Intelligent Överbelastningsbeskydd Övervakning: Trender Utmaningar & Framtidsperspektiv
1. Nuvarande status och brister hos onlineövervakare
För närvarande är onlineövervakare de mest vanligt använda verktygen för övervakning av överhettningsskydd. Medan de kan upptäcka potentiella defekter har de betydande begränsningar: manuell datainsamling på plats krävs, vilket utesluter realtidsövervakning; och efterföljande analys av insamlade data ökar driftkomplexiteten. IoT-baserad intelligent övervakning övervinner dessa problem – insamlade data laddas upp via IoT till bearbetningsplattformar, och kombinerat med big data-analys identifieras dolda faror och ger tidig varning, vilket effektivt minskar svårigheten i drift och underhåll av eldistribution.
1.1 Brister hos nuvarande onlineövervakare
Som en kärnmetod för övervakning av överhettningsskydd exponeras onlineövervakare för flera problem i tillämpningen:
2. Utvecklingsriktningar för intelligent övervakning av överhettningsskydd
För att lösa problemen med onlineövervakare, genom att dra nytta av Internet of Things och intelligenta tillverkningsmetoder, kommer den intelligenta övervakningen att uppgraderas i tre riktningar:
2.1 Överföringsmetod: Trådad → Trådlös
Den nuvarande intelligenta övervakningen baserar sig främst på RS485-trådade anslutningar, vilket endast är lämpligt för specifika scenarier som ombord. För linjer och avlägsna områden är överföringsavstånd en begränsning. Trådlösa teknologier som LoRa, NB-IoT (Narrow-Band Internet of Things) och GPRS erbjuder bred täckning och låg energiförbrukning. Särskilt LoRa och NB-IoT, som nya IoT-teknologier, kommer att ha bredare tillämpningar i framtiden.
2.2 Energiförsörjningsmetod: Aktiv → Passiv
För närvarande beror den intelligenta övervakningen på extern DC-ström. I framtiden kommer det att evolvera mot passiv energiförsörjning för grön och lågkonsumtion. Energiinvinning genom överhettningsskyddets läckageström, solpaneler eller inbyggda batterier är möjligt – att använda läckageström för energilagring är mest fördelaktigt, eftersom det undviker problem som otillräcklig solstrålning och frekventa batteribyte.
2.3 Installationsmetod: Extern → Intern
Den nuvarande intelligenta övervakningen är huvudsakligen extern – även om den inte begränsas av storlek och är enkel att byta ut, är den sårbar för miljöpåverkan. Intern installation kräver integration i överhettningsskyddets kaviteter, vilket kräver mindre storlekar och står inför tekniska hinder. Men det eliminerar externa miljöpåverkan, vilket garanterar bättre långsiktig stabilitet.
3. Expanderade övervakningsriktningar för överhettningsskydd
Baserat på felformer och mekanismer kommer intelligenta övervakningsenheter att fokusera på fyra dimensioner:
3.1 Tryckövervakning
För keramiska överhettningsskydd på 35kV och högre används heliummassspektrometrisk läckagekontroll och fyllning med högpurifierad kvävgas (mikro-positivt tryckteknik) vid tillverkning för att förhindra fuktinträngning och förbättra isolering. Men långvarig drift orsakar tätningssvikt, kvävningssläckning och fuktinträngning, vilket kan leda till explosioner. Intelligenta övervakningsenheter övervakar internt tryck i realtid; dataladdning och plattformsanalys möjliggör tidiga varningar för tidig ersättning och reparation.
3.2 Temperatur- och fuktighetsövervakning
För överhettningsskydd med isolerande rör/keramiska husringar och intern luft krävs strikt temperatur- och fuktighetskontroll vid montering. Intelligenta enheter övervakar interna förhållanden, laddar upp data regelbundet och aktiverar larm när gränser överskrids, vilket möjliggör proaktiv drift och underhåll.
3.3 Läckageström och resistiv strömövervakning
Dessa strömmar är kärnindikatorer för prestanda hos överhettningsskydd. Långvarig drift, externa miljöer och isolatorföroreningar orsakar resistoråldring och tätningssvikt, vilket ökar strömmarna. Övervakning av strömtrender hjälper till att upptäcka dolda faror och förhindra olyckor.
3.4 Impulsutsläppströmsovervakning
Insamling av utsläppstider, strömstorlekar och handlingstider stödjer planering av drift och underhåll samt felanalys.
4. Tekniska genombrottsriktningar för intelligent övervakning
Extern intelligent övervakning växer fram (obegränsad av utrymme, högt kompatibel), men intern övervakning befinner sig fortfarande i sin linda, med tre tekniska utmaningar:
4.1 Optimering av energiinvinning
Intern övervakning beror på överhettningsskyddets läckageström för energi, men små strömmar hindrar realtidsöverföring. Genom att kombinera energiinvinning från läckageström med inbyggda batterier kortas dataladdningscyklerna, vilket balanserar energiförsörjning och dataöverföring.
4.2 Förbättring av signalöverföring
Intern integration exponerar övervakare för signalavsvagning/skydd från skydd och komponenter; högspänningsfält stör också. Signalerna måste optimeras för bättre penetrering och motstånd mot elektromagnetisk störning.
4.3 Livslängdsverifiering och tillförlitlighet
Intern övervakning är svår att byta ut; överhettningsskydd kräver livslängd på 30 år (mer än 20 år i praktiken). Övervakningsenheters livslängd måste matcha, och värme från skyddsåtgärder får inte påverka modulens tillförlitlighet.
5. Nuvarande tillämpningar av intelligent övervakning
Intelligent övervakning finns fortfarande i pilotfas, huvudsakligen tillämpad i elkraft- och järnvägsdemonstrationsprojekt (t.ex. den intelligenta traktionssubstationen i Xiongan, 750kV Yan'an Smart Substation och UHV DC konverteringsstationer). Piloter verifierar teknisk genomförbarhet, med intelligenta övervakade skydd som uppfyller prestandaförväntningar.
6. Slutsats
Intelligent övervakning möjliggör realtidsövervakning online, vilket förbättrar riskidentifieringsprecisionen och minskar svårigheten i drift och underhåll. Trots kvarvarande tekniska utmaningar, i linje med intelligenta, gröna och miljövänliga trender, kommer den gradvis att ersätta traditionella onlineövervakare. Vidareutbredning i elkraft- och järnvägssystem kommer att stärka nätets säkerhet och stödja hållbar energiutveckling.
