安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

 

關鍵詞：變電設備；異常溫升；溫度在線監(jiān)測；報警

 

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

 

1.1全封閉電氣設備的異常溫升

      近年來，油田變電所逐步推廣全封閉電氣設備，即將高壓斷路器、隔離開關、互感器等高壓元件進行組合，裝入金屬封閉柜內(nèi)，如GIS組合電器和KYN系列鎧裝高壓開關柜等。在全封閉電氣設備運行時，如柜體內(nèi)部設備出現(xiàn)局部放電，會引起導體連接處異常溫升，由于發(fā)熱位置隱蔽，運行人員無法及時發(fā)現(xiàn)。這樣易使故障擴大，致使電氣元件擊穿燒毀且波及相鄰設備單元，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行時，長期通過的工作電流產(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超出規(guī)定范圍；當導電回路不正常時，會使電氣材料溫度升高超出規(guī)定范圍，加速動、靜觸頭的氧化，使接觸電阻變大，這樣又使發(fā)熱溫度進一步增加，而使電氣材料的機械性能、物理性能下降。當溫度超過材料的熔點時，將使兩觸頭熔焊，導致斷路器無法實現(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柜均采用小車式斷路器，當手車插頭推入時，如推入時力度不夠或未搖到位，將造成動、靜插頭插入處接觸不良引起過熱，在運行過程中觸頭熔化，會引發(fā)相間短路，導致開關整體燒毀的惡性事故。

 

1.3導體連接處的異常溫升

      變電所的各個電氣設備間的連接主要靠螺絲進行壓接，還有與主母線、分支母線進行連接等多種方式。由于受到電壓等級的限制，需要考慮對地距離的要求，以及連接母線的運行，為此加裝絕緣護套并進行了封閉。這樣就使設備間的連接導線存在架設距地面高、封閉性強等諸多不利于運行的特點，如果連接處的螺絲檢修不到位或長時間運行，在風力等外界因素以及運行過程中電動力的振動引起螺絲松動、氧化，造成母線連接處因接觸電阻過大而出現(xiàn)接點過熱，會引發(fā)全所或整段母線大面積停電的惡性事故。

 

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

 

2.1測溫片

      測溫片的顏色隨被測試點溫度的變化而變化，根據(jù)其顏色即可判斷被測點大致溫度，優(yōu)點是操作簡單，成本低廉；缺點是準確度低、可靠性差（憑個人經(jīng)驗來判斷溫度）。用測溫片測試溫度的方法是將其貼于裸露電氣設備連接點，監(jiān)測其溫度變化，只有在運行人員巡視設備時才能發(fā)現(xiàn)過熱缺陷，存在因設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題。

 

2.2紅外測溫儀

      紅外測溫儀屬于非接觸式測溫，優(yōu)點是測量范圍大，準確度較高，可靠性較好；缺點是設備昂貴，且需大量人力定期巡測，無法實現(xiàn)溫度實時在線監(jiān)測，另外受太陽光的干擾測量誤差大。采用紅外測溫儀對裸露設備連接點進行測溫時，受測量時間以及通過的電流等因素影響，并不能*發(fā)現(xiàn)溫度異常情況，無法做到實時監(jiān)測，且對封閉開關柜內(nèi)的接觸點無法進行測溫。

      以上兩種測溫方式都不能及時、準確地掌握電氣設備運行時各連接點溫度的變化情況，存在局限性。

 

      溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)由溫度傳感器、監(jiān)測裝置以及集中監(jiān)控主機三部分組成。其與被測設備連接方式見圖1。將溫度傳感器安裝在高壓設備的被測點上，一般固定在高壓設備、母線或?qū)w連接點、斷路器觸頭等位置，當高壓設備運行時，溫度傳感器自動從高壓設備上感應出微弱的電量，經(jīng)穩(wěn)壓處理后提供給測量和通信設備；溫度監(jiān)測裝置向溫度傳感器發(fā)射詢問指令脈沖，溫度傳感器接收后返回測量數(shù)據(jù)，監(jiān)測裝置對數(shù)據(jù)進行解碼計算后得出被測點溫度。如果被測點溫度超過預設的報警值，閃光燈將發(fā)出超溫報警信號；監(jiān)測裝置有RS485串行通信口與監(jiān)控計算機相連進行數(shù)據(jù)傳輸，同時可通過GPRS移動通信網(wǎng)或綜合自動化系統(tǒng)將所有監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳集控中心。