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            智能化高壓電器溫升的在線監測

            2017-07-20 13:50:54

            [智能化高壓電器溫升的在線監測]:1 引言 現在電網容量迅速增長,運行電壓也不斷提高,這就要求高壓電器設備少占空間,向小型化發展。70 年代初誕生了全封閉電器( GIS) ,它將高壓斷路器、隔離開關、互感器等高壓電器元件合理組合,裝入...

            1 引言

            現在電網容量迅速增長,運行電壓也不斷提高,這就要求高壓電器設備少占空間,向小型化發展。70 年代初誕生了全封閉電器( GIS) ,它將高壓斷路器、隔離開關、互感器等高壓電器元件合理組合,裝入金屬封閉殼內,再充入SF6 氣體,現已廣泛用于高壓和超高壓領域。工農業發展和人民生活水平不斷提高,除了需要電能成倍增長,也要求高的供電質量及可靠性。

            為了提高供電可靠性,不但要求高壓電器有高的質量,也要求其在運行時具有自診斷功能,以便管理人員及時發現故障前兆,提前采取防患措施,變“定期檢修”為“按狀態檢修”。例如GIS 在運行時,金屬箱內部出現局部放電,導致聯接處異常溫升,在箱外無法及時發現,而使故障擴大,以致形成擊穿而波及相鄰電器元件,造成電網停電。高壓斷路器中的導電回路,在正常運行時,長期通過工作電流,產生的能量轉變為熱能,使電器材料溫度升高但不會超出規定范圍;在非正常運行時,會使電器材料溫度升高且超出規定范圍,從而使電器材料的機械強度、物理性能等下降,因此在國家標準中規定了不同電器材料的允許長期工作溫度。在高壓斷路器的結構中,靜觸頭、動觸頭是一對基本元件,在靜、動觸頭接觸時, 它們之間有一個接觸電阻,當電流流過觸頭時,由于接觸電阻的存在要引起觸頭的發熱,接觸點的溫度不能超過觸頭的材料熔點,否則會使兩觸頭之間發生熔焊,在發生故障時無法很好地完成開斷任務。

            液壓機構是220kV 以上高壓、超高壓斷路器中使用的主要操作機構,這種操作機構受溫度的影響:當溫度降低后,油的黏度增大,因而液壓系統的阻力系數也增大,致使合、分閘速度減小;反之,當溫度升高后,合、分閘速度增大。因此對液壓油溫度的在線監測與控制是十分必要的。

            綜上所述,對電力系統中的智能電器設備溫升的測量及在線監測,可以保證設備可靠運行及對用戶可靠供電,大力開展智能電器溫升的測量及在線監測研究是當務之急。

            2 智能電器中關鍵部位溫升在線監測

            211 利用Fabry - perot 槽進行溫度在線監測

            高壓開關柜內母線聯接處的接觸電阻有一定要求,在出廠前用“回路電阻測試儀”離線測試, 其原理是在母線聯接處通過100A 直流電流,測出其兩端電壓, 即可求得接觸電阻。開關柜出廠后,由于運輸、安裝、碰擊等致使接觸惡化,接觸電阻增大,以及在插接處接觸不良造成供電中斷的事故常常發生。

            文獻[1 ] 介紹了Fabry - perot 光微薄硅溫度傳感器在線測溫技術,該技術已在變電站設備的狀態監測技術中應用。它是利用對溫度敏感的Fabry2perot 槽研制出的一種溫度探頭, 其原理如圖1 所示。該裝置是由一薄硅片構成,在它中段的頂部和底部蝕刻出矩形槽,然后在薄硅片頂粘貼一層玻璃,該玻璃的熱膨脹系數與硅片的熱膨脹系數不同。當該處溫度變化時,因兩種材料的熱膨脹系數不同,在其內部產生內應力,內應力改變了槽的深度。用光纖將多色光送入照射Fabry - perot 槽,反射出的調制光也經光纖送出,調制的輸出信號是用光學干涉測量方法測量的。

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