schaltanlageOnline-Überwachungssysteme —— Lösung zur Zustandsüberwachung und Fehlerfrühwarnung für temperaturgesteuerte Teilentladungs-Lichtbogen-Leistungsschalter
Online-Überwachungssystem für SchaltanlagenUmfassende Überwachung aller Parameter, darunter Temperatur, Teilentladungen, Lichtbogen, Auslösecharakteristik und Vakuumgrad von Leistungsschaltern sowie Leckstrom von Blitzableitern, wird durch Sensoren und intelligente Algorithmen in den Schaltanlagen realisiert.staatliche Unterstützungzusammen mitFrühzeitige Warnung vor Fehlfunktionen… und findet breite Anwendung in Umspannwerken, Kraftwerken, Anlagen für erneuerbare Energien sowie in den Stromverteilungssystemen von Industrieunternehmen.
Was ist die Online-Überwachung von Schaltanlagen?
Online-Überwachungssystem für SchaltanlagenEs handelt sich um ein Überwachungssystem, das mithilfe von Sensoren für Temperatur, Teilentladungen, Lichtbögen und die Auslösecharakteristik von Leistungsschaltern, die an kritischen Stellen in Hoch- und Mittelspannungsschaltanlagen installiert sind, in Verbindung mit Datenerfassungseinheiten und intelligenten Algorithmen den Betriebszustand der Schaltanlagen rund um die Uhr ununterbrochen erfasst, überträgt und analysiert.
Im Gegensatz zu herkömmlichen manuellen regelmäßigen Inspektionen und Offline-Tests ist dieses System in der Lage, potenzielle Gefahren wie Erwärmung der Kontakte, Isolationsentladungen und mechanischen Verschleiß der Leistungsschalter in Echtzeit zu erfassen und bereits im Anfangsstadium einer Störung eine Frühwarnung auszugeben. Damit ermöglicht es Umspannwerken, Kraftwerken, Anlagen für erneuerbare Energien und Industrieunternehmen die Realisierung von Schaltanlagenstaatliche Unterstützung, ein zentrales Instrument zur Gewährleistung des sicheren und stabilen Betriebs des Stromverteilungssystems.
- 24-Stunden-Online-Erfassung ohne Unterbrechung, Frühwarnung bereits im Anfangsstadium von Störungen, Vermeidung ungeplanter Stromausfälle
- Installation ohne Stromausfall, keine häufigen manuellen Inspektionen – dadurch werden die Personal- und Zeitkosten für Betrieb und Wartung erheblich gesenkt
- Analyse durch die Fusion mehrerer Datenparameter zur präzisen Unterscheidung von Fehlerarten wie Überhitzung, Entladung und mechanischem Verschleiß
- Unterstützt die zentrale Fernüberwachung und die Nachverfolgung von Trends in historischen Daten und hilft so bei Entscheidungen zur zustandsorientierten Instandhaltung
- Lässt sich an die Automatisierungsplattform für Verteilernetze anbinden, wodurch Daten nahtlos mit bestehenden Systemen ausgetauscht werden können
Warum ist eine Online-Überwachung von Schaltanlagen erforderlich?
Schaltanlagen sind das Herzstück von Stromverteilungssystemen. Potenzielle Gefahren wie lockere Kontakte, alternde Isolierung oder klemmende Mechanismen der Leistungsschalter lassen sich durch äußerliche Inspektionen oft nicht rechtzeitig erkennen. Sobald es zu einem Lichtbogenfehler kommt, können innerhalb von 10 Millisekunden Temperaturen von mehreren tausend Grad und starke Druckwellen entstehen, die Kernkomponenten wie Sammelschienen und elektrische Knotenpunkte zerstören und sogar die Sicherheit des Betriebs- und Wartungspersonals gefährden.
Herkömmliche Überstromschutzvorrichtungen haben eine Reaktionszeit von mehr als 100 Millisekunden, sodass es schwierig ist, den Stromkreis rechtzeitig zu unterbrechen, bevor sich ein Lichtbogenfehler ausbreitet; regelmäßige Offline-Prüfungen finden in langen Abständen statt und haben eine begrenzte Reichweite, sodass sie den Echtzeitstatus der Anlage nicht widerspiegeln können.Online-Überwachungssystem für SchaltanlagenDurch kontinuierliche, in Echtzeit erfolgende und mehrdimensionale Datenerfassung sowie intelligente Diagnose wird das Betriebs- und Wartungsmodell von "nachträglicher Reparatur" auf "vorbeugende Maßnahmen" umgestellt, wodurch das Risiko ungeplanter Stromausfälle und Sicherheitsvorfälle wirksam verringert wird.
