Overvåkingsteknologi for åpne/lukkede posisjoner av høyspenningsavkoplingskontakter

I kontekstet av høyhastighetsdrift av kraftsystemer, står åpne- og lukkemekanismene for høyspenningsavkoplingskontakter i understasjoner overfor utfordringer som komplekse driftsprosedyrer, store arbeidsbyrder og lav driftseffektivitet. Med fremgangen i bilderekognisjonsteknologier og sensorinnovasjoner, krever moderne intelligente understasjoner høyere tekniske standarder for overvåking av åpne/lukket posisjon for høyspenningsavkoplingskontakter under infrastrukturutvikling.

Integrasjonen av strøm Internet of Things (IoT) sensorteknologier og trådløs kommunikasjon i strømtiltak har betydelig forbedret automatiseringen og intelligensnivået til høyspenningsavkoplingskontakt-systemer—i samsvar med fremtidige krav til smarte nettverk og understasjonsutvikling. Derfor er det viktig å videre undersøke de sentrale anvendelsesområdene for posisjonsovervåkingsteknologier for høyspenningsavkoplingskontakt-operasjoner basert på deres interne struktur og tekniske egenskaper.

1. Intern struktur av høyspenningsavkoplingskontakter

1.1 Ledende komponenter

Under åpning/lukking-operasjoner er den statiske kontaktterminalen til en høyspenningsavkoplingskontakt hovedsakelig konstruert av kobberplater. To slike kobberplater er forbundet for å danne en kontaktklaff, som roterer rundt et sentralt akse for å muliggjøre statusovervåking. Når den er lukket, fester denne enheten seg sikkert til den statiske kontakt-hodet. En trykkfjær er installert mellom de to kobberplatene for å regulere kontakttrykket mellom den bevegelige og den statiske kontakten.

Under operasjon, når strømmer går i samme retning gjennom begge platene, genereres elektromagnetisk attraksjon mellom dem, som øker kontakttrykket og forbedrer driftsstabiliteten. I tillegg produserer galvaniserte stålplater montert på begge sider av kontaktklaffen merkbar magnetisering under kortslutningsstrømforhold, som genererer gjensidige attraktivkrefter som ytterligere forsterker kontakttrykket og grunnleggende forbedrer mekanisk stabilitet i avkoplingskontaktens åpne/lukket mekanisme.

1.2 Isolerende komponenter

I posisjonsovervåkingssystemet er den bevegelige og den statiske kontakten montert på separate magnetiske støtter—den bevegelige kontakten er fastgjort til en porcelænsisolatorbushing. For å sikre mekanisk stabilitet og elektrisk isolasjon mellom den bevegelige kontakten og metalliske konstruksjoner, brukes en porcelænstrekisolator.

1.3 Basestruktur

Bassenter, typisk konstruert av en stålramme, fungerer som monteringsplattform for porcelænsisolatorer (eller bushinger) og hoveddreveskakta. Den må være riktig jordet. Ettersom høyspenningsavkoplingskontakter mangler buelokkeevne, har de en klart synlig brytpunkt når de er åpne, noe som gjør deres åpne/lukket status visuelt intuitiv.

2. Karakteristika ved teknologi for overvåking av åpne/lukket posisjon

2.1 Bilderekognisjonsteknologi

Bilderekognisjon tilbyr innebygde fordeler i form av visuell intuitivitet og enkel implementering. Imidlertid, på grunn av den store mengden og variasjonen i miljøbildedata i understasjonsoperasjoner, kreves avanserte intelligente gjenkjenningssystemer—spesielt de som involverer behandling av dybdeinformasjon. Understasjonsystemer må nøyaktig identifisere grafiske data fra ulike enheter og trekke ut unike trekk som grunnlag for å bestemme avkoplingskontaktens posisjonsstatus.

2.2 Moderne sensor-teknologier

Moderne overvåkingsmetoder bruker holdningsensorer, optiske sensorer og andre avanserte sensor-enheter for å spore dynamiske endringer i avkoplingskontaktens posisjon under operasjon. Når disse kombineres med tradisjonelle kontaktbaserte deteksjonsmetoder, danner de et “dobbelt-konfirmasjon”-kriterium for posisjonsvurdering—en kritisk faktor for “én-klikk sekvenskontroll”-funksjonaliteten i intelligente understasjoner.

