安科瑞 陳聰

摘要:由于一般電氣接點(diǎn)測(cè)溫方法存在需人工干預(yù)、準(zhǔn)確度不高、不能實(shí)時(shí)監(jiān)控等弊端，聯(lián)合特鋼公司應(yīng)用無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)對(duì)各個(gè)電氣接點(diǎn)進(jìn)行全天24h實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，大幅度降低現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備巡查的工作量，對(duì)安全狀況進(jìn)行提前預(yù)警，通過(guò)后臺(tái)計(jì)算機(jī)輕松實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守及故障查找，避免因發(fā)現(xiàn)故障不及時(shí)造成事故擴(kuò)大。根據(jù)歷史數(shù)據(jù)對(duì)溫度的變化進(jìn)行分析，提前進(jìn)行檢修、維護(hù)設(shè)備，保證了聯(lián)合特鋼公司供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性，實(shí)現(xiàn)了電力設(shè)備長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞:電氣接點(diǎn)；電力故障；無(wú)線測(cè)溫

0引言

電力系統(tǒng)是工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，為適應(yīng)工業(yè)的迅猛發(fā)展，電網(wǎng)輸送電壓及容量不斷變大，對(duì)電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性要求也越來(lái)越高。由于電纜接頭、開(kāi)關(guān)觸頭等電氣接點(diǎn)電阻過(guò)大、接頭質(zhì)量不過(guò)關(guān)、銜接不緊、物理老化等問(wèn)題引發(fā)的電力故障的情況時(shí)有發(fā)生。電網(wǎng)系統(tǒng)故障往往會(huì)給用電設(shè)備帶來(lái)不可逆?zhèn)?，造成重大?jīng)濟(jì)損失。監(jiān)控電氣接點(diǎn)的溫度變化，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)接點(diǎn)溫度超標(biāo)的情況，有效避免大部分電力事故的發(fā)生，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。電氣接點(diǎn)溫度檢測(cè)多采用紅外測(cè)溫、光纖測(cè)溫、感溫發(fā)光材料測(cè)溫、熱電偶測(cè)溫等方式，但都需要配合人工巡檢，受環(huán)境因素影響大，測(cè)量不*確，測(cè)量結(jié)果具有滯后性，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，存在很多弊端。如何方便、準(zhǔn)確、及時(shí)檢測(cè)各種環(huán)境下電氣接點(diǎn)的溫度已成為保障電力系統(tǒng)安全的重要課題。

1電氣接點(diǎn)測(cè)溫問(wèn)題分析

1.1導(dǎo)致供電故障的原因

引發(fā)供電故障的原因諸多，比如風(fēng)雨雷電等自然環(huán)境影響，風(fēng)箏、旗桿、樹(shù)枝等異物觸碰導(dǎo)致接地、短路等。但主要原因在于電氣系統(tǒng)自身的問(wèn)題，比如電阻過(guò)大、接頭質(zhì)量不過(guò)關(guān)、銜接不緊、物理老化等，導(dǎo)致電纜接頭、開(kāi)關(guān)觸頭等電氣接點(diǎn)過(guò)熱、燒穿。在停送電過(guò)程中，電壓瞬時(shí)變化，電氣接點(diǎn)也非常容易出現(xiàn)問(wèn)題。

1.2電氣接點(diǎn)測(cè)溫的重要性

電纜接頭、開(kāi)關(guān)觸頭的質(zhì)量是否存在問(wèn)題，是否發(fā)生老化、損壞，都應(yīng)在運(yùn)行過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)，如果在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)溫，發(fā)現(xiàn)溫度異常后及時(shí)處理排除事故隱患，可以有效降低電力設(shè)備事故發(fā)生的概率。

1.3電氣接點(diǎn)測(cè)溫難點(diǎn)

一個(gè)變電站至少有數(shù)千個(gè)電氣接點(diǎn)需要測(cè)溫，其分布比較分散，環(huán)境復(fù)雜，附近還可能有強(qiáng)電磁干擾，很難單純依靠人工進(jìn)行電氣接點(diǎn)測(cè)溫。大多數(shù)檢測(cè)儀器的準(zhǔn)確度、可靠性、測(cè)量范圍等都存在不足，且需要由人工配合，因此亟需找到一種可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)控電氣接點(diǎn)溫度的測(cè)溫方法。

