2025 Éves Teljes Útmutató az Elektromos Berendezések Online Hőmérséklet-Monitorozásához: Karbantartási Hatékonyság és Biztonság Fokozása

1.Létező hőmérsékleti online monitorozási termékek hiányosságai
1.1 Hőmérséklet-ellenőrző szétfajtású transzformátor tekercsmonitorozáshoz
A hőmérséklet-ellenőrzőkben platinaellenállásos szenzorokat használnak. Mivel ezek nem izoláltak, a szenzort az ellenőrzőtől kell elválasztani a feszültségviselési vizsgálatok során. Azonban a tényleges működés során a túlfeszültség gyakran károsítja az ellenőrzőt. Ezenkívül a szenzor vezetékei nem bírják ki a szétfajtású transzformátor másodlagos oldali rövidzárló esetén szükséges 350°C magas hőmérsékletet, ami gyakran a szenzor leégését eredményezi.

1.2 Nyomásalapú ellenállásos hőmérő erősített transzformátor olajhőmérséklet monitorozásához
Ez a hőmérő is platinaellenállásos szenzort használ. A természetesen alacsony ellenállásérték miatt jelentősen befolyásolja a vezeték ellenállása. Különösen a vezetéken lévő több terminálkapcsolat érintési ellenállása idővel változik oxidálódás, megduppanás vagy karbantartás miatt, és ezek a változások nem kompenzálhatók a hőmérsékletmérések során. Ez hozza létre a megjelenített és a valós olajhőmérséklet közötti nagy eltéréseket, ami aláásja a hőmérsékletmérések megbízhatóságát. Ezenkívül nincs többpontos olajhőmérséklet-monitorozás, ami felhívja a cserélendő termékek szükségességét.

2.Szükséges hőmérsékleti online monitorozás energiaeszközökhez és specifikus helyszínekhez
2.1 Közegységű kapcsolóállomány
Kivéve a régebbi berendezéseket, a legtöbb közegységű kapcsolóállomány zárt szerkezetű, védett tévedésmentes zárrendszerrel rendelkezik. A működés során nem nyithatók meg az infravörös vizsgálatokra a sugárzást akadályozó ajtók vagy fedőlapok. A belső vezetékes csatlakozók és kapcsolók növekvő érintési ellenállást mutathatnak elektrikai súrolódás, mechanikai műveletek és rövidzárló elektromos erők miatt, ami mechanikai rezgésekhez, hőmérséklet-emelkedéshez és gyors érintőfelületi oxidálódáshoz vezethet, ami súlyos berendezéshiba okozható. A kapcsolóállományok leggyakrabban hibába kerülő részei a húzható kapcsolók kapcsolói és a be- és kilépő vezetékek csatlakozópontjai.

2.2 Közegységű tekercsek szétfajtású transzformátoroknál
Az energiaeszközök fejlődésével 110 kV-os magfeszültségű szétfajtású erősített transzformátorok és vasúti rendszerek számára specializált szétfajtású transzformátorok jöttek létre. Másodlagos oldaluk 6–10 kV-os, néhány speciális szétfajtású transzformátor másodlagos feszültsége pedig meghaladja a 660 V-t. Ezeknek a transzformátoroknak a másodlagos tekercsein hőmérsékleti online monitorozási termékei még mindig nem teljesen megbízhatók.

2.3 Alacsonyfeszültségű kimeneti terminálok oszloptranszformátoroknál (elosztótranszformátorok)
Az elosztótranszformátorok kívülálló környezeti hatásokkal szemben érzékenyek, és másodlagos oldaluk gyakran védelem nélküli, ami gyakran leégést okoz. A statisztikák szerint a kimeneti terminálokon bekövetkező túlhőzés az elsődleges ok. A "Transzformátorok üzemeltetési előírásai" 5.1.4. pontja kimondja, hogy a rutin vizsgálatok során figyelembe kell venni a vezetékek, kábelek és buszbárok hőmérsékleti jeleit. Tradicionálisan látványosan, vízcseppelés vagy a ceruza-lecseppelés segítségével döntik meg. Azonban a nagy munkaterhelés miatt ezeket a vizsgálatokat gyakran mellőzik, ami váratlan transzformátorhiba okozható. Ha a transzformátor súlyos háromfázisú terhelés-egyenlőtlenséget tapasztal, a túlzott neutrális áram alacsony feszültségű neutrális kimeneti terminálon áthalad. Ha a kapcsolat rossz, könnyen túlhőzhet és leég, ami sok háztartási eszközt károsíthat. Ezért ezen pontokon hőmérsékleti online monitorozás szükséges.

