發(fā)電廠、變電站的高壓開(kāi)關(guān)柜是重要的電氣設(shè)備。在設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中,開(kāi)關(guān)柜中的觸點(diǎn)和母線排連接處等部位因老化或接觸電阻過(guò)大而發(fā)熱,而這些發(fā)熱部位的溫度無(wú)法監(jiān)測(cè),由此導(dǎo)致火災(zāi)事故。近年來(lái),在電廠和變電站已發(fā)生多起開(kāi)關(guān)柜過(guò)熱事故,造成火災(zāi)和大面積的停電,解決開(kāi)關(guān)柜過(guò)熱問(wèn)題是杜絕此類(lèi)事故發(fā)生的關(guān)鍵。通過(guò)監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)觸點(diǎn)溫度的運(yùn)行情況,可有效防止開(kāi)關(guān)柜的火災(zāi)發(fā)生。但由于開(kāi)關(guān)柜內(nèi)狹小的結(jié)構(gòu),無(wú)法進(jìn)行人工巡查測(cè)溫,因此實(shí)現(xiàn)溫度在線監(jiān)測(cè)是保證高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行的重要手段。
1 開(kāi)關(guān)柜內(nèi)接頭發(fā)熱的原因及危害
運(yùn)行中的電力設(shè)備經(jīng)常發(fā)生接頭發(fā)熱現(xiàn)象,如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理就會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。電網(wǎng)設(shè)備中的觸頭和接頭的電網(wǎng)的一個(gè)重要隱患。現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,故障主要發(fā)生在如下位置:
1)開(kāi)關(guān)柜中動(dòng)、靜觸頭故障。開(kāi)關(guān)柜作為一種廣泛運(yùn)用的電力設(shè)備,開(kāi)關(guān)柜是輸配電系統(tǒng)中的重要設(shè)備,承擔(dān)著開(kāi)斷和關(guān)合電力線路、線路故障保護(hù)、監(jiān)測(cè)運(yùn)行電量數(shù)據(jù)的重要作用。開(kāi)關(guān)設(shè)備因高壓斷路器動(dòng)、靜觸頭接觸不良,加上長(zhǎng)期的大電流、觸頭老化等因素易致其接觸電阻增大,從而導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間發(fā)熱、觸頭溫升過(guò)高發(fā)生高壓柜燒毀故障。
2)電纜接頭故障。隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)、壓接頭的松動(dòng)、絕緣老化、以及局部放電、高壓泄漏等,將引起發(fā)熱和溫度的升高,溫度的升高將使這些狀況進(jìn)一步惡化,這將促使溫度進(jìn)一步提升,這一惡性循環(huán)的結(jié)果就引發(fā)電纜短路放炮,甚至火災(zāi)。
2 無(wú)線測(cè)溫技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
近幾年,電力生產(chǎn)中廣泛運(yùn)用各種先進(jìn)的溫度測(cè)試設(shè)備,如紅外測(cè)溫、溫度傳感器、光纖測(cè)溫等。開(kāi)關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫是基于無(wú)線測(cè)溫技術(shù)開(kāi)發(fā)的針對(duì)開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行測(cè)溫的系統(tǒng),可對(duì)開(kāi)關(guān)柜分別為母線排、上下觸頭、電纜接頭等部位溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),方便運(yùn)維人員及遠(yuǎn)程監(jiān)控掌握現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行情況。而無(wú)線測(cè)溫與上述其他測(cè)溫方式相比,均具有一定的優(yōu)勢(shì)。
2.1 無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)方法與普通測(cè)溫的比較
普通的溫度監(jiān)測(cè)方法主要采用熱電偶、熱電阻、半導(dǎo)體溫度傳感器等溫度傳感元件實(shí)現(xiàn)的,這些溫度傳感器都需要金屬導(dǎo)線傳輸信號(hào),由于無(wú)法保證具有穩(wěn)定的絕緣性能,無(wú)法在高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的觸點(diǎn)上使用。無(wú)線式溫度監(jiān)測(cè)裝置中,傳感器采用無(wú)線通訊傳輸溫度信號(hào),具有優(yōu)異的絕緣性能,能夠隔離開(kāi)關(guān)柜的高壓,因此能夠直接安裝到開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的高壓觸點(diǎn)上,準(zhǔn)確測(cè)量高壓觸點(diǎn)的運(yùn)行溫度,實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜觸點(diǎn)運(yùn)行溫度的在線監(jiān)測(cè)。
