Intelligentne tõusuloojangute jälgimine: trendid väljakutsed ja tulevikuväljakujunenud

1. Praegune seis ja puudused kaugseire süsteemides

Praegu on kaugseired kõige levinumad vahendid surgesüsteemide jälgimiseks. Kuigi need suudavad tuvastada potentsiaalseid vigu, on neil olulisi piiranguid: andmete käsitsi kohapealne kirjutamine ei luba reaalajas jälgimist; ja andmete analüüsimine pärast kogumist lisab operatsioonilise keerukuse. IoT-põhine intelligentsed jälgimine selle probleemi ületab — kogutud andmed laetakse IoT-vahendite abil töötlusplatvormidele, mis koos andmeanalüüsiga aitavad tuvastada peidetud ohte ja pakkuda varajaseid hoiatusi, vähendades nii elektritööd ja hoolduse keerukust.

1.1 Praeguste kaugseiresüsteemide puudused

Kaugseired, mis on surgearresterite jälgimise peamine meetod, näitavad mitmeid probleeme rakendamisel:

• Nõrgalt kohanenud keskkonnaga: Enamik surgearresterite on paigaldatud väljas, pikaaegne avalikkus tekitab seireseadmete vananemise ja tiivituse ebaselgeks muutumise, mille tulemuseks on seadme kahjustus ja andmete jälgimise võimetuse.

• Mehaaniliste osade vigu: Ampermetrid kasutavad peamiselt mehaanilisi nooleid — soojendusdeformatsioon või mehaaniline kinnitamine võivad põhjustada noole liikumatuks jäämist, mille tulemuseks on veaväärne gelekvoolu näitamine. Mekhaaniliste struktuuridega toimingulukoonnudkujud on ka lihtsad kinnituma, mille tulemuseks on arvestuse täpsuse vähenemine.

• Käsitsi sõltuv operatsioon ja hooldus: Hooldustöötajatel tuleb kohapeal kirjutada välja gelekvoolu ja purgemahtu; erandlikud stsenaariumid (puutumatud alad) nõuavad teleskoopiumeid või droone, mis vähendab efektiivsust.

• Raske andmete tuvastamine: Piiratud seireseadme kvaliteedi tõttu on hooldustöötajatele raske efektiivselt hinnata seadme seisundit näidatud andmetest.

2. Surgearresterite intelligentses jälgimise arengusuunad

Kaugseiresüsteemide probleemide lahendamiseks, kasutades Internet of Things ja intelligentsed tootmise, uuendatakse intelligentsed jälgimine kolmes suunas:

2.1 Edastamismeetod: Juhtmeid → Sageduskaudu

Praegu sõltub intelligentsed jälgimine peamiselt RS485 juhtmeid, mis sobivad ainult spetsiifiliste stsenaariumide, nagu transformatorites. Joonete ja eemal asuvate piirkondade puhul on edastuskaugus piirang. Sageduskaudu tehnoloogiad, nagu LoRa, NB-IoT (Narrow-Band Internet of Things) ja GPRS, pakuvad laia katta ja madal energiatarbimist. Eriti LoRa ja NB-IoT, kui uued IoT-tehnoloogiad, saavad tulevikus laiemat rakendamist.

2.2 Energiatoostusmeetod: Aktiivne → Passiivne

Praegu sõltub intelligentsed jälgimine välisest DC energiaallikast. Tulevikus evolueerib see passiivse energiaallikasse, et tagada rohelisem ja madalam energiatarbimine. Energia toomine surgearresteri gelekvoolu, päikesepaneele või sisseehitatud akude kaudu on võimalik — gelekvoolu kasutamine energiatalletamiseks on kõige soovitavam, vältides probleeme, nagu ebapiisav päikese valgus ja sagedased akude vahetamine.

2.3 Paigaldusmeetod: Väljas → Sises

Praegu on intelligentsed jälgimine peamiselt väljas — kuigi see ei ole piiratud suurusega ja on lihtne vahetada, on see alti keskkonna mõjudele. Sises paigaldus nõuab integreerimist surgearresteri kamberisse, mis nõuab väiksemat suurust ja vastab tehnilistele raskustele. Siiski, see vähendab välise keskkonna mõju, tagades parema pikaajalise stabiilsuse.