- Eine Überhitzung von Kontakten, Sammelschienen und Kabelverbindungen kann leicht zu einer Alterung der Isolierung und sogar zu Brandgefahr führen.
- Die langfristige Anhäufung von Teilentladungen kann zu einem Durchschlag der Isolierung und zum Ausfall der Anlage führen.
- Lichtbogenfehler treten innerhalb von 10 Millisekunden auf, herkömmliche Schutzvorrichtungen reagieren mit Verzögerung
- Ein Klemmen des Schaltmechanismus und der Verschleiß der Kontakte können leicht zu Ausfällen oder Fehlauslösungen führen.
- Regelmäßige manuelle Inspektionen sind kostspielig, bieten nur eine begrenzte Abdeckung und machen es schwierig, potenzielle Gefahren im Frühstadium rechtzeitig zu erkennen.
Welche Parameter werden bei der Online-Überwachung von Schaltanlagen hauptsächlich überwacht?
Das Online-Überwachungssystem für Schaltanlagen deckt sechs Hauptkategorien von Schlüsselparametern ab, darunter Temperatur, Teilentladungen, Lichtbogen, Auslösecharakteristik der Leistungsschalter, Ableitstrom der Blitzableiter sowie Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Schaltkasten, und lässt sich je nach den Anforderungen vor Ort flexibel zusammenstellen.
- Temperaturparameter: Temperaturen an kritischen Wärmequellen wie Kontakten, Sammelschienen, Kabelverbindungen usw.
- Teilentladungen: Ultraschall, Ultrahochfrequenz, Erdspannung, Impulsstromsignale
- Lichtbogen-Signal: Plötzliche Änderung der Lichtintensität im Schrank, extrem schnelle Reaktion im Bereich von 10 Millisekunden
- Auslösecharakteristik des Leistungsschalters: Schaltzeit, Geschwindigkeit, Hub, Prellung, Vakuumgrad
- Zustand des Überspannungsableiters: Größe des Ableitstroms, Anzahl der Entladungen
- Umgebungsparameter: Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Schrank, Kondensationsrisiko
An welchen Stellen erfolgt bei der Online-Temperaturüberwachung von Schaltanlagen hauptsächlich die Überwachung?
Temperaturabweichungen sind das häufigste Frühwarnzeichen für Störungen an Schaltanlagen. Die Überwachungspunkte müssen die folgenden wichtigen Wärmequellen abdecken:
- Bewegliche Kontakte und feste Kontakte (Schieberkontakte) eines Leistungsschalters
- An den Sammelschienenverbindungen und an den Überlappungsschrauben
- Kabelverbindungen, Ein- und Ausgangsanschlüsse
- Trennschalter, Erdungsschalterkontakte
- Kabelendverschlüsse für Ringnetzschränke
In Verbindung mit der Produktauswahl: Für die Temperaturmessung an einzelnen Stellen im Schrank können batterielose und wartungsfreie Geräte verwendet werden. Passives RFID-Temperaturmessgerät(Ein einzelnes Gerät unterstützt 12 Temperaturmesspunkte); für die zentrale Temperaturmessung in großen Schalt- bzw. Verteilerräumen kann dieses Gerät verwendet werden Online-Überwachungssystem für die Temperatur des Induktionsabnehmers(Kontaktlose induktive Stromversorgung; an einen einzelnen Host können bis zu 240 Sensoren angeschlossen werden).
Wie lassen sich Teilentladungen in Schaltanlagen online überwachen?
Online-Überwachungssystem für die Teilentladung von SchaltanlagenUnter Verwendung verschiedener Sensorprinzipien wie Ultraschall, Ultrahochfrequenz (UHF), Erdspannung und Impulsstrom werden die Sensoren dezentral in Schlüsselbereichen wie Sammelschienenräumen, Leistungsschalterräumen und Kabelräumen installiert, wodurch eine Rund-um-die-Uhr-Überwachung ohne Stromunterbrechung ermöglicht wird. Die vom System erfassten schwachen Entladungssignale werden vom zentralen Anzeigegerät zusammengefasst und an das Hintergrunddiagnose- und Analysesystem zur eingehenden Analyse weitergeleitet, um den Ort und den Schweregrad der Entladung präzise zu bestimmen und so eine wissenschaftliche Grundlage für die Wartung und Instandhaltung der Anlagen zu schaffen.
- Ultraschall-Messfrequenzbereich: 20 kHz bis 1000 kHz
- UHF-Messbereich: 300 MHz bis 3000 MHz
- Empfindlichkeit der Impulsstromüberwachung: ≤ 5 pC
- Kommunikationsschnittstellen: RS485, Funk
Wie lassen sich Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Kondenswasserbildung in Schaltschränken überwachen?
