電力設(shè)備

 1.常用溫度在線監(jiān)測相關(guān)產(chǎn)品存在的不足

1.1干式變壓器繞組溫度在線監(jiān)測用溫控器

溫控器采用鉑電阻作傳感器，由于它無絕緣，進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)必須將傳感器與溫控器分離，而實(shí)際運(yùn)行中的過電壓常損壞溫控器；它的引線耐熱不能滿足干式變二次側(cè)短路時(shí)，動(dòng)熱穩(wěn)定350℃高溫要求，傳感器常燒壞。

1.2電力變壓器油溫在線監(jiān)測的壓力式帶電阻式溫度計(jì)

該溫度計(jì)采用鉑電阻作傳感器，由于其自身電阻值太小，受引線電阻影響較大。特別是引線中多個(gè)接線端子接頭電阻在運(yùn)行中因氧化、松動(dòng)、檢修等引起變化是無法進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)�。所以普遍存在顯示油溫值與實(shí)際油溫偏差過大的通病，影響顯示溫度值的可信度，又沒有多部位油溫監(jiān)測，急需替代產(chǎn)品。

2.急需溫度在線監(jiān)測的電力設(shè)備及其部位

2.1中壓開關(guān)設(shè)備

中壓開關(guān)設(shè)備除老設(shè)備外，多數(shù)是封閉式結(jié)構(gòu)，還帶防誤閉鎖。運(yùn)行時(shí)不能打開遮擋紅外輻射的門或蓋板進(jìn)行紅外檢測。設(shè)備內(nèi)部導(dǎo)電的接頭和插頭在運(yùn)行、動(dòng)作過程會(huì)因電磨損、機(jī)械操作和短路電動(dòng)力引起機(jī)械振動(dòng)等原因使接觸電阻增加，引起溫度升高，加劇接觸表面氧化，造成設(shè)備重大故障。開關(guān)設(shè)備最經(jīng)常發(fā)生故障的是手車觸頭和進(jìn)出線端電纜連接處。

2.2干式變壓器中壓繞組

隨著電力設(shè)備發(fā)展，出現(xiàn)110kV高電壓干式電力變壓器和鐵路系統(tǒng)專用的干式變壓器。其二次側(cè)為6～10kV等級(jí)，還有一些二次側(cè)電壓高于660V的特殊干式變壓器，對(duì)它們二次繞組溫度監(jiān)測還尚無可靠的在線監(jiān)測產(chǎn)品。

2.3柱上變壓器（公用變）低壓出線端

公用變受戶外環(huán)境影響，二次側(cè)多數(shù)無保護(hù)，常出現(xiàn)燒毀事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，主要原因是出線端過熱引起的�！峨娏ψ儔浩鬟\(yùn)行規(guī)程》中第5.1.4條變壓器日常巡視檢查內(nèi)容中規(guī)定，其引線接頭、電纜、母線應(yīng)無發(fā)熱跡象。以往是通過人為目測、滴水、觀察套管是否漏油等辦法進(jìn)行判斷。由于巡查工作量大，容易被忽視，造成公用變突發(fā)事故。當(dāng)變壓器三相負(fù)載嚴(yán)重不平衡時(shí)，過大的中線電流經(jīng)偏小的變壓器中線出線端，如果出線端接觸又不良，則容易因發(fā)熱被燒斷，導(dǎo)致大量家用電器損壞。因此急需對(duì)其進(jìn)行溫度在線監(jiān)測。

2.4箱式變電站

國內(nèi)制造的箱式變是將相關(guān)設(shè)備組合在全封閉的箱體內(nèi)，大多數(shù)未進(jìn)行成套性設(shè)計(jì)、試驗(yàn)。因封閉、甚至多重封閉，結(jié)果影響設(shè)備散熱。又由于設(shè)備降容幅度難以合理確定，均可能導(dǎo)致內(nèi)部設(shè)備超溫。國家電力公司在箱式變電站招標(biāo)書中要求變壓器、高低壓電器所有設(shè)備的運(yùn)行溫度不超過其最高允許溫度。這就需要對(duì)它們進(jìn)行溫度在線監(jiān)測。目前箱式變一般僅對(duì)變壓器油溫進(jìn)行檢測并隨其溫度變化自動(dòng)投切通風(fēng)機(jī)。由于沒有相應(yīng)的產(chǎn)品配套，對(duì)變壓器出線端、低壓開關(guān)和高壓開關(guān)進(jìn)出線端的溫度均沒有按要求進(jìn)行溫度在線監(jiān)測。

