Die Vor- und Nachteile der Verwendung von Infrarot-Temperaturmessung und drahtloser Temperaturmessung in Schaltanlagen-INNO

Warum benötigt das Stromnetz eine Temperaturmessung?

Die primäre elektrische Ausrüstung im Stromnetz besteht im Allgemeinen aus Leistungsschaltern, Transformatoren, Kabel, Sammelschienen, Schaltanlagen und andere elektrische Geräte; Sie sind durch Stromschienen miteinander verbunden, führt, Kabel, usw. Aufgrund des durch den Verbindungspunkt fließenden Stroms, Es entsteht zwangsläufig Wärme, und fast alle elektrischen Fehler führen zu Temperaturänderungen an der Fehlerstelle; daher, Die Temperaturüberwachung von Geräten in Energiesystemen wie Schaltanlagen ist eine gängige Praxis zur rechtzeitigen Erkennung von Fehlern. Seit vielen Jahren, aufgrund technologischer Einschränkungen, Das sichere Betriebsniveau des Stromnetzes wurde bis zu einem gewissen Grad eingeschränkt. Obwohl Infrarot-Thermometer, Infrarot-Bildgebungsgeräte, Temperaturmesskabel, und traditioneller Punkt Temperaturmesssysteme wurden verwendet, um die oben genannten Probleme zu lösen, Eine Echtzeitüberwachung ist nicht möglich, und es können nur regelmäßige Inspektionen durchgeführt werden, Dies führt zu Sicherheitsrisiken durch fehlende Erkennung und Meldung. Für Schaltanlagen, um den Betriebszustand zu verbessern und die Sicherheit des Personals zu schützen, Herkömmliche Schaltanlagen sind jetzt komplett metallisch abgedichtet. Traditionell Temperaturmessmethoden für Schaltanlagen gelten nicht mehr für neue Schaltanlagen, speziell für zentrale bewegliche Schaltanlagen. Die leitenden Teile sind im Betrieb alle durch Isoliermaterialien abgedeckt, und herkömmliche Infrarot-Temperaturmessmethoden können die interne Ausrüstung nicht messen. daher, Es ist notwendig, interne Messmethoden in der Schaltanlage zu verwenden, um den Betrieb interner Komponenten in Hochstromschaltanlagen in Echtzeit zu überwachen, Fehlerquellen frühzeitig erkennen, und Unfälle verhindern.

Kontakttemperaturmessung und berührungslose Temperaturmessung

Für Schaltanlagen, Es gibt zwei häufig verwendete Methoden zur Temperaturmessung im In- und Ausland: Kontakttemperaturmessung und berührungslose Temperaturmessung:

Das Prinzip der Kontakttemperaturmessung: Bei der Kontakttemperaturmessmethode wird der Sensor direkt mit dem zu messenden Objekt in Kontakt gebracht, damit der Sensor und das Messobjekt die gleiche Temperatur beibehalten;

Das Prinzip der berührungslosen Temperaturmessung: Der Sensor berührt das Messobjekt nicht direkt, sondern misst die Temperatur der gemessenen Ausrüstung durch das Prinzip der Wärmestrahlung, Dabei handelt es sich um eine berührungslose Messmethode.

Infrarot-Temperaturmessung:

Die Infrarot-Temperaturmessmethode ist eine typische berührungslose Messmethode. Die grundlegende Grundlage der Infrarot-Thermometrie ist das Schwarzkörperstrahlungsgesetz von Stefan Boltzmann, Planck, und andere. Blackbodies are ideal objects that emit the same electromagnetic spectrum at the same temperature, regardless of the specific composition and shape of the blackbody. The size and wavelength distribution of the object’s own infrared radiation energy are closely related to its surface temperature. By measuring the object’s own infrared radiation energy, its surface temperature is determined, which is the basic principle on which infrared radiation thermometry is based. Heutzutage, infrared thermometers are generally composed of optical systems, infrared detectors, Signalverstärker, Signalverarbeitung, display outputs, und andere Teile. The core is the infrared detector, which converts the incident infrared radiation energy into other measurable forms of electrical signals. Das Signal wird vom Verstärker und der Signalverarbeitungsschaltung gemäß dem internen Algorithmus des Instruments berechnet und korrigiert, und dann in den Temperaturwert des Messobjekts umgerechnet, welches auf dem optischen System angezeigt wird.

