Les avantages et les inconvénients de l'utilisation de la mesure de température infrarouge et de la mesure de température sans fil dans les appareillages de commutation-INNO

Pourquoi le système électrique a-t-il besoin d'une mesure de la température

L'équipement électrique principal du système électrique est généralement constitué de disjoncteurs, transformateurs, câbles, jeux de barres, appareillage de commutation et autres équipements électriques; Ils sont reliés entre eux par des jeux de barres, conduit, câbles, etc.. En raison du courant circulant à travers le point de connexion, la chaleur est inévitablement générée, et presque tous les défauts électriques entraîneront des changements de température au point de défaut; Donc, la surveillance de la température des équipements des systèmes électriques tels que les appareillages de commutation est une pratique courante pour une détection rapide des défauts. Depuis de nombreuses années, en raison de limitations technologiques, le niveau de fonctionnement sûr du système électrique a été limité dans une certaine mesure. Bien que les thermomètres infrarouges, appareils d'imagerie infrarouge, câbles de détection de température, et point traditionnel systèmes de mesure de la température ont été utilisés pour résoudre les problèmes ci-dessus, la surveillance en temps réel ne peut pas être réalisée, et seules des inspections périodiques peuvent être effectuées, entraînant des risques pour la sécurité liés à une détection et à un rapport manqués. Pour appareillage, afin d'améliorer ses conditions de fonctionnement et de protéger la sécurité du personnel, l'appareillage de commutation conventionnel est désormais entièrement doté d'une structure scellée en métal. Traditionnel méthodes de mesure de la température pour les appareillages de commutation ne sont plus applicables aux nouveaux appareillages, spécialement pour appareillage central mobile. Les pièces conductrices sont toutes recouvertes de matériaux isolants pendant le fonctionnement, et les méthodes conventionnelles de mesure de la température infrarouge ne peuvent pas mesurer l'équipement interne. Donc, il est nécessaire d'utiliser des méthodes de mesure internes dans l'appareillage pour surveiller en temps réel le fonctionnement des composants internes dans l'appareillage à courant élevé, détecter précocement la source des défauts, et prévenir les accidents.

Mesure de température par contact et mesure de température sans contact

Pour appareillage, il existe deux méthodes de mesure de la température couramment utilisées dans le pays et à l'étranger: mesure de température par contact et mesure de température sans contact:

Le principe de la mesure de la température de contact: La méthode de mesure de la température par contact consiste à contacter directement le capteur avec l'objet mesuré, afin que le capteur et l'objet mesuré maintiennent la même température;

Le principe de la mesure de la température sans contact: Le capteur n'entre pas directement en contact avec l'objet mesuré, mais mesure la température de l'équipement mesuré grâce au principe du rayonnement thermique, qui est une méthode de mesure sans contact.

Mesure de température infrarouge:

La méthode de mesure de la température infrarouge est une méthode typique de mesure par contact direct.. La base de la thermométrie infrarouge est la loi du rayonnement du corps noir de Stefan Boltzmann., Planck, et d'autres. Les corps noirs sont des objets idéaux qui émettent le même spectre électromagnétique à la même température, quelles que soient la composition et la forme spécifiques du corps noir. La distribution de taille et de longueur d’onde de l’énergie du rayonnement infrarouge de l’objet est étroitement liée à sa température de surface.. En mesurant l’énergie du rayonnement infrarouge de l’objet, sa température de surface est déterminée, qui est le principe de base sur lequel repose la thermométrie à rayonnement infrarouge. Aujourd'hui, les thermomètres infrarouges sont généralement composés de systèmes optiques, détecteurs infrarouges, amplificateurs de signaux, traitement du signal, afficher les sorties, et d'autres pièces. Le noyau est le détecteur infrarouge, qui convertit l'énergie du rayonnement infrarouge incident en d'autres formes mesurables de signaux électriques. Le signal est calculé et corrigé par l'amplificateur et le circuit de traitement du signal selon l'algorithme interne de l'instrument, puis converti en valeur de température de l'objet mesuré, qui est affiché sur le système optique.

La méthode de mesure de la température infrarouge a commencé autour de la Seconde Guerre mondiale, et la technologie de mesure de la température infrarouge a été appliquée pour la première fois dans le domaine militaire. La première génération d'appareils d'imagerie infrarouge utilisée dans le domaine militaire a été développée et développée par Texas Land Instruments aux États-Unis., connu sous le nom de système de recherche de visée infrarouge (FLIR). Au milieu des années 1960, la société suédoise AGA a développé le premier système industriel d'imagerie en temps réel (THV), mais il avait les caractéristiques d'un coût élevé, grand volume, poids lourd, et portabilité peu pratique. Après plusieurs générations d'améliorations de l'instrument, une caméra thermique entièrement fonctionnelle a été lancée en 1988, qui intègre la mesure de la température, modification, analyse, acquisition d'images, et stockage. La fonctionnalité de l'instrument, précision, et l'opérabilité ont été considérablement améliorées. Au milieu des années 1990, FSI Corporation aux États-Unis a été la première à développer et commercialiser avec succès un imageur thermique infrarouge (CCD), qui a été transformé à partir de la technologie militaire (FPA) à usage civil. Les fonctions techniques étaient plus avancées, et la mesure de la température sur site n'était nécessaire que pour viser la cible afin de capturer des images, et stockez les informations ci-dessus sur la carte PC à l'intérieur de la machine pour terminer toutes les opérations. Le réglage de divers paramètres peut être renvoyé au logiciel intérieur pour modification et analyse des données, et enfin, le rapport de détection peut être obtenu directement. En raison des améliorations technologiques et des changements structurels, le balayage mécanique complexe a été remplacé, et l'instrument pèse moins de deux kilogrammes. Il s'utilise comme une caméra portative, et peut être facilement utilisé d'une seule main. Ensuite, la technologie de mesure de la température infrarouge a été largement appliquée dans l'industrie électrique, et divers capteurs de température infrarouges ont été développés avec succès et mis sur le marché en grandes quantités.