2電氣接點(diǎn)測(cè)溫的方法

2.1紅外線測(cè)溫儀

紅外線測(cè)溫儀利用紅外線輻射原理工作，準(zhǔn)確度高，反應(yīng)時(shí)間短，不需要接觸測(cè)量。但是需要光學(xué)器件及人工干預(yù)、巡查，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，準(zhǔn)確性受氣候、溫度、距離變化影響大，具有局限性。

2.2溫感發(fā)光材料

溫感發(fā)光材料是一種特殊材料，隨著溫度的變化，發(fā)光材料顏色也隨之變化，將其涂布在電氣接點(diǎn)表面，可以大致確定溫度的范圍。這種方法測(cè)出的電氣接點(diǎn)溫度不準(zhǔn)，存在誤差，具有不確定性。

2.3光纖測(cè)溫系統(tǒng)

光纖測(cè)溫系統(tǒng)利用光纖傳感技術(shù)完成測(cè)溫，光纖傳感器以光為載體，通過(guò)光纖傳遞信息，外界環(huán)境因素影響幾乎可以忽略不計(jì)，準(zhǔn)度高，可以實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。但是光纖測(cè)溫系統(tǒng)不能將高壓電器與低壓環(huán)境相隔離，不符合高壓電氣儀表規(guī)范，在高壓電氣接點(diǎn)測(cè)溫過(guò)程中存在安全隱患。

2.4無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)

無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)采用無(wú)線射頻技術(shù)，是一款可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線測(cè)溫的系統(tǒng)，測(cè)溫*確、安全、可靠，不受環(huán)境影響，可用于高、中、低壓電氣接點(diǎn)的檢測(cè)，檢測(cè)范圍廣，檢測(cè)點(diǎn)分配便捷，可以集中收集數(shù)據(jù)，及時(shí)報(bào)警，消除電氣系統(tǒng)安全隱患。可在無(wú)人值守的電站等場(chǎng)所推廣普及，準(zhǔn)度、可靠性、經(jīng)濟(jì)性相比其他方法更為優(yōu)異，受到了廣泛關(guān)注，具備良好的應(yīng)用前景。

3電氣接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的組成及應(yīng)用

3.1概述

電氣接點(diǎn)在線測(cè)溫裝置適用于高低壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開(kāi)關(guān)、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè)，防止在運(yùn)行過(guò)程中因氧化、松動(dòng)、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸電阻過(guò)大而發(fā)熱成為安全隱患，提高設(shè)備安全保障，及時(shí)、持續(xù)、準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，降低設(shè)備事故率。

Acrel-2000T無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)RS485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進(jìn)行通訊，系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開(kāi)放性都得到了較大地提高。該系統(tǒng)具有遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報(bào)警、曲線、棒圖、報(bào)表和用戶(hù)管理功能，可以監(jiān)控?zé)o線測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警響應(yīng)，預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。

3.2應(yīng)用場(chǎng)所

適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、數(shù)據(jù)*心、醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、電廠、煤礦等廠礦企業(yè)、變配電所等電力設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè)。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.4系統(tǒng)功能

測(cè)溫系統(tǒng)主機(jī)Acrel-2000T安裝于值班監(jiān)控室，可以遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)所有開(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行溫度狀態(tài)。系統(tǒng)具有以下主要功能：

1）溫度顯示：顯示配電系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的實(shí)時(shí)值，也可實(shí)現(xiàn)電腦WEB/手機(jī)APP遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)。

2）溫度曲線：查看每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的溫度趨勢(shì)曲線。

3）運(yùn)行報(bào)表：查詢(xún)及打印各測(cè)溫點(diǎn)某個(gè)時(shí)間的溫度數(shù)據(jù)。

4）實(shí)時(shí)告警：系統(tǒng)能夠?qū)Ω鳒y(cè)溫點(diǎn)異常溫度發(fā)出告警。系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)語(yǔ)音報(bào)警功能，能夠?qū)λ惺录l(fā)出語(yǔ)音告警，告警方式有彈窗、語(yǔ)音告警等，還可以短信/APP推送告警消息，及時(shí)提醒值班人員。

