2025 Komplet Guide til Online Temperatur Overvågning af Elektrisk Udstyr: Forbedring af Vedligeholdelseseffektivitet og Sikkerhed

1. Mangler ved eksisterende online temperaturmonitoringsprodukter
1.1 Temperaturkontroller til overvågning af vindings-temperatur på tørtransformatorer
I temperaturkontroller anvendes platinresistanssensorer. Da de mangler isolation, skal sensorerne afkobles fra kontrolleren under spændingstest. Dog kan overspændinger under reelt drift ofte skade kontrolleren. Desuden kan sensorernes ledninger ikke klare den 350°C høje temperatur, der er nødvendig for termisk og dynamisk stabilitet under sekundær-side kortslutninger i tørtransformatorer, hvilket ofte resulterer i sensorbrand.

1.2 Tryktype resistans-termometer til overvågning af olie-temperatur i strømtransformatorer
Dette termometer bruger en platinresistanssensor. På grund af dets naturligt lave resistansværdi, påvirkes det betydeligt af ledningsresistancen. Særligt kontaktresistancen i flere terminalforbindelser i ledningen ændrer sig over tid pga. oksidation, løsning eller vedligeholdelse, og disse ændringer kan ikke kompenseres for i temperaturmålinger. Dette fører til et almindeligt problem med store afvigelser mellem viste og faktiske olie-temperaturer, som underminerer pålideligheden af temperaturmålingerne. Desuden mangler det flerpunktsovervågning af olie-temperatur, hvilket skaber en akut behov for erstatningsprodukter.

2. Akut behov for online temperaturovervågning af strømudstyr og specifikke lokationer
2.1 Mellemspændingsafbrydere
Bortset fra ældre udstyr har de fleste mellemspændingsafbrydere lukkede strukturer med fejlhåndteringssikring. Under drift kan døre eller dæk, der blokerer infrarødstråling, ikke åbnes til infrarødinspektion. Interne ledder og forbindelser kan opleve øget kontaktresistans på grund af elektrisk slitage, mekaniske operationer og kortslutningsmagnetiske krafters mekaniske vibration, hvilket fører til temperaturstigning og accelereret oxidationsproces på kontaktoverflader, potentielt resulterende i store udstyrssvigt. De mest almindelige fejllokationer i afbrydere er trækbar kontakt og kabelforbindelsespunkter ved ind- og udgangslinjer.

2.2 Mellemspændingsvindinger i tørtransformatorer
Med udviklingen af strømudstyr er 110kV højspændingstørtransformatorer og specialiserede tørtransformatorer til jernbanesystemer opstået. Deres sekundære side er beregnet til 6–10kV, og nogle specielle tørtransformatorer har sekundære spændinger, der overstiger 660V. Pålidelige online monitoringsprodukter for sekundære vindings-temperaturer på disse transformatorer mangler stadig.

2.3 Lavspændingsudgangsterminaler på stolpetransformatorer (fordelings-transformatorer)
Fordelings-transformatorer påvirkes af udendørs miljø, og deres sekundære side mangler ofte beskyttelse, hvilket ofte føder til brandhændelser. Statistik viser, at overophedning ved udgangsterminaler er den primære årsag. § 5.1.4 i "Strømtransformator Driftsregler" specificerer, at rutineinspektioner bør inkludere kontrol for tegn på opvarmning ved ledningsforbindelser, kabler og busbarer. Traditionelt bruges synligt inspektion, vanddrikkelse eller observation af olielekkage fra bushinger til bedømmelse. Men på grund af det store arbejdsvolumen i inspektioner, overses disse kontroller ofte, hvilket forårsager pludselige transformatorfejl. Når transformator oplever alvorlig trefase lastubalance, flyder for stor neutralstrøm gennem en for lille neutral udgangsterminal. Hvis forbindelsen er dårlig, kan den let overophedes og brande, hvilket skader mange hjemlige apparater. Derfor er online temperaturmonitoring på disse punkter akut påkrævet.

