Fullstendig guide til online temperaturmåling av elektrisk utstyr i 2025: Forbedring av vedlikeholds-effektivitet og sikkerhet

1.Mangel ved eksisterende temperatur-overvåkingsprodukter
1.1 Temperaturkontroller for overvåking av viklingsenheten i tørreltransformatorer
Platinmotstandssensorene brukes i temperaturkontrollere. Da de mangler isolasjon, må sensoren kobles fra kontrolleren under spenningsprøver. Imidlertid kan overspenning under faktisk drift ofte skade kontrolleren. I tillegg kan sensorledene ikke takle den høye temperaturen på 350°C som kreves for termisk og dynamisk stabilitet under sekundærsidens kortslutning i tørreltransformatorer, noe som ofte fører til at sensoren brenner ut.

1.2 Trykktype motstandsthermometer for overvåking av oljetemperatur i krafttransformatorer
Dette termometret bruker en platinmotstandssensor. På grunn av dens innherente lave motstand, blir den sterkt påvirket av ledemotstanden. Spesielt endrer kontaktmotstanden i flere terminaltilkoblinger i lederne seg over tid på grunn av oksidasjon, slakking eller vedlikehold, og slike endringer kan ikke kompenseres for i temperaturmålinger. Dette fører til et vanlig problem med store avvik mellom vist og faktisk oljetemperatur, noe som svekker påliteligheten i temperaturmålingene. I tillegg mangler det flerpunktsovervåking av oljetemperaturen, noe som skaper et akutt behov for erstatningsprodukter.

2.Akutt behov for online-temperatur-overvåking av kraftutstyr og spesifikke lokasjoner
2.1 Mediumspenningsbrytere
Bortsett fra eldre utstyr har de fleste mediumspenningsbrytere lukket konstruksjoner med sikring mot feilhåndtering. Under drift kan dører eller deksler som blokkerer infrarød stråling, ikke åpnes for infrarøde inspeksjoner. Innvendige ledende koblinger og forbindelser kan oppleve økt kontaktmotstand på grunn av elektrisk slitasje, mekaniske operasjoner og kortslutningsmagnetiske krefter som forårsaker mekanisk vibrasjon, noe som fører til temperaturøkning og forsterket oksidasjon av kontaktoverflater, potensielt med følge av store utstyrsfeil. De mest vanlige feilposisjonene i brytere er trekkbare bryterkontakter og kabelforbindelsespunkter for inngående og utgående linjer.

2.2 Mediumspenningsviklinger i tørreltransformatorer
Med utviklingen av kraftutstyr har 110kV høyspenningstørreltransformatorer og spesialiserte tørreltransformatorer for jernbaneanlegg dukket opp. Deres sekundærside er ratede til 6–10kV, og noen spesielle tørreltransformatorer har sekundærspenninger over 660V. Pålidelige online-overvåkingsprodukter for sekundærviklingstemperaturen i disse transformatorer mangler fortsatt.

2.3 Lavspenningsutgangskontakter for stolpefestede transformatorer (distribusjonstransformatorer)
Distribusjonstransformatorer er påvirket av utendørs miljø, og deres sekundærside mangler ofte beskyttelse, noe som ofte fører til brennutter. Statistikk viser at overoppvarming ved utgangskontaktene er den primære årsaken. Punktet 5.1.4 i "Operasjonsreglene for krafttransformatorer" spesifiserer at rutinerinspeksjoner skal inkludere sjekk av tegn på oppvarming ved ledetilkoblinger, kabler og busser. Tradisjonelt brukes visuell inspeksjon, vannnedtropning eller observasjon av oljelekasje fra bushing for å gjøre vurderingen. På grunn av den store arbeidsbyrden med inspeksjoner, blir disse sjekkene ofte oversett, noe som fører til plutselige transformatorfeil. Når transformatoren opplever alvorlig ubalanse i trefaselast, flyter det for mye nøytralstrøm gjennom en for liten nøytralutgangskontakt. Hvis forbindelsen er dårlig, kan den lett overhete og brenne ut, noe som skader mange husholdningsapparater. Derfor er det akutt behov for online-temperatur-overvåking ved disse punktene.

