La meilleure solution pour le contrôle de la température des appareillages de connexion

Causes des défauts de chauffage de l'appareillage électrique et principaux points de contrôle

L'appareillage de commutation à haute tension étant l'équipement central du système électrique, dans le processus de fonctionnement à long terme, ses pièces de connexion conductrices sont très faciles à desserrer en raison des vibrations mécaniques, de l'oxydation et de la corrosion de la surface de contact, des défauts du processus d'installation ou du fonctionnement en surcharge à long terme, et du phénomène d'augmentation de la résistance de contact. Selon la loi de Joule, le courant traversant le contact à haute impédance produira un effet thermique cumulatif. Si elle n'est pas détectée et traitée à temps, cette augmentation cachée de la température accélérera le vieillissement des matériaux isolants et conduira finalement à une rupture de l'isolation, à un court-circuit ou même à une explosion grave de l'appareillage de commutation.

Afin d'éviter de tels accidents, voici les zones critiques génératrices de chaleur pour lesquelles un contrôle de la température est nécessaire :

• Contacts du disjoncteur :En particulier, les surfaces de contact des contacts de fleurs de prunier et des contacts mobiles et statiques sont très sensibles à la production de chaleur due à l'usure ou à une pression de contact insuffisante en raison d'opérations d'ouverture et de fermeture fréquentes.
• Points de tour de barre d'arrêt :Les points à haute impédance se desserrent facilement au niveau des boulons de connexion en cuivre à l'intérieur de la salle des jeux de barres en raison de la dilatation et de la contraction thermiques et des micro-vibrations.
• Presse-étoupe de terminaison de câble :Les connecteurs situés dans la salle des câbles, qui sont fortement influencés par le processus de construction, constituent une zone à haut risque pour les défauts de surchauffe.
• Déconnecter les doigts de contact de l'interrupteur :Un fonctionnement prolongé, la fatigue des ressorts des doigts de contact ou l'oxydation de la surface peuvent provoquer une élévation anormale de la température.

1. thermométrie à fibre optique fluorescente (recommandée)

Il s'agit de la haute pression actuelleSurveillance de l'appareillage électriqueIl s'agit de la technologie la plus avancée et la plus stable au monde. Elle utilise la mesure du temps de rémanence des substances fluorescentes à base de terres rares en tant que fonction à valeur unique de la température.

Caractéristiques techniques :La technologie est “intrinsèquement sûre”, car la sonde est constituée d'une fibre optique en quartz et d'un matériau fluorescent complètement isolés, sans aucun composant électronique. Elle est intrinsèquement immunisée contre les interférences des champs électromagnétiques à haute tension, résistante à la haute tension et ne nécessite pas de piles ou d'alimentation inductive, ce qui résout fondamentalement le problème de l'isolation à haute tension et de la compatibilité électromagnétique. La transmission des données s'effectue par signaux optiques, le fonctionnement à long terme sans étalonnage et la durée de vie peuvent atteindre plus de 20 ans.

2. technologie de mesure de la température par radiofréquence sans fil (ZigBee/433 MHz)

La mesure sans fil de la température a été la première solution courante, transmettant les données par des signaux de radiofréquence émis par des capteurs sans fil montés sur des contacts.

Caractéristiques techniques :Les capteurs sont des dispositifs électroniques actifs. Il existe généralement deux modes d'alimentation : l'alimentation par batterie (risque de cycle de remplacement et de fuite à haute température) ou l'extraction d'énergie inductive par TC (elle ne peut être activée lorsque le courant du bus est faible, et il existe une zone morte de surveillance). En outre, la coque métallique de l'armoire de distribution a un effet de blindage sur les signaux de radiofréquence, ce qui peut entraîner une perte de paquets ou une transmission instable des données.

3. technologie de mesure passive de la température par ondes acoustiques de surface (SAW)

Grâce à l'effet piézoélectrique, des ondes radio sont émises par le lecteur pour exciter le capteur, qui renvoie un signal acoustique contenant des informations sur la température.

Caractéristiques techniques :La “passivation” du côté du capteur est réalisée sans nécessiter de piles. Toutefois, son principal inconvénient est que la distance de transmission est extrêmement courte (généralement quelques mètres seulement), que les exigences en matière d'emplacement d'installation sont strictes et qu'elle est facilement bloquée et perturbée par la structure métallique de l'armoire électrique. En outre, le coût des lecteurs à technologie SAW est généralement élevé.

4. thermométrie infrarouge

La température de surface est mesurée en détectant l'énergie infrarouge rayonnée par l'objet. On distingue principalement les sondes infrarouges en ligne et les fenêtres de mesure de la température infrarouge.

Caractéristiques techniques :Mesure sans contact. Son principal défaut réside dans les limites du “champ de vision”, il faut s'assurer que la sonde et le point mesuré ne sont pas obstrués. En même temps, le fonctionnement à long terme de la lentille de cendre, les changements du taux d'oxydation de la surface du cuivre réduiront de manière significative la précision de la mesure de la température, la charge de travail de maintenance.

5. technologie de mesure de la température par réseau de fibres optiques (FBG)

Les mesures sont effectuées en utilisant la nature sensible à la température de la longueur d'onde du réseau de Bragg.

Caractéristiques techniques :Il présente les avantages de l'isolation et de l'antiparasitage de la détection par fibre optique, mais les réseaux de fibres optiques sont également très sensibles aux contraintes. Les vibrations pendant le fonctionnement de l'appareillage de commutation ou les contraintes de flexion pendant l'installation peuvent facilement entraîner une dérive de la longueur d'onde, ce qui fausse les relevés de température (problèmes de sensibilité croisée), et les fibres fluorescentes ne sont pas aussi performantes que les fibres fluorescentes en ce qui concerne la résistance aux vibrations.

Tableau comparatif des performances globales des cinq programmes de surveillance

Conclusions et recommandations

En tenant compte de la sécurité dans un environnement à haute pression, de la stabilité du fonctionnement à long terme et du coût de l'entretien ultérieur.Thermométrie à fibre optique fluorescenteIl s'agit actuellement de la solution optimale pour la surveillance de la température des appareillages de connexion. Il résout parfaitement la contradiction entre les fortes interférences électromagnétiques et l'isolation haute tension, et convient à une utilisation à long terme dans les sous-stations sans surveillance.

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