Eine zu hohe Luftfeuchtigkeit oder zu große Temperaturunterschiede im Schaltkasten können leicht zu Kondenswasserbildung führen, was wiederum zu Überschlägen an der Isolationsoberfläche, Teilentladungen oder sogar zum Durchschlagen der Isolation führen kann. Das Online-Überwachungssystem für Schaltanlagen verfügt in der Regel über in das integrierte Überwachungsgerät eingebaute Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren, die in Echtzeit Daten zur Temperatur und relativen Luftfeuchtigkeit im Schaltkasten erfassen und diese synchron auf der HMI-Oberfläche des Überwachungsrechners anzeigen; Wenn die Luftfeuchtigkeit einen festgelegten Schwellenwert überschreitet oder die Gefahr von Kondenswasserbildung besteht, löst das System automatisch einen akustischen und optischen Alarm aus und kann zudem die Entfeuchtungsvorrichtung sowie die Heizung im Schaltkasten automatisch ein- und ausschalten, um durch Kondenswasser verursachte Isolationsfehler zu verhindern. Für Anwendungen, die eine unabhängige Temperatur- und Feuchtigkeitsregelung erfordern, sind optional auch Temperatur- und Feuchtigkeitsregler Unabhängige Konfiguration der Entfeuchtungs- und Heizstrategien im Schaltschrank.
Wie werden die Leistungsschalter und der elektrische Zustand in Schaltanlagen überwacht?
Der Leistungsschalter ist das Kernbauteil eines Schaltschranks für das Ein- und Ausschalten; sein Vakuumgrad, seine Auslösecharakteristik und der Zustand des Blitzableiters haben direkten Einfluss darauf, ob die Anlage zuverlässig funktioniert.Online-Überwachungsgerät für den Vakuumgrad von Leistungsschaltern in SchaltanlagenDurch hochpräzise Sensor- und Signalverarbeitungstechnologien wird der Vakuumgrad in der Lichtbogenlöschkammer des Vakuum-Leistungsschalters kontinuierlich überwacht;Online-Überwachungssystem für die Bewegungsmerkmale von Leistungsschaltern in SchaltanlagenErfasst in Echtzeit Parameter wie Schaltzeiten, Geschwindigkeit, Hub und Prellung, ohne dass eine Stromunterbrechung erforderlich ist, und warnt frühzeitig vor Mechanikblockaden und Kontaktverschleiß;Online-Überwachungsgerät für Schaltgeräte-AbleiterDadurch werden die Ableitströme der Überspannungsableiter in Echtzeit überwacht und deren Zustand bewertet; diese drei Komponenten bilden gemeinsam das System zur Überwachung der elektrischen Sicherheit der Schaltanlagen.
Aus welchen Geräten besteht das Online-Überwachungssystem für Schaltanlagen?
Ein vollständiges Online-Überwachungssystem für Schaltanlagen besteht in der Regel aus vier Hauptkomponenten: Temperaturüberwachung, Überwachung von Teilentladungen und Lichtbögen, Überwachungsvorrichtungen für Leistungsschalter und elektrische Sicherheit sowie einer integrierten Überwachungsplattform. Diese Komponenten lassen sich je nach den Anforderungen vor Ort flexibel auswählen und kombinieren.
Gerät zur Online-Temperaturüberwachung von Schaltanlagen
Die Temperaturüberwachung an kritischen Stellen wie Schaltkontakten, Sammelschienen und Kabelverbindungen bildet die Grundlage für die Zustandsüberwachung von Schaltanlagen. Je nach Schaltanlagentyp können passive Funk- oder induktive Stromabnahmelösungen gewählt werden.
Passive Funktechnologie, batterielos und wartungsfrei, ein Gerät unterstützt 12 Messpunkte, Messgenauigkeit ±1 °C, Messbereich -25 °C bis 125 °C, Schutzklasse IP65, Lebensdauer des Sensors über 10 Jahre.
Modell IN-302G, berührungslose induktive Stromversorgung, Temperaturmessgenauigkeit ±0,1 °C, Messbereich -20 °C bis 120 °C, Anschluss von bis zu 240 Sensoren an eine zentrale Steuereinheit.
Gerät zur Online-Überwachung von Teilentladungen und Lichtbögen in Schaltanlagen
Mithilfe verschiedener Sensortechnologien wie Ultraschall, Ultrahochfrequenz, Erdspannung, Impulsstrom und plötzliche Änderungen der Lichtintensität werden Signale von Isolationsfehlern und Lichtbogenfehlern erfasst, wodurch eine extrem schnelle Reaktion im Millisekundenbereich ermöglicht wird.
Typ IN-202K, Multisensor-Fusion aus Ultraschall, VHF, Erdspannung und Impulsstrom, Empfindlichkeit bei der Impulsstromüberwachung ≤ 5 pC, Rund-um-die-Uhr-Überwachung von Isolationsfehlern.