2.4 Előre készített átalakítóállományok (konténeres átalakítóállományok)

A hazai gyártású előre készített átalakítóállományok integrálják a kapcsolódó eszközöket teljesen zárt tartályokban, de a legtöbbnek nincs integrált tervezése és tesztelése. A tartályok – néha többszintű – hatással vannak a berendezések hőleadására. Ezenkívül nehéz meghatározni a berendezések megfelelő leengedési mértékét, ami potenciálisan hozhat belsejükben túlhőzést. Az Állami Elektromos Vállalat az előre készített átalakítóállományok licitalványi dokumentumában kimondja, hogy minden berendezés, beleértve a transzformátorokat és a mag- és alacsonyfeszültségű eszközöket, működési hőmérséklete nem haladhatja meg a maximálisan engedélyezett hőmérsékletet. Ez hőmérsékleti online monitorozást igényel. Jelenleg az előre készített átalakítóállományok általában csak a transzformátor olajhőmérsékletét monitorozzák, és a hűtőventilátorokat automatikusan be- és kikapcsolják a hőmérsékletváltozások alapján. A megfelelő termékek hiányában a transzformátor kimeneti termináljain, alacsonyfeszültségű kapcsolókon és magfeszültségű kapcsolók be- és kilépő termináljain a hőmérsékleti monitorozás nem teljesül a követelményeknek megfelelően.

3.Két módszer hőmérsékleti online monitorozáshoz

Jelenleg két fő módszer létezik a hőmérsékleti online monitorozáshoz: érintés nélküli infravörös sugárzás és érintő típusú mérés hőmérsékleti szenzorokkal. Az érintés nélküli infravörös szenzorok jelentősen befolyásolódnak a környezeti tényezőktől, mint például a páratartalom, légnyomás és akadályok. Ha az infravörös sugárzást akadályozzák, a pontos mérés lehetetlen, ami jelentősen korlátozza alkalmazásukat. Ellenben az érintő típusú szenzorok közvetlenül a mérési pontra rögzítve kevesebb környezeti zavarok hatására találkoznak, és lehetővé teszik a pontos és gyors hőmérséklet-mérést.

Meglévő érintő megoldások hiányosságai:
Amikor hőelemezeseket használnak szenzorként, hőkompenzálás szükséges, mert a referencia (hideg) csomópontot nem lehet 0°C-n fenntartani, különösen szobahőmérsékleten mérve. Ha a mérő (meleg) és a referencia csomópont messze van egymástól, speciális kompenzáló kábelek is szükségesek.

Amikor optikai szenzorokat használnak, beleértve a küldőt, a fogadót, a csatlakozókat és az optikai vezetéket, a vezeték telepítése és útvonaltervezése jelentős kihívást jelent. Az optikai jelátvitel nem könnyen biztosít teljes elektrikai elkülönítést a mag- és alacsonyfeszültségű oldalak között. Amikor a küldő a magfeszültségű oldalon van, a földre való izoláció problémája továbbra is megoldatlan marad.

Az ellenállásos szenzorok közvetlen érintéses mérése a magfeszültségű oldalon vezetékes jelátvitellel, kombinálva levegőrésszel és infravörös-optikai konverzióval a hőmérsékleti jelátvitelhez, egy lehetséges megoldás. Azonban mivel az infravörös küldő és fogadó kitartó működés során por és szennyeződés gyűlik, lassan romlik a jel megbízhatósága és a mérés pontossága, ami egy másik nehéz megoldandó kérdés. Ezenkívül szükséges a szakértői helyszíni telepítés és beállítás, ami alacsonyabb felhasználói kényelmet eredményez.

4.A hőmérsékleti online monitorozási eszközök kulcsfontosságú technikai kihívásai

(1) Az alacsonyfeszültségű rendszerekben a fő technikai kihívás a hővezetés megoldása, miközben megőrzi a hőmérsékleti szenzor elektromos izolációját. A magfeszültségű rendszerekben lényeges megelőzni, hogy a magfeszültség bejusson az alacsonyfeszültségű oldalra. Mivel a szenzorelem a magfeszültségű végén található, a monitorozási/feldolgozó egység pedig az alacsonyfeszültségű oldalon, a kulcsfontosságú technikai kérdés a mag- és alacsonyfeszültségű rendszerek közötti megbízható elektrikai izoláció megvalósítása.

(2) A hőmérsékleti szenzornak (beleértve a vezetékeit is) stabilitásra és hőállóságra van szükség magas hőmérsékleti körülmények között. Nem csak az anormális túlhőzést kell kibírnia, de a rövidzárló áramok során fellépő dinamikus és hőbeli stressz által generált rövid távú magas hőmérsékletet is anélkül, hogy károsodna.

(3) A pontos hőmérsékletméréshez olyan mód szükséges, amely kiküszöböli a kompenzációs szükségességet, garantálva a mérés pontosságát további korrekció nélkül.