5）歷史事件查詢(xún)：能夠溫度越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、事故分析等。

3.5系統(tǒng)硬件配置

溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由設(shè)備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)以及站控層的測(cè)溫系統(tǒng)主機(jī)組成，實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測(cè)。

4電氣接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的應(yīng)用效果

無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)無(wú)需人工巡檢、干預(yù)即可實(shí)現(xiàn)全天24h實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，避免因發(fā)現(xiàn)故障不及時(shí)造成事故擴(kuò)大。采用絕緣安裝，無(wú)任何導(dǎo)線連接，對(duì)在線運(yùn)行設(shè)備無(wú)任何影響。大幅度降低了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備巡查的工作量，并對(duì)安全狀況進(jìn)行提前預(yù)警，并通過(guò)后臺(tái)計(jì)算機(jī)輕松實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守及故障查找。系統(tǒng)采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的形式，無(wú)線信號(hào)匯集到控制室電腦，由電腦實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)溫度點(diǎn)的變化，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高低壓系統(tǒng)的發(fā)熱情況。將以前的被動(dòng)檢修轉(zhuǎn)變成預(yù)判、計(jì)劃?rùn)z修，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)對(duì)溫度的變化進(jìn)行分析，提前進(jìn)行檢修，維護(hù)設(shè)備，保證供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性。

以動(dòng)力廠制氧作業(yè)區(qū)配電室為例，在配電室的發(fā)電上網(wǎng)柜安裝1套無(wú)線測(cè)溫裝置，設(shè)定報(bào)警溫度為50℃。運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)隨著夏季室內(nèi)溫度升高，發(fā)電并網(wǎng)柜無(wú)線測(cè)溫裝置出現(xiàn)了超溫報(bào)警情況。檢修人員立即進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，調(diào)取主控室溫度變化曲線，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)線路、電流情況進(jìn)行排查分析。排查發(fā)現(xiàn)由于電流較大，母線銅牌不能承受長(zhǎng)時(shí)間大電流運(yùn)行，導(dǎo)致240柜靜觸頭溫度超溫，需要更換大容量真空斷路器，保證在夏季滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，線路溫度變化可控，消除超溫隱患。經(jīng)改造后，夏季線路運(yùn)行溫度維持在45℃左右，可以有效預(yù)防斷路器故障及其他安全事故的發(fā)生，保障了制氧作業(yè)區(qū)電力設(shè)備長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

5結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)電氣接點(diǎn)溫度的監(jiān)控可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)接點(diǎn)存在的問(wèn)題，避免大部分電力事故的發(fā)生，維護(hù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定。一般電氣接點(diǎn)測(cè)溫方法存在需人工干預(yù)、準(zhǔn)確度不高、不能實(shí)時(shí)監(jiān)控等弊端。無(wú)線測(cè)溫方法經(jīng)濟(jì)、系統(tǒng)功能齊全、準(zhǔn)確度高、自動(dòng)化程度高，應(yīng)用于聯(lián)合特鋼公司高、中、低壓電氣接點(diǎn)溫度的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了24h實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制，檢測(cè)范圍廣，檢測(cè)點(diǎn)分配便捷，可以集中收集數(shù)據(jù)，及時(shí)報(bào)警，消除電氣系統(tǒng)安全隱患。

參考文獻(xiàn)

[1]徐波，楊帆.高壓開(kāi)關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的研究[J].電測(cè)與儀表，2012，49（10）：91-95.

[2]鞏憲鋒，衣紅鋼，王長(zhǎng)松，等.高壓開(kāi)關(guān)柜隔離觸頭溫度監(jiān)測(cè)研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2006，26（1）：155-158.

[3]馬金柱，王丹.聯(lián)合特鋼公司電氣接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的應(yīng)用與實(shí)踐[J].山西冶金，2024，1：216-217.

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05版