儀電知識｜在線監測電氣設備故障征候能力的建設方案如何做？

概述

一、問題分析

雖然至2021年全國供電系統年用戶平均停電頻率2.77次/戶，用戶平均供電可靠率99.872%，已經達到或超過國際先進水平，但因停電造成的經濟損失及社會影響還是不可低估的。如何避免、減少因電力系統故障造成的經濟損失和社會影響，唯有通過采用先進的在線監測監控系統提高供電系統可靠性及可維護性，實現智能化以減少人為因素，并降低運維人員的勞動強度。

二、業務現狀

當高壓電氣設備在運行當中出現故障時，其早期的故障征候往往會通過溫度異常表現出來，所以對輸、變電等高壓電氣設備關鍵部位進行實時在線溫度監測、監控，是保障輸、變電設備安全運行最直接、最有效的措施之一。

缺少有效的在線監測手段

傳統的紅外、鉑電阻等傳統測溫技術，由于存在非實時在線、高壓絕緣、電磁干擾、人為因素等本質難題，普遍存在絕緣安全隱患，系統可靠性低、穩定性差，故障率高、漏報誤報嚴重，無法滿足電網安全、穩定、可靠、實時、準確的需求。

適應各種高壓電氣設備應用

光纖溫度傳感器產品具有高可靠性、高穩定性、高精度、高響應速度、全絕緣、小尺寸、長壽命等特點，可以做到對高壓電氣設備實行實時在線監測、監控，早期預測、預防事故。它還是高壓電氣設備實現“動態增容”的重要監控手段，能夠直接生產為電力帶來巨大的經濟效益。

業務覆蓋范圍

針對中壓用戶，全國有超過1000萬座10~35kV變電站，目標用戶數量眾多。

用戶分布廣泛

目標應用客戶分布在全國各地，甚至于國外。

目前對設備關鍵部位發熱情況監視的方法主要是檢修人員定期用紅外熱像儀或示溫貼片等進行離線式監視，該方法只能測量露在外面的接點溫度，而電氣設備內部連接觸頭溫度則沒有辦法監測。隨著接觸點接觸電阻增大溫度、絕緣電阻下降極易造成電氣設備過熱燒毀甚至短路起火。

三、高壓電氣設備實時在線溫度監測的意義

1、2016年9月，中國電科院頒布了《QGDW11478-2015變電設備光纖溫度在線監測裝置技術規范》，標志著光纖測溫技術在高壓電氣行業的應用進入了快速發展階段。

2.對設備進行高可靠、動態實時自動化監測、監控，實現異常狀態早期預測、預判，從而實現了對高壓電氣系統進行“亞健康管理”，總體提高系統運行安全可靠性，有效避免各種事故發生。

3.全壽命實時監測并累積設備內部熱點溫度數據，為實現更為經濟的“預測性運維”提供科學統計數據支撐。

4.實時監測熱點溫度，可以準確預判絕緣壽命，計算實際運行溫度下節?。ɑ驙奚┑南到y壽命。

5.裝配實時溫控系統可實現設備/系統的“動態增容”。

四、熒光式光纖測溫技術特點及優勢

熒光式光纖溫度在線監測系統，是由光纖溫度傳感器、解調器、顯示及通訊后臺系統組成，其關鍵部件為熒光光纖溫度傳感器。

熒光測溫技術原理

熒光光纖溫度傳感器是無源傳感器，是由多模光纖和在其頂部的熒光體組成。熒光體在受一定波長(受激譜)的光激勵后，受激輻射出熒光能量。激勵消失后，熒光體發光的持續性（熒光余輝）取決于熒光物質特性、環境溫度，以及激發狀態。這種受激熒光通常是按指數方式衰減的，稱衰減的時間常數為熒光壽命(ns)。

因為在不同的環境溫度下，熒光壽命也不同，通過測量熒光壽命的長短，就可以得知當時的環境溫度。

特點及優勢

· 點式接觸測溫

· 高壓絕緣/抗電磁干擾

· 高可靠性

· 高穩定性

· 高靈敏度

· 高精確度

· 抗震動/耐腐蝕/長壽命

· 無需特殊激光光源

· 免維護

應用解決方案

光纖溫度傳感器產品具有高可靠性、高穩定性、高精度、高響應速度、全絕緣、小尺寸、長壽命等特點，可以做到對高壓電氣設備實行實時在線監測、監控，早期預測、預防事故。

典型工程應用

自2008年熒光式光纖測溫技術引進國內至今，經過英迪戈公司對技術產品進行本地化升級迭代及實際工程化應用，目前該技術已經非常成熟，并經歷了三峽、葛洲壩、豐寧等大型工程十多年的實際應用驗證，完全滿足電力工程應用需求。

預期成效

避免火災事故的發生：

電氣設備的電氣連接點由于各種原因，在電流通過時，溫度升高，引起設備老化，絕緣下降，嚴重的將造成短路，損壞設備，中斷供電。每次事故，直接經濟損失幾萬至幾十萬元，間接經濟損失難以評估萬元，重大事故造成的損失更無法估量。目前對變壓器、開關柜、電纜接頭、環網柜及變頻器柜等關鍵發熱情況監視的方法主要是值班人員定期用紅外熱像儀等對設備進行離線式監視，測溫誤差大，且不能實時監測和分析數據，不能把隱患消滅在萌芽階段。

延長設備使用壽命：

1、及時檢修，提高設備使用壽命，對大部分絕緣材料來說，可以用“八度規則”經驗規律來估算其壽命。原則上是溫度每上升8度，其壽命則降低一半。

2、如果設備運行狀況良好，可以延長設備使用時間，目前國內在不能預知設備運行狀況的情況下，采取的是定期報廢的辦法，這樣造成很大的浪費。

提高經濟效益：

1、避免了安全事故的發生，延長了設備的使用壽命和使用期限，大大提高了經濟效益；

2、節省了人工成本，實現無人值守監測站目標；

3、根據設備運營狀況提出檢修時間、檢修計劃，有針對性的檢修，節約檢修成本20%以上。

優秀供應商推薦

企業簡介

蘇州英迪戈公司專注光纖溫度傳感器領域20年，作為江蘇省高新技術企業，集研發、生產與工程項目服務于一體，專業為市場提供在線溫度監測整體解決方案。公司主營熒光式光纖溫度傳感器、熒光式光纖測溫系統及行業應用整體解決方案，在新能源、水電、生命科學、工業微波等應用領域，徹底解決了強電磁環境中溫度在線監測監控技術難題。公司成立以來圓滿完成了三峽、葛洲壩及陽江、豐寧抽蓄電站、國際能源集團風電、光伏等大型工程項目。

素材來源：

易啟邦（工控一體化縱深服務生態平臺）編輯部

#易啟邦 #儀器幫 #一起幫