Die Infrarot-Temperaturmessmethode entstand etwa um den Zweiten Weltkrieg, und die Infrarot-Temperaturmesstechnik wurde erstmals im militärischen Bereich eingesetzt. Die erste Generation von Infrarot-Bildgebungsgeräten für den militärischen Bereich wurde von Texas Land Instruments in den USA entwickelt und entwickelt, bekannt als Infrarot-Zielsystem (FLIR). Mitte der 1960er Jahre, Das schwedische Unternehmen AGA entwickelte das erste industrielle Echtzeit-Bildgebungssystem (THV), aber es hatte die Eigenschaften hoher Kosten, großes Volumen, schweres Gewicht, und unbequeme Tragbarkeit. Nach mehreren Generationen von Verbesserungen am Instrument, Eine voll funktionsfähige Wärmebildkamera wurde eingeführt 1988, die integrierte temperatur messung, Änderung, Analyse, Bildaufnahme, und Lagerung. Die Funktionalität des Instruments, Genauigkeit, und Bedienbarkeit wurden deutlich verbessert. Mitte der 1990er Jahre, Die FSI Corporation in den Vereinigten Staaten war das erste Unternehmen, das erfolgreich eine Infrarot-Wärmebildkamera entwickelte und vermarktete (CCD), die von der Militärtechnologie transformiert wurde (FPA) zur zivilen Nutzung. Die technischen Funktionen wurden weiter entwickelt, und die Temperaturmessung vor Ort war nur erforderlich, um das Ziel anzuvisieren und Bilder aufzunehmen, und speichern Sie die oben genannten Informationen auf der PC-Karte im Gerät, um alle Vorgänge abzuschließen. Die Einstellung verschiedener Parameter kann zur Änderung und Analyse der Daten an die Indoor-Software zurückgegeben werden, und schließlich, the detection report can be directly obtained. Due to technological improvements and structural changes, Aufwändige mechanische Abtastungen wurden ersetzt, und das Instrument wiegt weniger als zwei Kilogramm. Es wird wie eine Handkamera verwendet, und lässt sich problemlos mit einer Hand bedienen. Anschließend, Die Infrarot-Temperaturmesstechnik wurde in der Energiewirtschaft weit verbreitet eingesetzt, und verschiedene Infrarot-Temperatursensoren wurden erfolgreich entwickelt und in großen Stückzahlen auf den Markt gebracht.

Vorteile der Infrarot-Temperaturmessung: einfach zu bedienen und kompakt in der Größe. Momentan, Infrarot-Thermometer müssen lediglich Parameter einstellen und sich am gemessenen Objekt ausrichten, um sofort die Oberflächentemperatur des Objekts zu messen. Sie verfügen außerdem über die Funktion, Fotos aufzunehmen und automatisch den höchsten Temperaturmesspunkt zu finden. Sie sind sehr praktisch für den Einsatz vor Ort und werden häufig verwendet, becoming the main technical means for temperature measurement in many power industry equipment.

Nachteile der Infrarot-Temperaturmessung: It can only measure equipment exposed to air. Although some universities have also developed infrared temperature measurement systems for high-voltage switchgear, the infrared probe temperature measurement method for high-voltage switchgear is easily affected by the obstruction of the infrared radiation path by internal components of the switchgear, und kann die Kontakttemperatur nicht genau messen. Although certain corrections can be taken, Es gibt viele Faktoren, die die Infrarotstrahlung beeinflussen und zeitlich variieren, Dies macht es schwierig, sie einzeln zu kalibrieren. daher, Diese Methode weist eine geringe Universalität auf und kann nicht zur Verwendung gefördert werden. Diese Methode ist nur auf frühe Schaltanlagenkonstruktionen anwendbar und kann nicht zur Messung von Hochspannungsschaltanlagen mit Isolierummantelung verwendet werden.

