安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

 

關(guān)鍵詞：變電設(shè)備；異常溫升；溫度在線監(jiān)測(cè)；報(bào)警

 

      由于油田6（10）kV配電線路的供電距離長(zhǎng)、設(shè)備元件多、用電負(fù)荷大，且大多連續(xù)運(yùn)行，這決定了對(duì)線路進(jìn)行供電的變電所的電氣設(shè)備在運(yùn)行中具有負(fù)荷重、電流高等特點(diǎn)。在這樣的條件下，當(dāng)變電設(shè)備發(fā)生連接部位螺絲松動(dòng)、各部分元件接觸不良等情況時(shí)，由于大電流持續(xù)通過(guò)設(shè)備溫度會(huì)異常升高，使電氣設(shè)備材料性能變差，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行維修，就會(huì)因設(shè)備過(guò)熱焊點(diǎn)熔化造成嚴(yán)重的事故。也就是說(shuō)，高壓設(shè)備在故障發(fā)生的同時(shí)會(huì)有溫度明顯升高的特征，因此，在高壓設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中對(duì)其溫度參數(shù)的監(jiān)測(cè)是非常重要的。

 

1.1全封閉電氣設(shè)備的異常溫升

      近年來(lái)，油田變電所逐步推廣全封閉電氣設(shè)備，即將高壓斷路器、隔離開關(guān)、互感器等高壓元件進(jìn)行組合，裝入金屬封閉柜內(nèi)，如GIS組合電器和KYN系列鎧裝高壓開關(guān)柜等。在全封閉電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)，如柜體內(nèi)部設(shè)備出現(xiàn)局部放電，會(huì)引起導(dǎo)體連接處異常溫升，由于發(fā)熱位置隱蔽，運(yùn)行人員無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)。這樣易使故障擴(kuò)大，致使電氣元件擊穿燒毀且波及相鄰設(shè)備單元，造成惡性停電事故。

 

1.2高壓斷路器的異常溫升

      在高壓斷路器正常運(yùn)行時(shí)，長(zhǎng)期通過(guò)的工作電流產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮躘3]，使電氣材料溫度升高但不會(huì)超出規(guī)定范圍；當(dāng)導(dǎo)電回路不正常時(shí)，會(huì)使電氣材料溫度升高超出規(guī)定范圍，加速動(dòng)、靜觸頭的氧化，使接觸電阻變大，這樣又使發(fā)熱溫度進(jìn)一步增加，而使電氣材料的機(jī)械性能、物理性能下降。當(dāng)溫度超過(guò)材料的熔點(diǎn)時(shí)，將使兩觸頭熔焊，導(dǎo)致斷路器無(wú)法實(shí)現(xiàn)開斷的電氣事故。例如：變電所（開閉所）的金屬鎧裝封閉開關(guān)柜均采用小車式斷路器，當(dāng)手車插頭推入時(shí)，如推入時(shí)力度不夠或未搖到位，將造成動(dòng)、靜插頭插入處接觸不良引起過(guò)熱，在運(yùn)行過(guò)程中觸頭熔化，會(huì)引發(fā)相間短路，導(dǎo)致開關(guān)整體燒毀的惡性事故。

 

1.3導(dǎo)體連接處的異常溫升

      變電所的各個(gè)電氣設(shè)備間的連接主要靠螺絲進(jìn)行壓接，還有與主母線、分支母線進(jìn)行連接等多種方式。由于受到電壓等級(jí)的限制，需要考慮對(duì)地距離的要求，以及連接母線的運(yùn)行，為此加裝絕緣護(hù)套并進(jìn)行了封閉。這樣就使設(shè)備間的連接導(dǎo)線存在架設(shè)距地面高、封閉性強(qiáng)等諸多不利于運(yùn)行的特點(diǎn)，如果連接處的螺絲檢修不到位或長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，在風(fēng)力等外界因素以及運(yùn)行過(guò)程中電動(dòng)力的振動(dòng)引起螺絲松動(dòng)、氧化，造成母線連接處因接觸電阻過(guò)大而出現(xiàn)接點(diǎn)過(guò)熱，會(huì)引發(fā)全所或整段母線大面積停電的惡性事故。

 

      對(duì)于電氣設(shè)備在運(yùn)行中存在的異常溫升現(xiàn)象，為防止溫升導(dǎo)致事故，在日常運(yùn)行中，油田變電所大多采用在運(yùn)行設(shè)備上貼測(cè)溫片和紅外測(cè)溫儀的方式定時(shí)巡視檢測(cè)溫度。

 

2.1測(cè)溫片

      測(cè)溫片的顏色隨被測(cè)試點(diǎn)溫度的變化而變化，根據(jù)其顏色即可判斷被測(cè)點(diǎn)大致溫度，優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，成本低廉；缺點(diǎn)是準(zhǔn)確度低、可靠性差（憑個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷溫度）。用測(cè)溫片測(cè)試溫度的方法是將其貼于裸露電氣設(shè)備連接點(diǎn)，監(jiān)測(cè)其溫度變化，只有在運(yùn)行人員巡視設(shè)備時(shí)才能發(fā)現(xiàn)過(guò)熱缺陷，存在因設(shè)備較高不便于觀察以及受產(chǎn)品有效期限制需定期更換等問(wèn)題。

 

2.2紅外測(cè)溫儀

      紅外測(cè)溫儀屬于非接觸式測(cè)溫，優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量范圍大，準(zhǔn)確度較高，可靠性較好；缺點(diǎn)是設(shè)備昂貴，且需大量人力定期巡測(cè)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)溫度實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，另外受太陽(yáng)光的干擾測(cè)量誤差大。采用紅外測(cè)溫儀對(duì)裸露設(shè)備連接點(diǎn)進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，受測(cè)量時(shí)間以及通過(guò)的電流等因素影響，并不能*發(fā)現(xiàn)溫度異常情況，無(wú)法做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，且對(duì)封閉開關(guān)柜內(nèi)的接觸點(diǎn)無(wú)法進(jìn)行測(cè)溫。

      以上兩種測(cè)溫方式都不能及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)各連接點(diǎn)溫度的變化情況，存在局限性。

 

      溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由溫度傳感器、監(jiān)測(cè)裝置以及集中監(jiān)控主機(jī)三部分組成。其與被測(cè)設(shè)備連接方式見圖1。將溫度傳感器安裝在高壓設(shè)備的被測(cè)點(diǎn)上，一般固定在高壓設(shè)備、母線或?qū)w連接點(diǎn)、斷路器觸頭等位置，當(dāng)高壓設(shè)備運(yùn)行時(shí)，溫度傳感器自動(dòng)從高壓設(shè)備上感應(yīng)出微弱的電量，經(jīng)穩(wěn)壓處理后提供給測(cè)量和通信設(shè)備；溫度監(jiān)測(cè)裝置向溫度傳感器發(fā)射詢問(wèn)指令脈沖，溫度傳感器接收后返回測(cè)量數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)裝置對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼計(jì)算后得出被測(cè)點(diǎn)溫度。如果被測(cè)點(diǎn)溫度超過(guò)預(yù)設(shè)的報(bào)警值，閃光燈將發(fā)出超溫報(bào)警信號(hào)；監(jiān)測(cè)裝置有RS485串行通信口與監(jiān)控計(jì)算機(jī)相連進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)可通過(guò)GPRS移動(dòng)通信網(wǎng)或綜合自動(dòng)化系統(tǒng)將所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳集控中心。