3. Sentrale anvendelsesoverveielser for teknologi for overvåking av avkoplingskontakt-posisjon

Som understasjoner utvikler seg mot større intelligens, har nygenerasjonsposisjons-overvåkingsteknologier for høyspenningsavkoplingskontakter blitt avgjørende for smarte nettverksinfrastrukturer—spesielt for å møte behovet for én-klikk sekvenskontroll. Ingeniører må velge passende overvåkingsteknikker basert på spesifikke systemkonfigurasjoner for å sikre pålitelig ytelse.

3.1 Bilderekognisjonsteknologi

Bilderekognisjon integrerer datavisjon med fuzzy informasjonsbehandling for å trekke ut unike trekk fra visuelle data, og tilfredsstiller ulike brukerbehov i forskjellige situasjoner. I praksis bestemmes posisjonen til en avkoplingskontakt ved å ta bilder av dens åpne/lukket tilstand og anvende intelligente parameterberegninger og bildebehandlingsalgoritmer for å verifisere samsvar med driftsstandarder.

Imidlertid lider denne metoden av relativt lav gjenkjenning-nøyaktighet og høy følsomhet for miljøinterferens (f.eks. lys, støv, vær), som fører til økte implementeringskostnader. For å løse dette, må sanntidsposisjonsdata sendes til sentrale overvåkingsplattformer. Gjeldende applikasjoner inkluderer ofte intelligente inspeksjonsroboter for understasjoner som bruker avanserte beregningsmodeller for å oppnå nøyaktig posisjonsidentifisering.

Videre, for å imøtekomme Kinas kraftnettets krav til fjernkontrollert avkoplingskontakt-verifisering, må bildeovervåkingssystemer være tett integrert med skru-posisjonssignaler. Dette muliggjør nøyaktig statusbestemmelse gjennom en firetrinns prosess: bildeinnsamling, trekksektering, gråtonbehandling og tilstands-gjenkjenning—som kulminerer i dataopplasting til kontrollsentret.

Under drift, ensemble computing methods can optimere lokale driftsdata, selv om langsom systemkonvergens fremdeles er en utfordring. Derfor bør det mekaniske synsbaserte skjæringstillstandsgjenkjenning vedtas sammen med dobbeltterskellogikk og romlig filtrering for å undertrykke støy og forbedre trekning av kjennetegn—dermed forbedre gjenkjennings effektivitet. Imidlertid krever videovervåkingssystemer omfattende, fleromretta dekning; ellers kan ekstern elektromagentisk støy alvorlig svekke overvåkningens pålitelighet.

3.2 Optisk sensor teknologi

Optisk sensoring innebærer installasjon av lasersensorer på den bevegelige kontaktmonteringen. En laseremitter retter et stråle mot en reflektor; når disconnector er i en spesifikk posisjon, mottas det reflekterte signalet av sensoren. Hvis det mottatte optiske signalet overstiger en forhåndsdefinert terskel, reduseres elektriske utgangssignalet deretter—og lar posisjon infereres basert på signalvariasjon.

For å sikre driftskvalitet, kan infrarøde lasersensorer også overvåke temperaturforskjeller over kontakter, støtter utviklingen av intelligente overvåkningssystemer. Ingeniører installerer integrerte oppsett bestående av laseremittere, reflektorer og mottakere for å trådløst sense posisjonen til den bevegelige kontakt-hodet gjennom lysstråleavbrudd.

Realtidsstatus for disconnector må sendes til backend-kontrollsystemer via kommunikasjonsmoduler. Imidlertid krever denne teknologien ekstremt nøyaktig justering av laseremittere, reflektorer og sensorer—som stiller betydelige utfordringer under feltinstallasjon. I tillegg er effektiv overføringsavstand innherent begrenset. Derfor bør ingeniører forfyne eksisterende laser-sensorarkitekturer for å utvikle spesialiserte systemer tilpasset horisontalt roterende disconnectorer.

