2025 Fullständig guide till online temperaturövervakning för elektrisk utrustning: Förbättra underhållseffektivitet och säkerhet

1.Brist med existerande temperaturövervakningsprodukter online
1.1 Temperaturregulator för övervakning av vindings temperatur i torrtransformatorer
I temperaturregulatorerna används platinasensorer. Eftersom de saknar isolering måste sensorn kopplas bort från regulatorn under spänningsmotståndstester. Men överspänning under faktisk drift skadar ofta regulatorn. Dessutom kan sensorernas ledningar inte tåla den 350°C höga temperaturen som krävs för termisk och dynamisk stabilitет при вторичных коротких замыканиях сухих трансформаторов, что часто приводит к перегоранию датчиков.

1.2 Trycktypens resistans termometer för övervakning av oljetemperatur i krafttransformatorer
Denna termometer använder en platinasensor. På grund av dess inbyggda låga resistansvärde påverkas den betydligt av ledningsresistansen. Speciellt ändras kontaktresistansen av flera terminalkopplingar i ledningen med tiden pga oxidation, lossning eller underhåll, och dessa ändringar kan inte kompenseras i temperaturmätningarna. Detta leder till ett vanligt problem med stora avvikelser mellan visad och faktisk oljetemperatur, vilket undergräver tillförlitligheten hos temperaturmätningarna. Dessutom saknas multipunktsovervakning av oljetemperatur, vilket skapar ett akut behov av ersättningsprodukter.

2.Akut efterfrågan på online-temperaturövervakning för kraftutrustning och specifika platser
2.1 Mellanspanningsväxlar
Förutom äldre utrustning har de flesta mellanspanningsväxlar slutna strukturer med skydd mot felaktig manipulation. Under drift kan dörrar eller lock som blockerar infraröd strålning inte öppnas för infraröda inspektioner. Inre ledningsanslutningar och kopplingar kan uppleva ökad kontaktresistans pga elektriska nötningar, mekaniska operationer och kortsluts-elektromagnetiska krafter som orsakar mekanisk vibration, vilket leder till temperaturökning och accelererad oxidation av kontaktytor, vilket potentiellt kan resultera i allvarliga utrustningsfel. De vanligaste fejlplatserna i växlar är dragbara växelkontakter och kabellänkningspunkter vid ingående och utgående linjer.

2.2 Mellanspanningsvindings i torrtransformatorer
Med utvecklingen av kraftutrustning har 110kV högspänningstorrdrastransformatorer och specialiserade torrdrastransformatorer för järnvägsystem dykt upp. Deras sekundärsida är nominerad till 6–10kV, och vissa specialtorrdrastransformatorer har sekundärspänningar över 660V. Tillförlitliga onlineövervakningsprodukter för sekundärvindings temperaturer hos dessa transformatorer saknas fortfarande.

2.3 Lågspänningsuttagsterminaler på pelmonterade transformatorer (fördelnings-transformatorer)
Fördelnings-transformatorer påverkas av utomhusmiljö, och deras sekundärsida saknar ofta skydd, vilket ofta leder till brännor. Statistik visar att överhettning vid uttagsterminaler är den primära orsaken. Artikel 5.1.4 i "Krafttransformatorer Operationsregler" anger att rutininspektioner ska inkludera kontroller av tecken på uppvärmning vid ledningsanslutningar, kabel och busbar. Traditionellt används visuell inspektion, vattnets droppning eller observation av oljelektriskt läcka från bushing för bedömning. På grund av det stora arbetsbeloppet vid inspektioner ignoreras dessa kontroller ofta, vilket leder till plötsliga transformatorfel. När transformatorn upplever allvarlig trefasbelastningsobalans flyter ett överdrivet neutralström genom en undersized neutral uttagsterminal. Om anslutningen är dålig kan den lätt överheta och brinna, vilket skadar många hushållsapplikationer. Därför är online-temperaturövervakning vid dessa punkter akut.