Das Funktionsprinzip der drahtlosen Temperaturmessung

Die drahtlose Temperaturmessmethode ist eine Verbesserung der Kontakttemperaturmessmethode, Hauptziel ist die Lösung des Problems der Hoch- und Niederspannungsisolation zwischen Temperaturmessgeräten und Stromnetz. Allgemein, Das drahtlose Temperaturmesssystem besteht aus drei Teilen: verteilter Temperaturmessknoten, Datenempfänger, und Backend-Datenverarbeitungssystem. Verteilte Temperaturmessknoten werden direkt an den zu messenden Teilen installiert, welches zur Kontakttemperaturmessmethode gehört. Der Datenempfänger wird in einem bestimmten Abstand vom Schaltanlagengehäuse platziert. Zur Datenübertragung wird die drahtlose Kommunikation zwischen den verteilten Temperaturmessknoten und dem Datenempfänger genutzt, Dadurch wird eine Hochspannungsisolierung und Temperaturmessdatenerfassung erreicht, Lösung des Problems, dass die Betriebstemperatur der Kontakte im Inneren der Hochspannungsschaltanlage nicht einfach durch Infrarot-Temperaturmessung überwacht werden kann.

Nachteile von kabellose Temperaturmessung
Obwohl die drahtlose Temperaturmessung die Sicherheitsprobleme von Temperaturmessgeräten effektiv löst, Auch in der praktischen Anwendung gibt es einige Probleme. Darunter, Das größte Problem ist die Stabilität des an der Schaltkontaktposition platzierten Temperaturmessgeräts. In praktischen Anwendungen, Bei der Stromversorgung dieses Moduls handelt es sich häufig um ein Strominduktionsnetzteil, das Energie aus der Stromleitung bezieht (wenn Batteriestrom verwendet wird, Es muss nicht nur regelmäßig ausgetauscht werden, Allerdings ist die Batterie auch in Umgebungen mit hohen Temperaturen und in Zuständen der Batterieversorgung anfällig für Fehlalarme, die Überwachungsgenauigkeit erheblich beeinträchtigen). Die Größe der von diesem Netzteil gewonnenen Energie variiert stark mit der Belastung der Stromleitung, Daher kommt es häufig zu einer unzureichenden Stromversorgung des Moduls. Als Antwort auf dieses Problem, Einige haben die Verwendung von Batterien vorgeschlagen, Reduzierung des Stromverbrauchs von Temperaturmessgeräten, usw. Verfahren, Bei dieser Methode treten Probleme auf, beispielsweise die Notwendigkeit, die Batterie regelmäßig auszutauschen, nachdem sie verbraucht ist, Außerdem kann es zu einer geringen drahtlosen Übertragungsleistung und elektromagnetischen Störungen aus der Umgebung kommen, Dies führt zu Fehlern bei der Übertragung der Temperaturmessdaten. Das Batteriewechselgerät erfordert, dass die Hochspannungsschaltanlage die Stromversorgung unterbricht, die die Dauerbetriebsanforderungen der Hochspannungsschaltanlage nicht erfüllen können.

Passive drahtlose Temperaturmessung

Einige Unternehmen verwenden Oberflächenwellengeräte zur Herstellung von Temperatursensoren, die über Antennen Rückmeldung über Temperaturänderungen geben. Es ist nicht erforderlich, die Sensorkomponenten mit Strom zu versorgen, um die damit verbundenen Probleme zu lösen, die durch aktive drahtlose Temperaturmessbatterien verursacht werden. Jedoch, Dieser Gerätetyp ist unausgereift, verwendet Kristallmaterialien mit schlechter thermischer Stabilität, ist teuer, und verbessert nicht die Signalqualität drahtloser Übertragungsverfahren.