Ved å analysere variasjoner i det mottatte lasersignalet, kan teknikere pålitelig skille mellom åpen og lukket tilstand. Disconnector-posisjonstilstandene er oppsummert i tabell 1.

Som vist i tabell 1, tilbyr optisk sensor teknologi en overvåkningstilnærming i praktiske anvendelser som er immun mot elektromagnetisk støy, noe som gjør den egnet for et bredt spekter av miljøer og situasjoner. Imidlertid har den merkelige ulemper: relativt lav stabilitet og sikkerhet under systemdeteksjon, evnen til å fullstendig verifisere kontaktkvaliteten når diskoen er i lukket posisjon mangler, og høy følsomhet for dårlige værbetingelser som regn, snø, fuktighet og dårlig sikt—noe som fører til redusert pålitelighet og nøyaktighet.

3.3 Kontaktpunkt deteksjonsteknologi

Kontaktpunktdeteksjonsteknologi bestemmer posisjonen til diskobryteren basert på driftsprinsippet for hjelperekontakter. Det kreves at hjelperekontakter installeres på spesifikke åpne/lukkede posisjoner av diskoen, med den faktiske bryterstatusen sluttført fra engasjementet av disse kontaktpunktene.

Under drift kan hjelperekontakter installeres både i høy- og lavspenningszoner. Når de plasseres i høyspenningsområdet, aktiveres hjelperekontaktene fysisk av mekanisk bevegelse generert av diskoens åpne/lukkeaksjon. Driftsstatusen til disse hjelperekontaktene kontrollerer eller indikerer deretter direkte diskoens åpne eller lukkede posisjon, noe som muliggjør en svært nøyaktig refleksjon av dens sanntidstatus. Etter langvarig drift kan imidlertid mekanisk slitasje og misjustering formindske ytelsen, noe som krever optimalisering og oppgraderinger.

Når de installeres i lavspenningszonen, er systemet avhengig av interne bevegelige komponenter innenfor kontrollkabinettet for å mekanisk utløse hjelperekontaktene, slik at grunnleggende åpne/lukkeoperasjonen blir fullført. Denne metoden involverer flertrinns overføringsmekanismer for å reflektere statusen til kontakthodet. Hvis noen komponent i denne mekaniske kjeden mislykkes eller fungerer feil, kan systemet mislykkes med å nøyaktig representere den sanne driftsstatusen til diskoen.

4. Fremtidige utviklingstrender

For tiden blir forskningen og teknologisk fremdrift i overvåkingssystemer for høyvoltsdiskoers operasjoner i Kina stadig mer omfattende. Likevel er mange inlandsunderstasjoner fremdeles avhengige av tradisjonelle manuelle skruveprosedyrer. Dette tilnærmingen krever at operatører repeterer hver eneste steg på stedet, noe som resulterer i ineffektivitet. Selv for enkle signalavvik må teknikere fysisk reise til lokasjonen. Langvarig avhengighet av manuelle operasjoner øker risikoen for menneskelig feil, oversete operasjoner og treg skruvehastighet.

Med den pågående integreringen og fremgangen i teknologier, inkludert bildegjenkjenning, sensornettverk, laser måling og trykk sensing, har en mangfoldig rekke metoder for å fastslå diskoens posisjon dukket opp. Denne teknologiske konvergens gir nye forskningsretninger og grunnleggende støtte for automatisering og intelligens av smarte høyvoltsdiskoer.

5. Konklusjon

Samlet sett involverer overvåking av åpne/lukkede posisjoner av høyvoltsdiskoer komplekse og varierende driftsprosedyrer. Rutinemessig vedlikehold er fortsatt delvis avhengig av på-stedets manuell inspeksjon for å vurdere sanntidsdriftsforhold, og alle operasjoner må strengt følge etablerte tekniske protokoller. Fremtidig retning ligger i integrering av kunstig intelligens i overvåkingssystemer for til slutt å oppnå intelligent, autonom og pålitelig posisjonsdeteksjon—å banne vei for neste generasjons smarte understasjonsinfrastruktur.