A melhor solução para o monitoramento da temperatura do painel de distribuição

Causas de falhas no aquecimento do painel de distribuição e principais pontos de monitoramento

O painel de distribuição de alta tensão, como equipamento central do sistema de energia, no processo de operação de longo prazo, suas peças de conexão condutiva podem facilmente soltar parafusos devido à vibração mecânica, oxidação e corrosão da superfície de contato, defeitos no processo de instalação ou operação de sobrecarga de longo prazo e o fenômeno de aumento da resistência de contato. De acordo com a lei de Joule, a corrente que passa pelo contato de alta impedância produzirá um efeito térmico cumulativo. Se não for detectado e tratado a tempo, esse aumento oculto de temperatura acelerará o envelhecimento dos materiais isolantes e, por fim, levará à ruptura do isolamento, a um curto-circuito ou até mesmo a uma grave explosão do painel de distribuição.

Para evitar esses acidentes, as áreas críticas de geração de calor em que o monitoramento da temperatura é necessário são as seguintes:

• Contatos do disjuntor:Em particular, as superfícies de contato dos contatos em forma de flor de ameixa e dos contatos móveis e estáticos são muito suscetíveis à geração de calor devido ao desgaste ou à pressão de contato insuficiente resultante de operações frequentes de abertura e fechamento.
• Pontos de volta do barramento:Os pontos de alta impedância são facilmente soltos nos parafusos de conexão de cobre dentro da sala do barramento devido à expansão e contração térmica e à microvibração.
• Prensas de terminação de cabos:Os conectores localizados na sala de cabos, que são fortemente influenciados pelo processo de construção, são uma área de alto risco para falhas de superaquecimento.
• Desconecte os dedos de contato da chave:A operação prolongada, a fadiga das molas dos dedos de contato ou a oxidação da superfície podem causar um aumento anormal da temperatura.

1. termometria de fibra óptica fluorescente (recomendada)

Essa é a atual alta pressãoMonitoramento do painel de distribuiçãoÉ a tecnologia mais avançada e estável do mundo. Ela utiliza a medição do tempo de pós-brilho de substâncias fluorescentes de terras raras como uma função de valor único da temperatura.

Características técnicas:A tecnologia é “intrinsecamente segura”, pois a sonda consiste em uma fibra óptica de quartzo e um material fluorescente totalmente isolado, sem nenhum componente eletrônico. É inerentemente imune à interferência do campo eletromagnético de alta tensão, resistente à alta tensão e não requer baterias ou fonte de alimentação indutiva, o que resolve fundamentalmente o problema de isolamento de alta tensão e compatibilidade eletromagnética. Sua transmissão de dados é realizada por sinais ópticos, operação de longo prazo sem calibração e sua expectativa de vida útil pode chegar a mais de 20 anos.

2. tecnologia de medição de temperatura por radiofrequência sem fio (ZigBee/433 MHz)

A medição de temperatura sem fio foi a primeira solução convencional, transmitindo dados por meio de sinais de radiofrequência emitidos por sensores sem fio montados em contatos.

Características técnicas:Os sensores são dispositivos eletrônicos ativos. Normalmente, há duas formas de fornecimento de energia: energia da bateria (há risco de ciclo de substituição e vazamento em alta temperatura) ou extração de energia indutiva do CT (não pode ser ativada quando a corrente do barramento é pequena e há uma zona morta de monitoramento). Além disso, o invólucro de metal do gabinete do painel de distribuição tem um efeito de blindagem nos sinais de radiofrequência, o que pode levar à perda de pacotes ou à transmissão instável de dados.

3. tecnologia de medição passiva de temperatura por ondas acústicas de superfície (SAW)

Usando o efeito piezoelétrico, ondas de rádio são emitidas pelo leitor para excitar o sensor, que reflete um sinal acústico com informações sobre a temperatura.

Características técnicas:A “passivação” do lado do sensor é realizada sem a necessidade de baterias. No entanto, sua principal desvantagem é que a distância de transmissão é extremamente curta (geralmente apenas alguns metros) e os requisitos do local de instalação são rigorosos, além de ser facilmente bloqueada e sofrer interferência da estrutura metálica do gabinete do painel de distribuição. Além disso, o custo dos leitores com tecnologia SAW é geralmente alto.

4. termometria de infravermelho

A temperatura da superfície é medida por meio da detecção da energia infravermelha irradiada pelo objeto, que é dividida principalmente em sondas infravermelhas em linha e janelas de medição de temperatura infravermelha.

Características técnicas:Medição sem contato. Seu principal defeito está nas limitações do “campo de visão”, que deve garantir que a sonda e o ponto medido não tenham nenhuma obstrução entre eles. Ao mesmo tempo, a operação de longo prazo das cinzas da lente, as mudanças na taxa de oxidação da superfície do cobre reduzirão significativamente a precisão da medição de temperatura e a carga de trabalho de manutenção.

5. tecnologia de medição de temperatura de grade de fibra óptica (FBG)

As medições são feitas usando a natureza sensível à temperatura do comprimento de onda da grade de Bragg da fibra.

Características técnicas:Ele tem as vantagens de isolamento e anti-interferência do sensoriamento por fibra óptica. No entanto, as grades de fibra óptica também são muito sensíveis ao “estresse”: a vibração durante a operação do painel ou as tensões de flexão durante a instalação podem facilmente levar ao desvio do comprimento de onda, resultando em falsas leituras de temperatura (problemas de sensibilidade cruzada), e não são tão boas quanto as fibras fluorescentes em termos de resistência à vibração.

Tabela de comparação do desempenho geral dos cinco programas de monitoramento

Conclusões e recomendações

Considerando a segurança em ambiente de alta pressão, a estabilidade da operação de longo prazo e o custo da manutenção posterior.Termometria de fibra óptica fluorescenteAtualmente, é a solução ideal para o monitoramento da temperatura do painel de distribuição. Ele resolve perfeitamente a contradição entre a forte interferência eletromagnética e o isolamento de alta tensão, e é adequado para uso a longo prazo em subestações sem supervisão.

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