3. Surgearresterite laiendatud jälgimissuunad

Vigade mustrite ja mehhanismide põhjal keskenduvad intelligentsed jälgimise üksused neljale suunal:

3.1 Rõhku jälgimine

35kV ja suuremate keramiikukotiga surgearresterite puhul kasutatakse tootmisel heeli massspektroskoopia ja kõrge tõsidusega lämmastik (mikro-positiivne rõhkutehnoloogia), et vältida niiskuse sissetungimist ja parandada isoleerimist. Kuid pikaaegne töötabamus põhjustab tiivituse vananemise, lämmastiku nihkumise ja niiskuse sissetungimise, mis võivad põhjustada plahvatust. Intelligentsed jälgimise üksused jälgivad reaalajas sisemist rõhku; andmete üleslaadimine ja platvormi analüüs aitavad anda varajaseid hoiatusi, et ajakohastada asendamist ja remonti.

3.2 Temperatuuri ja niiskuse jälgimine

Surgearresterite, mis kasutavad isoleeritud tüüve/keramiikukotti ja sisemist õhu, puhul nõutakse rangelt temperatuuri ja niiskuse kontrolli. Intelligentsed üksused jälgivad sisemisi tingimusi, ülevaadates regulaarselt andmeid, ja aktiveerivad alarmi, kui limiidid ületatakse, lubades proaktiivset töö ja hooldust.

3.3 Gelekvoolu ja vastupanuvoolu jälgimine

Need voolud on surgearresterite toimimise peamised näitajad. Pikaajaline töötabamus, välised keskkonnad ja isoleerija saastumine põhjustavad vastupanu vananemist ja tiivituse ebaselgeks muutumise, mille tulemuseks on voolude suurenemine. Voolude trendide jälgimine aitab tuvastada peidetud ohte ja vältida õnnetusi.

3.4 Impulsivoolu jälgimine

Impulsivoolu sündmuste, voolusuuruste ja toiminguaegade kogumine aitab planeerida tööd ja hooldust ning analüüsida vigu.

4. Intelligentses jälgimise tehnoloogilised läbimurdid

Väline intelligentsed jälgimine on endiselt arenemas (mittepiiratud ruumi, kõrge kompatibilitas), kuid sises jälgimine on alles alguses, silmitsedes kolme tehnilist väljakutset:

4.1 Energia toomise optimeerimine

Sises jälgimine sõltub surgearresteri gelekvoolu energiast, kuid väiksed voolud takistavad reaalajas edastamist. Gelekvoolu toomine koos sisseehitatud akudega lühendab andmete edastamis tsükleid, tasakaalustades energia toomist ja andmete edastamist.

4.2 Signaali edastamise tugevdamine

Sises integreerimine paneb seireseadmete alti signaalide heleduse/ekraanimise surgearresterite ja komponentide poolt; kõrge pingega elektriväljad ka segavad. Signaalid tuleb optimiseerida, et tagada parem läbipenetreerimine ja elektromagnetilise segamuse vastane.

4.3 Eluea kinnitamine ja usaldusväärsus

Sises jälgimine on raske vahetada; surgearresteritele nõutakse 30-aastast disainielu (praktikas üle 20 aasta). Jälgimise üksuste elu pea meeles pidama, ja surgearresterite toimingute poolt tekkinud soojus ei tohi mõjutada mooduli usaldusväärsust.

5. Praegune intelligentses jälgimise rakendamine

Intelligentses jälgimine on endiselt pilootprojektides, peamiselt rakendatud elektri ja raudtee näidisproukkides (nt intelligentsed veduritehis Xiongan, 750kV Yan'an Smart Substation, ja UHV DC muunduritehis). Pilootprojektid kinnitavad tehnilist viisilikkust, intelligentsed jälgimise surgearresterid vastavad ootustele.

6. Kokkuvõte

Intelligentsed jälgimine võimaldab reaalajas staatuse jälgimist, parandab riskide tuvastamise täpsust ja vähendab töö ja hoolduse keerukust. Hoolimata jäänud tehnilistest väljakutsetest, vastavalt intelligentsed, rohelised ja keskkonnasõbralikud trendid, see aeglalt asendab traditsioonilisi kaugseiresüsteeme. Laialdasel rakendamisel elektri ja raudteesüsteemides tugevdab see võrgu ohutust ja toetab jätkusuutlikku energia arengut.