前言
电力系统安全运行直接影响企业安全生产和效益。如何利用信息化技术实现重点设备的实时检测,及时发现隐患并采取措施,避免发生设备安全事故,是企业重点关注的方向。温度是维护电力设备是否正常运行的重要监控参数,电力设备的温度过高超出上限可能会发生故障或出现事故,通过对电力系统设备温度参数的实时监控,可以准确及时掌握电力设备运行温度变化趋势,分析判断超温报警信息,有针对性地制定预防措施,实现设备预防性维护,延长使用寿命、保证安全运行。随着无线测温技术的推广应用,很好解决了因运行温度不能及时监控造成故障或事故的问题。
1无线测温实施必要性
电力测温历史悠久,之前传统的测温方式有试温腊片法、红外点温仪测试法等。传统的方法不太便于管理等原因,测温的技术也在不断的改进,到现在无线测温系统可以实现实时在线的监测,这样就能及时准确的发现故障然后进行维修。公司高压柜等重要电力设备均为老型号设备,除变电站变压器外绝大多数设备没有温度检测装置和手段,只能靠人工巡检,通过测温仪器实现,人工巡检存在不及时、不准确、不全面等问题。根据以往电力事故数据统计,因电力设备局部发热造成的事故时有发生,给企业生产及经营造成损失。电力设备如高压开关柜、高压线缆连接头、刀闸开关等重要设备,在长期运行中,容易出现表面氧化腐蚀,紧固螺栓松动,电连接设备老化等问题。还有一些电力设备长期过载运行,导致问题触点温度逐渐上升,进而加速氧化,恶性循环。甚至发生熔融、燃烧、爆炸等各种安全事故,产生的损失无法挽回。电气设备温度在线监测系统是和远智能新推出的电力设备监测管控的一套解决方案,能够实时有效的监测设备温度、管控异常,防止输配开关于未“燃”。电气设备温度在线监测系统主要由无源无线测温传感器、电气接点无线测温装置构成,可以在大范围内实现设备温度的无线监测,实现对设备运行状态的远程监控。电气设备温度在线监测系统通过对各类型高压开关柜、高压线缆运行状态的实时监测和预警,从而有效防范恶性电力事故。电气设备温度在线监测系统是在线监测接点的温度,当其超过某一设定值或三相温度不平衡时,发出本地和远程报警信号,提示生产维护人员及时发现故障前兆,和远智能电气设备温度在线监测系统对高压电力设备和电力系统的安全稳定运行具有非常重要的意义。因为传统的测温方式要么就是需要人为干预,要么就是造价高、周期长、不便管理并且存在局限性,所以配电温度监测系统的性价比高并且实时性强,鉴于它能够满足人们更多的需求所以会成为监测高压环境中监测温度的一种重要手段。
2无线测温技术特点
(1) 无线测温系统构成:温度传感器、无线测温收发器、测温显示终端、计算机平台。电气接点无线测温方案由无线温度传感器、接收单元、显示单元及软件平台组成。温度传感器直接安装于发热接点,通过无线射频技术将测温数据发送至接收单元,最终可将数据上传至集中显示主机。(2)作用:温度在线监测主要是针对高低压开关柜内母排搭接点,断路器触头、电缆接头等电气连接点的温度进行监测,防止在运行过程中因氧化、松动、灰尘等因素造成接点接触电阻过大而发热成为隐患,温度在线监测能够提升设备保障,及时、持续反映设备运行状态,避免事故的发生,降低设备事故率。(3)范围:无线测温多应用于电缆接头测温、触头测温、母排测温、柜内环温、变压器测温、表面测温、桥架、较长电缆测温、电动机表面、内部绕组测温等部位[1]。(4)特点:无线测温系统的设计就是专门针对高压带电运行的设备来进行温度实时监控的,所谓实时监控就是能够实现全天24h不间断的温度监控,不同类型的温度传感器可以安装在任意开关柜、配电箱、电线接头等等高压带电设备上。测量数据精准,传感器具有绝缘、防水、防腐的能力。(5)功能:温度传感器采用无线传输的方式实现了远距离就能够监测高压带电体温度监测,后台监控系统可以对整个系统收集到的信息收据进行储存、记录、处理、分析、输出显示、查询、总结的作用,能够有利于负责人做出准确的判断,因为它的操作灵活和低功耗和密封性能良好等的作用,可以适用于任何的室内外,所以测温系统的灵活易用性也受到了众多企业的青睐。电力系统在长时间运行的过程存在着很多的问题,比如电线的绝缘老化、高压泄露、接头松动等等问题,它们都是引起设备发热和温度升高的原因,如果不及时监测出这种异常导致情况恶化就会引发短路甚至火灾,测温系统是通过无线测温传输的方式来接收温度的数据,并且通过总线传输到pc机后台显示的,能够实时在线远程监测[2]。
3影响架空输电线路的温升因素
3.1导线的连接形式