2.4 Färdiga understationer (containrarbaserade understationer)

Hemtillverkade färdiga understationer integrerar relaterad utrustning inom helt slutna behållare, men de flesta saknar integrerad design och test. Pga behållaren—ibland flera lager—påverkas utrustningsuppvärmning. Dessutom är det svårt att rimligt fastställa omfattningen av utrustningsnedtoning, vilket potentiellt kan orsaka att interna enheter överhettas. Statskraft föreskriver i sina färdiga understationsupphandlingsdokument att driftstemperaturen för alla enheter, inklusive transformatorer och hög/lågspänningssätt, får inte överstiga deras maximala tillåtna temperaturer. Detta kräver online-temperaturövervakning. För närvarande övervakar färdiga understationer generellt endast transformatoroljetemperatur och styr automatiskt ventilationfläkten baserat på temperaturförändringar. På grund av brist på matchande produkter genomförs inte temperaturövervakning enligt krav för transformatoruttagskontakter, lågspänningsväxlar och högspänningsväxlars ingång/utgångskontakter.

3.Två metoder för online-temperaturövervakning

Det finns för närvarande två huvudsakliga metoder för online-temperaturövervakning: icke-kontaktinfraröd strålning och kontaktmätning med temperatursensorer. Icke-kontaktinfrarödsensorer påverkas betydligt av miljöfaktorer som fuktighet, atmosfärstryck och hinder; om infraröd strålning blockeras blir noggrann mätning omöjlig, vilket starkt begränsar deras tillämpning. Å andra sidan sitter kontakt-sensorer direkt på mätplatsen, utsätts mindre för störningar från miljöfaktorer och möjliggör noggrann och snabb temperaturdetektion.

Brist på befintliga kontaktlösningar:
När termoelement används som sensorer krävs kallkontakt-kompensation eftersom referens (kall) kontakten inte kan hållas vid 0°C, särskilt vid mätning vid rumstemperatur. Om mät- (varm) och referenskontakterna är långt ifrån varandra behövs också specialkompenserande kabler.

När fiberoptiska sensorer används—incl. en sändare, mottagare, kopplingar och optisk fiber—presenterar installation och ruttning av fibern betydande utmaningar. Fiberbaserad signalöverföring uppnår inte lätt fullständig elektrisk isolering mellan hög- och lågpotentialsidan. När sändaren är installerad på högspänningssidan löses problemet med isolering mot mark ej.

Användandet av resistanssensorer för direktkontaktmätning med trådbunden signalöverföring på högpotentialssidan, kombinerat med luftgapisolering och infraröd-optisk konvertering för att överföra temperaturdata, är en möjlig lösning. Dock eftersom infrarödsändaren och mottagaren är exponerade ackumuleras damm och föroreningar under långtidsdrift, vilket gradvis försämrar signalens tillförlitlighet och mätprecision—ett annat svårt problem att lösa. Dessutom krävs professionell på-platsinstallation och justering, vilket resulterar i underlägsen användarbekvämlighet.

4.Nyckeltekniska utmaningar för online-temperaturövervakningsenheter

(1) I lågspänningssystem är den huvudsakliga tekniska utmaningen att lösa problemet med värmeledning samtidigt som elektrisk isolering bibehålls för temperatursensorn. I högspänningssystem är det avgörande att förhindra att hög spänning når lågspänningssidan. Eftersom sensorelementet placeras på högspänningsslutet och övervaknings-/bearbetningsenheten på lågspänningsslutet är den centrala tekniska frågan att uppnå tillförlitlig elektrisk isolering mellan hög- och lågspänningssystem.

(2) Temperatursensorn (inklusive dess ledningar) måste uppfylla kraven på stabilitet och hittåliggande vid höga temperaturer. Den måste inte bara tåla ovanlig överhettning utan också överleva den kortvariga höga temperaturen som genereras av dynamiska och termiska belastningar under kortslutsströmmar utan skada.

(3) Noggrann temperaturmätning kräver en metod som undanbeder behovet av kompensation, vilket garanterar mätningens precision utan ytterligare korrigering.