[發(fā)明專利]一種電力設(shè)備無線溫度監(jiān)控系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010611569.3
• 申請(qǐng)日: 2010-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN102566621A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸敏勇;黃曉粵;仇愛民;徐鍇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海市電力公司;上海市電力公司物流服務(wù)中心;上海東潤(rùn)供電實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): G05D23/20
• 分類號(hào): G05D23/20
• 代理公司: 上海兆豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(有限合伙) 31241
• 代理人: 章蔚強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種電力設(shè)備無線溫度監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

對(duì)電力設(shè)備溫度的監(jiān)測(cè)是目前國內(nèi)外正在研究的一個(gè)非常重要的難題。

下面以電力設(shè)備中的高壓開關(guān)柜來舉例說明在對(duì)電力設(shè)備溫度監(jiān)測(cè)的重要性。

高壓開關(guān)柜作為電力系統(tǒng)中非常重要的電氣設(shè)備。現(xiàn)代電力系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的要求越來越高，相應(yīng)地對(duì)高壓開關(guān)柜的可靠性也提出了更高的要求。隨著電網(wǎng)的發(fā)展和設(shè)備技術(shù)的提高，10kV、35kV系統(tǒng)開關(guān)柜在電網(wǎng)中已大量使用。而開關(guān)柜的內(nèi)部過熱現(xiàn)象已成為開關(guān)柜使用中的常見問題，由于開關(guān)柜體的密閉性，在一些負(fù)荷較重的地區(qū)，存在開關(guān)柜的溫升超標(biāo)問題。開關(guān)柜的溫升超標(biāo)，直接影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，而且，過熱問題是一個(gè)不斷發(fā)展的過程，如果不加以控制，過熱程度會(huì)不斷加劇，并對(duì)絕緣件的性能及設(shè)備壽命產(chǎn)生很大的影響。目前，對(duì)電力系統(tǒng)使用的開關(guān)柜都需要通過型式試驗(yàn)，尤其對(duì)溫升的要求比較嚴(yán)格。運(yùn)行中，負(fù)荷通常都不會(huì)達(dá)到開關(guān)柜的設(shè)計(jì)滿容量，開關(guān)柜的溫升問題應(yīng)該不會(huì)很突出，但是實(shí)際情況并不盡然。開關(guān)柜內(nèi)部實(shí)際溫升情況，尤其是母排連接等部位，通常總是比型式試驗(yàn)測(cè)出的數(shù)據(jù)高。主要有以下幾點(diǎn)原因：

(1)型式試驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)通常在試驗(yàn)室完成，持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)，一般不超過8小時(shí)，不具備溫升累積效應(yīng)，不能等同于長(zhǎng)期運(yùn)行并持續(xù)發(fā)熱的設(shè)備。

(2)不同金屬的膨脹效應(yīng)不同。鋼制螺栓的金屬膨脹系數(shù)要比銅質(zhì)、鋁質(zhì)母線小得多，尤其是螺栓型設(shè)備接頭，在運(yùn)行中隨著負(fù)荷電流及溫度的變化，其鋁或銅與鐵的膨脹和收縮程度將有差異而產(chǎn)生蠕變，也就是金屬在應(yīng)力的作用下緩慢的塑性變形，蠕變的過程還與接頭處的溫度有很大的關(guān)系。實(shí)踐證明，當(dāng)接頭處的運(yùn)行工作溫度超過80℃時(shí)，接頭金屬將因過熱而膨脹，使接觸表面位置錯(cuò)開，形成微小空隙而氧化。當(dāng)負(fù)荷電流減小溫度降低回到原來接觸位置時(shí)，由于接觸面氧化膜的覆蓋，不可能是原安裝時(shí)金屬間的直接接觸。每次溫度變化的循環(huán)所增加的接觸電阻，將會(huì)使下一次循環(huán)的熱量增加，所增加的溫度又使接頭的工作狀況進(jìn)一步變壞，因而形成惡性循環(huán)。

(3)連接部位緊固螺栓壓力不當(dāng)。部分安裝或檢修人員在導(dǎo)體連接上認(rèn)為連接螺栓擰得愈緊愈好，其實(shí)不然。特別是鋁質(zhì)母線，彈性系數(shù)小，當(dāng)螺母的壓力達(dá)到某個(gè)臨界壓力值時(shí)，若材料的強(qiáng)度差，再繼續(xù)增加不當(dāng)?shù)膲毫Γ瑢?huì)造成接觸面部分變形隆起，反而使接觸面積減少，接觸電阻增大，從而影響導(dǎo)體接觸效果。

(4)選用的導(dǎo)體材料電導(dǎo)率不滿足要求，多數(shù)屬于導(dǎo)體原材料純度不夠。

(5)現(xiàn)場(chǎng)的其它因素，比如可能存在安裝檢修工藝不當(dāng)，如母線在加工、連接、安裝過程中，對(duì)母線接觸表面處理不到位、不平整、不光滑、沒有涂專用電力脂等，導(dǎo)致有效接觸面積減少接觸電阻增大而發(fā)熱。

由此可見，要測(cè)量這些觸點(diǎn)的溫度并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳出并非易事。目前，常用的測(cè)量方法主要有以下兩種：

(1)接觸式的貼溫標(biāo)簽法，例如，在母線接頭和開關(guān)觸點(diǎn)的表面涂一層隨溫度變化而改變顏色的材料如感溫臘，通過觀察其顏色變化來大致確定溫度范圍。這種方法準(zhǔn)確度低、可讀性差，不能進(jìn)行定量和實(shí)時(shí)測(cè)量，并且需要人員定期巡視。

(2)非接觸式的紅外測(cè)溫法，例如，利用紅外測(cè)量?jī)x，操作人員定時(shí)手持儀器對(duì)準(zhǔn)母線接頭和高壓開關(guān)觸點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。這種設(shè)備價(jià)格高、操作困難，無法在強(qiáng)光線條件下對(duì)室外設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，而且仍然無法做到實(shí)時(shí)檢測(cè)，另外，紅外成像儀無法透過柜門測(cè)量?jī)?nèi)部設(shè)備，開關(guān)柜運(yùn)行時(shí)必須關(guān)閉柜門，導(dǎo)致紅外方式無法測(cè)量。

這兩種方法都存在著一些問題：

1)不能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；

2)溫度測(cè)量不準(zhǔn)確，容易受環(huán)境影響；

3)無法得出設(shè)備溫度連續(xù)變化的規(guī)律。

實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備溫度自動(dòng)檢測(cè)是非常迫切的需要，目前全自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控出了有前面提到的紅外測(cè)溫法，還有光纖測(cè)溫法，即，光纖式溫度測(cè)溫儀采用光纖傳遞信號(hào)，其溫度傳感器安裝在帶電物體的表面，測(cè)溫儀與溫度傳感器間用光纖連接。光纖具有易折，易斷、不耐高溫。積累灰塵后易使絕緣性降低，且在柜內(nèi)布線難度較大，造價(jià)高。存在的問題有：安裝維護(hù)困難、安全性欠佳、溫度測(cè)量不準(zhǔn)確，易受環(huán)境影響以及封閉系統(tǒng)無法測(cè)溫。

發(fā)明內(nèi)容