2.4 Forfabrikerede understationer (Containerunderstationer)

Indenlandsproducerede forfabrikerede understationer integrerer relateret udstyr inden for fuldt lukkede beholder, men de fleste mangler integreret design og test. På grund af beholder—nogle gange flere lag—påvirkes udstyrets varmeafgivelse. Desuden er det svært at fastlægge omfanget af udstyrs nedgradering rimeligt, hvilket potentielt kan forårsage, at internt udstyr overophedes. Statskraftforeningen kræver i sine forfabrikerede understationer indbudningsdokumenter, at driftstemperaturen for alt udstyr, herunder transformatorer og høj/lavspændingsapparater, ikke må overstige deres maksimalt tilladte temperaturer. Dette gør online temperaturmonitoring nødvendig. I øjeblikket implementerer forfabrikerede understationer generelt kun overvågning af transformatorolie-temperatur og automatiske ventilationselementer baseret på temperaturændringer. På grund af mangel på matchende produkter, er temperaturmonitoring ikke gennemført som krævet for transformatorudgangsterminaler, lavspændingsafbrydere og højspændingsafbrydere ind/udgangsterminaler.

3.To metoder til online temperaturmonitoring

Der findes i øjeblikket to hovedmetoder til online temperaturmonitoring: berøringfri infrarødstråling og berøringstype måling ved hjælp af varmesensorer. Berøringfrie infrarødsensorer påvirkes betydeligt af miljøfaktorer som fugt, atmosfæriske tryk og forhindringer; hvis infrarødstråling blokeres, bliver præcis måling umulig, hvilket meget begrænser deres anvendelse. I modsætning hertil er berøringstype sensorer direkte vedlagt målepunktet, oplever mindre støj fra miljøfaktorer, og muliggør præcis og hurtig temperaturdetektion.

Mangler ved eksisterende berøringstype løsninger:
Når termoelementer anvendes som sensorer, er der behov for koldledningskompen-sation, da referencen (kold) ledning ikke kan opretholdes ved 0°C, især når man måler ved rumtemperatur. Hvis måle- (varm) og reference-ledningerne er langt fra hinanden, er der også behov for specielle kompenserende kabler.

Når fiberoptiske sensorer anvendes—incl. transmitter, modtager, forbindelser og optisk fiber—præsenterer installation og routing af fiberen betydelige udfordringer. Signaltransmission via fiber kan ikke nemt opnå fuld elektrisk isolation mellem høj- og lavpotentiale sider. Når transmitteren installeres på højspændingssiden, er problemet med isolation til jorden stadig uløst.

Brug af resistive sensorer til direkte berøringstype måling med ledningsbaseret signaltransmission på højpotentiale siden, kombineret med luftmellemrumisolation og infrarød-optisk konvertering til transmission af temperatursignaler, er en mulig løsning. Imidlertid, da infrarød emitter og modtager er udsat, samler støv og forurening sig over langtidsdrift, hvilket gradvist nedbryder signaltillid og målnøjagtighed—et andet vanskeligt problem at løse. Desuden er professionel på-sted-installation og -justering nødvendig, hvilket resulterer i underoptimal brugervenlighed.

4.Vigtige tekniske udfordringer for online temperaturmonitoringsenheder

(1) I lavspændingssystemer er den hovedsagelige tekniske udfordring at løse problemet med varmekonduktion, mens man bibeholder elektrisk isolation for temperatursensoren. I højspændingssystemer er det essentielt at forhindre, at højspænding kommer ind på lavspændingssiden. Eftersom sensor-elementet er placeret på højspændingssiden, og overvågning/behandslingsenheden er på lavspændingssiden, er det centrale tekniske problem at opnå pålidelig elektrisk isolation mellem høj- og lavspændingssystemer.

(2) Temperatursensoren (inklusive dens ledninger) skal opfylde kravene til stabilitet og varmestabilitet under høje temperaturer. Den skal ikke blot klare unormal overophedning, men også overleve de kortvarige høje temperaturer, der opstår under dynamisk og termisk stress under kortslutningsstrømmer, uden at blive skadet.

(3) Præcis temperaturmåling kræver en metode, der undgår behovet for kompensation, og sikrer målnøjagtighed uden yderligere korrektion.