La mejor solución para controlar la temperatura de los cuadros eléctricos

Causas de los fallos de calefacción de la aparamenta y puntos clave de control

La aparamenta de alta tensión, como equipo central del sistema eléctrico, en el proceso de funcionamiento a largo plazo, sus piezas de conexión conductoras son muy fáciles de aflojar los tornillos debido a la vibración mecánica, la oxidación y corrosión de la superficie de contacto, los defectos del proceso de instalación o el funcionamiento a largo plazo con sobrecarga, y el fenómeno del aumento de la resistencia de contacto. Según la ley de Joule, la corriente a través del contacto de alta impedancia producirá un efecto térmico acumulativo. Si no se detecta y trata a tiempo, este aumento oculto de la temperatura acelerará el envejecimiento de los materiales aislantes y, en última instancia, provocará la rotura del aislamiento, un cortocircuito o incluso una grave explosión de la aparamenta.

Para evitar este tipo de accidentes, a continuación se indican las zonas críticas generadoras de calor en las que es necesario controlar la temperatura:

• Contactos del disyuntor:En particular, las superficies de contacto de los contactos de flor de ciruelo y los contactos móviles y estáticos son muy susceptibles a la generación de calor debido al desgaste o a una presión de contacto insuficiente como resultado de las frecuentes operaciones de apertura y cierre.
• Puntos de vuelta de la barra colectora:Los puntos de alta impedancia se aflojan fácilmente en los pernos de conexión de cobre dentro de la sala de barras debido a la dilatación y contracción térmicas y a las microvibraciones.
• Prensaestopas de terminación de cables:Los conectores situados en la sala de cables, muy influidos por el proceso de construcción, son una zona de alto riesgo de fallos por sobrecalentamiento.
• Desconecte los dedos de contacto del interruptor:El funcionamiento prolongado, la fatiga de los muelles de los dedos de contacto o la oxidación de la superficie pueden provocar un aumento anormal de la temperatura.

1. Termometría de fibra óptica fluorescente (recomendada)

Esta es la actual alta presiónSupervisión de aparamentaEs la tecnología más avanzada y estable del mundo. Utiliza la medición del tiempo de posluminiscencia de sustancias fluorescentes de tierras raras como una función de valor único de la temperatura.

Características técnicas:La tecnología es “intrínsecamente segura” en el sentido de que la sonda consiste en una fibra óptica de cuarzo y material fluorescente que está completamente aislada sin ningún componente electrónico. Es intrínsecamente inmune a las interferencias de campos electromagnéticos de alta tensión, resistente a la alta tensión y no necesita pilas ni alimentación inductiva, lo que resuelve fundamentalmente el problema del aislamiento de alta tensión y la compatibilidad electromagnética. Su transmisión de datos se realiza mediante señales ópticas, funciona a largo plazo sin calibración y su esperanza de vida puede alcanzar más de 20 años.

2. Tecnología inalámbrica de medición de temperatura por radiofrecuencia (ZigBee/433 MHz)

La medición inalámbrica de la temperatura fue la primera solución dominante, que transmitía datos a través de señales de radiofrecuencia emitidas por sensores inalámbricos montados en contactos.

Características técnicas:Los sensores son dispositivos electrónicos activos. Suelen tener dos formas de alimentación: alimentación por batería (hay riesgo de ciclo de sustitución y de fuga a alta temperatura) o extracción de potencia inductiva por TC (no puede activarse cuando la corriente del bus es pequeña, y existe una zona muerta de monitorización). Además, la carcasa metálica del armario de distribución tiene un efecto de apantallamiento sobre las señales de radiofrecuencia, lo que puede provocar la pérdida de paquetes o la inestabilidad de la transmisión de datos.

3. Tecnología de medición pasiva de la temperatura mediante ondas acústicas de superficie (SAW)

Mediante el efecto piezoeléctrico, el lector emite ondas de radio que excitan el sensor, que refleja una señal acústica con información sobre la temperatura.

Características técnicas:La “pasivación” del lado del sensor se realiza sin necesidad de baterías. Sin embargo, su principal desventaja es que la distancia de transmisión es extremadamente corta (por lo general, sólo unos pocos metros), y los requisitos de ubicación de la instalación son duros, además de que se bloquea e interfiere fácilmente con la estructura metálica del armario eléctrico. Además, el coste de los lectores con tecnología SAW suele ser elevado.

4. Termometría infrarroja

La temperatura superficial se mide detectando la energía infrarroja radiada por el objeto, que se divide principalmente en sondas infrarrojas en línea y ventanas infrarrojas de medición de temperatura.

Características técnicas:Medición sin contacto. Su principal defecto radica en las limitaciones de “campo de visión”, debe asegurarse de que la sonda y el punto medido de ninguna obstrucción entre. Al mismo tiempo, el funcionamiento a largo plazo de la ceniza de la lente, los cambios en la tasa de oxidación de la superficie de cobre reducirá significativamente la precisión de la medición de la temperatura, la carga de trabajo de mantenimiento.

5. Tecnología de medición de la temperatura mediante rejilla de fibra óptica (FBG)

Las mediciones se realizan utilizando la naturaleza sensible a la temperatura de la longitud de onda de la rejilla de Bragg de la fibra.

Características técnicas:Tiene las ventajas de aislamiento y antiinterferencias de la detección por fibra óptica. Sin embargo, las rejillas de fibra óptica también son muy sensibles al “estrés”. Las vibraciones durante el funcionamiento de los conmutadores o los esfuerzos de flexión durante la instalación pueden provocar fácilmente desviaciones de la longitud de onda, lo que da lugar a falsas lecturas de temperatura (problemas de sensibilidad cruzada), y no son tan buenas como las fibras fluorescentes en términos de resistencia a las vibraciones.

Cuadro comparativo de los resultados globales de los cinco programas de seguimiento

Conclusiones y recomendaciones

Teniendo en cuenta la seguridad en entornos de alta presión, la estabilidad del funcionamiento a largo plazo y el coste del mantenimiento posterior.Termometría de fibra óptica fluorescenteEs la solución óptima para la monitorización de la temperatura de aparamenta en la actualidad. Resuelve perfectamente la contradicción entre las fuertes interferencias electromagnéticas y el aislamiento de alta tensión, y es adecuado para el uso a largo plazo en subestaciones desatendidas.

Si necesita adquirir productos de medición de temperatura por fibra óptica fluorescente de alto rendimiento u obtener soluciones técnicas detalladas, consulte a: Fuzhou Innotonics.