Typ IN-607, Auslösezeit bei einem Kriterium ≤ 10 ms, bei zwei Kriterien ≤ 20 ms, einstellbarer Schwellenwert für Lichtbogen von 5 klx bis 20 klx, extrem schnelle Unterbrechung des Fehlerkreises.
Leistungsschalter in Schaltanlagen und elektrische Sicherheitsüberwachungsvorrichtungen
Überwachung wichtiger elektrischer und mechanischer Parameter wie des Vakuumgrades und der Auslösecharakteristik von Leistungsschaltern sowie des Leckstroms von Blitzableitern, um versteckte Fehler wie Vakuumverlust, Festfressen des Mechanismus oder Alterung der Blitzableiter rechtzeitig zu erkennen.
Typ IN-301: Kontinuierliche Überwachung des Vakuumgehalts in der Lichtbogenkammer eines Vakuum-Leistungsschalters, Signalausgabe über RS-485/Modbus-RTU, geeignet für Umgebungstemperaturen von -40 °C bis +70 °C.
Typ IN-309K: Erfasst in Echtzeit und ohne Stromunterbrechung Parameter wie Schaltzeiten, Geschwindigkeit, Hub und Prellverhalten; Strommessgenauigkeit 0,11 TP3T; maximale Abtastrate 10 K.
Typ IN-205K: Überwachung des Ableitstroms von Überspannungsableitern, Messbereich 0,1 mA bis 1000 mA, Genauigkeit ±30 μA, unterstützt Fernzugriff und Diagnoseanalysen im Hintergrund.
Umfassende Online-Überwachungsplattform für Schaltanlagen
Durch die Zusammenführung von Daten aus verschiedenen Geräten und Parametern wird über eine visuelle Benutzeroberfläche und eine Cloud-Plattform eine Zustandsbewertung über den gesamten Lebenszyklus von Schaltanlagen ermöglicht; das System eignet sich für große Umspannwerke und digitale Betriebs- und Wartungsszenarien.
Durch die Integration von intelligenten Leistungsschaltern, einer HMI-Schnittstelle, intelligenten Sensoren und einer zentralen Steuerung werden die Erfassung elektrischer Parameter, die Überwachung von Teilentladungen, Temperaturen und mechanischen Eigenschaften sowie die Fernsteuerung ermöglicht.
Für welche Anwendungsfälle eignet sich das Online-Überwachungssystem für Schaltanlagen?
- Hoch- und Mittelspannungsschaltanlagen, Sammelschienen- und Ein- und Ausgangsschaltanlagen in Umspannwerken
- Schaltanlagen für den Eigenbedarf von Kraftwerken und in Umspannwerken
- Umspannwerke und Container-Umspannwerke für Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien (Photovoltaik, Windkraft)
- Eigene Kraftwerke von Industrieunternehmen, Hochspannungs-Schaltanlagen
- Ringverteilerschränke für städtische Verteilernetze, unbemannte Verteilerstationen
Wie wählt man ein Online-Überwachungssystem für Schaltschränke aus?
Je nach Spannungsstufe, Schrankbauweise und Betriebs- und Wartungsanforderungen liegen unterschiedliche Schwerpunkte bei der Überwachung. Nachfolgend finden Sie eine Übersicht über gängige Szenarien und empfohlene Überwachungsaspekte:
| Anwendungsszenario | Empfohlene Überwachungsdimensionen | Schwerpunkte |
|---|---|---|
| Mittel- und Niederspannungs-Schaltanlagen (0,4 kV bis 35 kV) | Temperaturüberwachung (drahtlos/induktive Stromversorgung) | Warnmeldung bei Überhitzung von Kontakten/Sammelschienen |
| Hochspannungsschaltanlagen / Sammelschienenanlagen | Teilentladungen + Temperaturüberwachung | Alterung der Isolierung, Gefahr von Entladungen |
| Vakuum-Leistungsschalter-Schaltanlage | Vakuumüberwachung + Überwachung der Betriebskennlinien | Ausfall/Fehlauslösung, Verschlechterung des Vakuums |
| Stellplätze für Blitzableiterschränke | Überwachung des Ableitstroms von Überspannungsableitern | Alterung und Ausfall von Überspannungsableitern |
| 110-kV- und höhere Abzweig-/Sammelschienen-Schaltanlagen | Lichtbogenüberwachung + verknüpfter Überstromschutz | Blitzschnelle Abschaltung bei Lichtbogenfehlern |
| Tankstellen für neue Energien / Unbemannte Tankstellen | Integriertes Online-Überwachungssystem + Fernzugriffsplattform | Fernwartung und -betrieb, Frühwarnung bei Störungen |
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