2.4 Forhåndsmonterte transformer (containerbaserte transformer)

Innenlandsproduserte forhåndsmonterte transformer integrerer relatert utstyr innenfor fullt lukkede kabinetter, men de fleste mangler integrert design og testing. På grunn av kabinettet—noen ganger flere lag—blir varmeavgielsen fra utstyret påvirket. I tillegg er det vanskelig å bestemme graden av nedgradering av utstyret på en rimelig måte, noe som kan føre til at internt utstyr overhetes. Statens kraftselskap krever i sine anbudsdokumenter for forhåndsmonterte transformer at driftstemperaturen for alt utstyr, inkludert transformatorer og høy/lavspenningsapparater, ikke må overstige deres maksimale tillatte temperaturer. Dette krever online-temperatur-overvåking. For øyeblikket monterer forhåndsmonterte transformer generelt bare overvåking av transformatoroljetemperatur og automatisk slår pustefaner på/av basert på temperaturendringer. På grunn av mangel på matchende produkter, er temperatur-overvåking ikke implementert som foreskrevet for transformatorutgangskontakter, lavspenningsbrytere og høyspenningsbrytere inn/ut-kontakter.

3.To metoder for online-temperatur-overvåking

Det finnes for øyeblikket to hovedmetoder for online-temperatur-overvåking: berøringfri infrarødt stråling og berøringstype måling ved hjelp av varmesensorer. Berøringfrie infrarøde sensorer påvirkes betydelig av miljøfaktorer som fuktighet, atmosfærtrykk og hindringer; hvis infrarød stråling blokkeres, blir nøyaktig måling umulig, noe som begrenser anvendelsen stor grad. I motsetning til dette er berøringstyper sensorer direkte fastsatt på målepunktet, opplever mindre forstyrrelser fra miljøfaktorer, og muliggjør nøyaktig og rask temperaturdeteksjon.

Mangler ved eksisterende berøringstyper løsninger:
Når termoelementer brukes som sensorer, kreves kaldekontaktkompensasjon fordi referanse (kalde) kontakten ikke kan opprettholdes ved 0°C, spesielt ved måling ved romtemperatur. Hvis måle (varme) og referansekontakter er langt fra hverandre, er spesielle kompenserende kabler også nødvendige.

Når fiberbaserede sensorer brukes, inkludert en sender, mottaker, koblinger og fiber, representerer installeringen og routingen av fiberen betydelige utfordringer. Fiberbaseret signaloverføring klarer ikke lett å oppnå full elektrisk isolasjon mellom høy- og lavpotenssidene. Når senderen er installert på høy-spennings-siden, er problemet med isolasjon til jord fortsatt uløst.

Bruk av motstandssensorer for direkte berøringmåling med trådbasert signaloverføring på høy-potens-siden, kombinert med luftgapisolering og infrarødt-optisk konvertering for å overføre temperatursignaler, er en mulig løsning. Imidlertid, siden infrarød sender og mottaker er utsatt, akkumulerer støv og forurensning over lengre tid, noe som gradvis forringes signaltilliten og målenøyaktigheten—et annet vanskelig problem å løse. I tillegg kreves profesjonell installering og justering på stedet, noe som resulterer i suboptimal brukervenlighet.

4.Hovedtekniske utfordringer for enheter for online-temperatur-overvåking

(1) I lavspenningssystemer er den hovedsakelige tekniske utfordringen å løse problemet med varmeoverføring samtidig som elektrisk isolasjon for temperatursensoren opprettholdes. I høyspenningssystemer er det essensielt å forhindre at høy spenning kommer inn på lavspenningsiden. Siden sensor-elementet er plassert på høy-spennings-enden og overvåkings/behovshandenheten er på lav-spennings-siden, er den sentrale tekniske utfordringen å oppnå pålitelig elektrisk isolasjon mellom høy- og lavspennings-systemer.

(2) Temperatursensoren (inkludert ledene) må møte krav om stabilitet og varmetållighet under høytemperaturforhold. Den må ikke bare takle unormal overoppvarming, men også overleve de kortvarige høye temperaturer som genereres av dynamisk og termisk stress under kortslutningsstrømmer uten skade.

(3) Nøyaktig temperaturmåling krever en metode som eliminerer behovet for kompensasjon, og sikrer målenøyaktighet uten ekstra korreksjon.