2.5電纜的接頭和電纜終端與電器設(shè)備的連接處

電纜的接頭處多為現(xiàn)場制作，如果制作、安裝不到位經(jīng)運(yùn)行容易發(fā)生電接觸問題而超溫。從表1中發(fā)現(xiàn)電纜長期允許溫度比電器外部導(dǎo)體連接端的最高允許溫度低15～40℃。由于兩者標(biāo)準(zhǔn)的差異，使得電纜經(jīng)常承受電器高溫的危害，所以電纜與電器連接處成為薄弱環(huán)節(jié)，需重點(diǎn)防患。尤其需要對(duì)高壓開關(guān)柜的進(jìn)出線端電纜連接處進(jìn)行溫度在線監(jiān)測。

3.溫度在線監(jiān)測的兩種方式

現(xiàn)有溫度在線監(jiān)測方式主要有兩種：紅外輻射的非接觸式和采用熱敏器件的接觸式測溫。非接觸式紅外傳感器由于受環(huán)境、濕度、大氣壓的影響較大，紅外輻射受遮擋就無法準(zhǔn)確測量，使用有很大局限性。而接觸式的傳感器直接與測溫點(diǎn)相接觸，受環(huán)境因素干擾小，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速溫度檢測。

現(xiàn)有接觸方案的不足：采用熱電偶作傳感器時(shí)，由于熱電偶冷端不可能保持在0℃，在室溫下測定要加冷端補(bǔ)償。在實(shí)際測量中熱端與冷端間距較遠(yuǎn)時(shí)，還需要采用補(bǔ)償導(dǎo)線。

采用光纖傳感器，包括發(fā)射端、接收端、連接器和光纖。光纖傳感器如何安裝走線很成問題。光纖傳輸信號(hào)方案并不容易做到高低電位的完全隔離，當(dāng)發(fā)射端安裝高壓端時(shí)，對(duì)地絕緣的問題也無法解決。

采用電阻式傳感器直接接觸測量，在高電位用有線輸送信號(hào)，簡單運(yùn)用空氣間隙隔離高低電位，通過紅外光電轉(zhuǎn)換傳輸溫度信號(hào)是一個(gè)不錯(cuò)的辦法。但紅外發(fā)射、接收管外露，長期使用會(huì)落灰塵、污穢，使得信號(hào)傳輸?shù)目煽啃灾饾u變差，影響測量值也是一個(gè)很難解決的問題。另外還必須進(jìn)行現(xiàn)場專業(yè)安裝調(diào)試，使用的便利性上不理想。

4.溫度在線監(jiān)測裝置的技術(shù)關(guān)鍵

（1）在低壓系統(tǒng)檢測主要技術(shù)是解決溫度傳感器絕緣又導(dǎo)熱問題。在高壓系統(tǒng)檢測必須有效解決高電壓竄入低電壓系統(tǒng)的問題。因?yàn)楦袦卦�件在高壓端，檢測處理的控制單元在低壓系統(tǒng)。所以技術(shù)核心是實(shí)現(xiàn)高壓端與低電壓系統(tǒng)的電位可靠隔離。

（2）溫度傳感器（包括其引線）必須滿足高溫測量的穩(wěn)定性和耐熱性要求。因?yàn)樗�除了承受異常超溫外，還必須耐受短路大電流的動(dòng)、熱穩(wěn)定電流沖擊時(shí)所產(chǎn)生的短時(shí)高溫而不被損壞。

（3）測溫?zé)o補(bǔ)償才能達(dá)到測溫準(zhǔn)確的要求。

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