架空输电线的导线出现故障的原因主要包括导线断股现象和断股补修处产生的过热现象,导线接头压接管接触的电阻过大、架空线路杆上的引流线夹的螺栓出现松动而产生的过热现象。我国的架空输电线路金属分为钳压、液压、螺栓连接以及爆压等系列,架空输电线导线的接头主要是通过耐张液压管、爆压管、C型线夹等相互连接形成的。架空输电线路中导线的C型线夹以及压缩连接件都被安装在导线的表面位置,串联于输电线路中,经过的总负荷电流与输电线路导线的电流一致,但是导线的截面积小于导线接头的截面积。因此,在电力正常运输状态下,导线接头不会有高温出现。
3.2施工质量
在进行架空输电线路施工时,在进行施工作业时是受到各种环境因素的限制,因此会给整个工程带来较大的质量安全隐患,其中导线接头处接触不良现象最常见。在进行架空输电线施工过程中,导致线路接头出现接触不良的主要原因主要有,导线的材质不合格、施工技术人员技术性不强、施工现场的环境较为恶劣。处于正常状态时,接触情况良好的导线接头连接的电阻率比较小,电阻受到损耗时所产生的发热功率较小,温升就比较低。当接触表面时,不易形成产生有害的氧化膜。所以接触良好的导线接头连接的电阻较低且较稳定,而接触不良的导线接头连接的电阻较高,在运行期间电阻受到损耗产生的发热功率较大,所以温升会增高。随着温度的不断升高,加速了其物理以及化学反应的变化,使得连接件的接触面发生氧化反应[3]。
4无线测温技术在架空输电线路故障诊断中的应用
4.1运用原理
由相同材料的导线接头与相同长度的导线相比,由于导线的接头整体直径比导线的直径大得多,因此,在相同环境下的导线接头比导线的发热量要小。实际上就是相同材料与相同总长度的导线与导线接头,在环境相同的条件下,导线接头的温度要小于导线温度,并且导线接头与导线之间的温度随着电路中的电流的增大而升高。由此可见,当运用无线测温技术时,当发现导线接头2m以外的导线温度相对于外界环境的温度上升情况相等时,就能判定导线接头处出现了接触不良的故障。架空输电线在进行输电过程中,轴向温度在不同的运行参数下的温度分布的基本相同。运用这一原理对架空输电线进行故障诊断,可以判定出架空输电线是否正常运行。以上两种无线测温检测原理是当前诊断架空输电线路是否出现故障的长用方式,并且这两种诊断方式也是效率最高、检测效果最好的方式。
4.2运用无线测温技术的注意事项
运用无线测温技术诊断架空输电线路运行是否存在故障时应当着重注意以下几点:①在运用无线测温技术时,不能透过石英玻璃进行工作。②不能对强光或者抛光的金属表面进行测温。③严禁在尘土、烟灰、较大的蒸汽环境以及恶劣的自然环境中进行无线测温工作,主要由于其中的微小颗粒高改变传的途径,导致测量结果出现较大的误差。④当外界环境温度在25℃或者以上时,应当将无限测试仪在外界环境中放置一段时间后在进行测温工作,有助于提高测量数据的准确性。
5无线测温系统的发展前景
无线测温系统主要由温度传感器、无线测温检测器和温度处理软件构成。将无线测温系统与工作人员的计算机或其他电子设备连接,可以对某点的温度起到实时监测的作用。这种实时监测可以在安全事故发生之前对事故可能发生的点进行提前处理,来对事故进行有效地预防。合理地在高压系统中应用无线测温系统在帮助工作人员及时发现安全隐患的同时,还可以一定程度地提高工作人员的工作效率,保证生产设备的安全性能。并且由于无线测温系统无需外界数据传输线的特性,可以减少耦合情况的发生,可以很好地实现高压中工作设备和工作人员数据处理设备的分离,即实现电气隔离,提高了设备工作的安全性能。因此,无线测温系统在高压系统中的安全检测领域将有很好的前景[4]。
结语
当今时代,随着信息技术的不断发展,各种电子设备也被逐渐应用到冶炼金属的高压系统中,因为电子设备的应用越来越广泛,导致了系统所承受的电力负载也在不断加重,常常会出现电器过载而导致电路过载的情况出现。因此实时监控系统中电器的温度是一个急需解决的问题。无线测温系统可以很好地对电路内部进行实时监控,减少安全隐患的出现。本文通过对无线测温技术在架空输电线路故障诊断中的应用进行简要的阐述,分析无线测温系统的一些优良性能和使用时的重要事项,可见无线测温系统可以减少人力财力的浪费,提高工作效率,并且具有较强的实时性,在未来的高压系统中具有广泛地使用前景。
参考文献
[1]薛文生. 10 kV高压开关柜无线测温技术分析[J]. 专用汽车,2021,(11):78-80.
[2]于虹. 10kV高压开关柜无线测温技术分析[J]. 电子世界,2020,(24):17-18.
[3]陈黎斌. 无线测温技术在高压开关柜中的应用[J]. 中国新技术新产品,2020,(24):17-19.
[4]王书华,韩钊,陈明,周霖轩. 抽蓄机组转子磁极连接线无线测温技术[J]. 电子技术与软件工程,2019,(20):205-206.