2.2 無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)方法與紅外測(cè)溫的比較
無(wú)線式溫度監(jiān)測(cè)裝置,是采用無(wú)線傳遞溫度信號(hào),裝置所帶的測(cè)溫傳感器能夠安裝到帶電物體的表面,直接測(cè)量帶電物體的溫度,而紅外測(cè)溫為非接觸式測(cè)溫,易受環(huán)境及周?chē)碾姶艌?chǎng)干擾,需人工操作,無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量。開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的空間非常狹小,無(wú)法安裝紅外測(cè)溫探頭(因?yàn)樘筋^須與被測(cè)物體保持一定的距離,并需要正對(duì)被測(cè)物體的表面)。
2.3 無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)方法與光纖測(cè)溫的比較
光纖式溫度測(cè)溫儀采用光纖傳遞信號(hào),溫度傳感器安裝在帶電物體的表面,測(cè)溫儀與溫度傳感間用光纖連接。光纖具有易折、易斷、不耐高溫的特點(diǎn),在柜內(nèi)布線難度較大,而無(wú)線式測(cè)溫裝置免除了柜內(nèi)光纖布線。
3 開(kāi)關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展前景
目前,國(guó)內(nèi)外多家公司科研院校已經(jīng)分別研制出了多種無(wú)線溫度在線檢測(cè)測(cè)量系統(tǒng)。如ABB公司研制的“Safe Guard”裝置,它是一種非接觸型溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。主要用于配電開(kāi)關(guān)柜中關(guān)鍵部位的溫度連續(xù)監(jiān)測(cè),也有監(jiān)測(cè)斷路器其它工作狀態(tài)的功能。該裝置采用石英晶體聲表面波元件作為溫度敏感元件,直接粘附在待測(cè)點(diǎn)上,由它組成的振蕩回路輸出與溫度有關(guān)的頻率信號(hào)。整個(gè)系統(tǒng)采用全數(shù)字化設(shè)計(jì)以抑制強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾,可實(shí)現(xiàn)過(guò)熱報(bào)警,并可用微機(jī)聯(lián)網(wǎng)集中監(jiān)測(cè)。
無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧、便于安裝又不影響開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)性能,而且產(chǎn)品的價(jià)格易被用戶(hù)接受。值得一提的是,無(wú)線測(cè)溫模塊在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上緊湊小巧,與開(kāi)關(guān)柜配套時(shí),原柜結(jié)構(gòu)無(wú)需變動(dòng),只需在相應(yīng)處打上安裝孔即可,不影響原柜各種性能,特別是開(kāi)關(guān)柜的絕緣性能。
智能電網(wǎng)的生產(chǎn)不僅是一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程,而且是電力公司乃至全社會(huì)改革、發(fā)展和穩(wěn)定的基礎(chǔ),也是未來(lái)我國(guó)乃至全世界智能電網(wǎng)發(fā)展的重中之重。國(guó)務(wù)院于2006年2月發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》和國(guó)家電網(wǎng)于4月19日發(fā)布《國(guó)家電網(wǎng)公司綠色發(fā)展白皮書(shū)》等一系列重要文件中,智能電網(wǎng)保障已經(jīng)納入國(guó)家重大優(yōu)先發(fā)展和著手實(shí)施的主題。電力設(shè)備可靠性是超大規(guī)模輸配電和電網(wǎng)保障的重要環(huán)節(jié),尤其我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)時(shí)期,國(guó)家電網(wǎng)的電力供電負(fù)荷日益增加,在持續(xù)擴(kuò)大供電同時(shí)給電網(wǎng)電器設(shè)備帶來(lái)一系列的問(wèn)題。為盡可能的避免各類(lèi)電力事故,電力設(shè)備運(yùn)營(yíng)的任務(wù)迫在眉睫。智能電網(wǎng)末端大多為35kV與10kV開(kāi)關(guān)柜,因此開(kāi)關(guān)柜能夠正常運(yùn)行便成為重中之重。電網(wǎng)溫度監(jiān)測(cè)是我國(guó)智能電網(wǎng)目前面臨的巨大挑戰(zhàn),因此有理由相信開(kāi)關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫技術(shù)在今后勢(shì)必會(huì)更大范圍的推廣和應(yīng)用,為電力系統(tǒng)的運(yùn)行作出更大的貢獻(xiàn)。








