度高于或低于既定数值,会自动发射报警信号。③通信功能。测温节点通过无线传输的方式将所采集到的可用数据传送至指定接收站,接收站起到的是连接点的作用,再将数据传送到监控中心。④订阅功能。利用设备完成订阅功能的设置,系统会按照设定好的时间段定时向传送数据。⑤查询功能。可以独立自主的检查测温节点的工作情况,无需借助外界帮助。⑥设置功能。通过系统设置,可以在固定时间对温度值进行采集。在非工作时间段,可以让无线测温节点处于睡眠或低功耗工作状态,减少能耗。
立式干粉搅拌机
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精轧管2.3温感材料监测法
温感材料监测法主要有以下3种:(1)示温蜡片是由具有固定熔点的特殊材料制成,将其用固定胶粘在需要被测温的位置,当被测点温度上升至示温蜡片的熔点后,示温蜡自动熔化滴落,巡检人员定期巡检过程中,可通过观察示温蜡片状态变化确定被测点是否存在发热故。(2)示温记录标签是利用特定熔点的材料,当温度超过熔点后,材料呈现液态,利用液态下材料的流动扩散,达到显的效果。将示温记录标签贴于被测点表面,当温度超过特定温度后,标签颜发生变化,巡检人员通过观察标签颜推断被测点是否超温。(3)表面涂层法是在电气接点处涂抹一种颜随温度变化而变化的特性发光材料,当温度发生变化时,巡检人员可通过观察材料颜变化得知被测点温度变化情况。以上方法的缺点在于安装不便,巡检人员要定期材料变化状态,发现材料变化时要及时处理,巡检工作量大,效率低下,且处理过程中也存在一定触电风险;若因巡检人员巡查疏忽漏检,则会造成事故隐患发现不及时的情况;此方法准确度低、可靠性差,不能量化温度指标,优点在于成本较低。
结语
电能是生产的动力源,高低压开关柜在电能的输送、分配和转换过程中承载着开合、控制和保护的作用,电力开关柜散热性能是影响电力系统安全稳定运行的重要因素之一。基于大电流下长期高温运行带来的风险,可加装轴流风机,提高入口风速,能够极大改善柜内温度环境,避免高温带来柜内器件老化的问题。电力开关柜是电力输配环节的重要基础部件,可用于实现电流的分流与输送,其主要包括开关柜外壳与母线两部分。在电力开关柜实际运行过程中,由于电流的通过母线一直处于发热状态,母线是电力开关柜内主要的发热源。母线电阻损耗越大,表面温升就越高,母线温升是电力开关柜能否安全稳定运行的重要因素,过高的温升会影响母线的电流荷载能力。因此,有必要对影响电力开关柜散热的因素进行研究。
参考文献
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