Avantages de la mesure de température infrarouge: facile à utiliser et de taille compacte. Actuellement, les thermomètres infrarouges n'ont besoin que de définir des paramètres et de s'aligner avec l'objet mesuré pour mesurer immédiatement la température de surface de l'objet. Ils ont également pour fonction de prendre des photos et de trouver automatiquement le point de mesure de température le plus élevé.. Ils sont très pratiques pour une utilisation sur site et ont été largement utilisés, devenir le principal moyen technique de mesure de la température dans de nombreux équipements de l'industrie électrique.

Inconvénients de la mesure de la température infrarouge: Il ne peut mesurer que les équipements exposés à l'air. Bien que certaines universités aient également développé des systèmes de mesure de température infrarouge pour les appareillages haute tension, la méthode de mesure de la température par sonde infrarouge pour appareillage à haute tension est facilement affectée par l'obstruction du trajet du rayonnement infrarouge par les composants internes de l'appareillage, et ne peut pas mesurer avec précision la température de contact. Même si certaines corrections peuvent être apportées, de nombreux facteurs affectent le rayonnement infrarouge et ils varient dans le temps, ce qui rend difficile leur calibrage un par un. Donc, cette méthode a une faible universalité et ne peut pas être promue pour son utilisation. Cette méthode s'applique uniquement aux premières structures d'appareillage de commutation et ne peut pas être utilisée pour mesurer des appareillages à haute tension avec enveloppe isolante..

Le principe de fonctionnement de la mesure de température sans fil

La méthode de mesure de la température sans fil est une amélioration par rapport à la méthode de mesure de la température par contact, principalement destiné à résoudre le problème de l'isolation haute et basse tension entre l'équipement de mesure de la température et le système électrique. En général, le système de mesure de température sans fil est composé de trois parties: nœud de mesure de température distribué, récepteur de données, et système de traitement de données back-end. Les nœuds de mesure de température distribués sont directement installés dans les pièces à mesurer, qui appartient à la méthode de mesure de la température de contact. Le récepteur de données est placé à une certaine distance du corps de l'appareillage. La communication sans fil est utilisée entre les nœuds de mesure de température distribués et le récepteur de données pour la transmission des données, réalisant ainsi une isolation haute tension et une collecte de données de mesure de la température, résoudre le problème de la température de fonctionnement des contacts à l'intérieur de l'appareillage haute tension qui n'est pas facilement surveillée par mesure de température infrarouge.

Inconvénients de mesure de température sans fil
Bien que la mesure de la température sans fil résolve efficacement les problèmes de sécurité des appareils de mesure de la température, il y a aussi quelques problèmes dans les applications pratiques. Parmi eux, la stabilité du dispositif de mesure de la température placé à la position de contact de l'interrupteur est le problème le plus important. Dans les applications pratiques, l'alimentation de ce module est souvent une alimentation à induction de courant qui obtient l'énergie de la ligne électrique (si l'alimentation par batterie est utilisée, non seulement il faut le remplacer régulièrement, mais la batterie est également sujette à de fausses alarmes dans des environnements à haute température et dans des états d'alimentation de la batterie, affectant grandement la précision de la surveillance). L'ampleur de l'énergie obtenue par cette alimentation varie considérablement en fonction de la charge de la ligne électrique., le module connaît donc souvent une alimentation électrique insuffisante. En réponse à ce problème, certains ont proposé d'utiliser des piles, réduire la consommation électrique des appareils de mesure de la température, etc.. Méthode, Cette méthode présente des problèmes tels que la nécessité de remplacer régulièrement la batterie une fois qu'elle est épuisée., et cela peut également entraîner une faible puissance de transmission sans fil et des interférences électromagnétiques de l'environnement., conduisant à des erreurs dans la transmission des données de mesure de température. Le dispositif de remplacement de la batterie nécessite que l'appareillage haute tension arrête l'alimentation électrique, qui ne peut pas répondre aux exigences de fonctionnement continu de l'appareillage haute tension.

Mesure de température passive sans fil

Certaines entreprises utilisent des dispositifs à ondes acoustiques de surface pour fabriquer des capteurs de température, qui fournissent des informations sur les changements de température via des antennes. Il n'est pas nécessaire d'alimenter les composants du capteur pour résoudre les problèmes associés causés par les batteries actives de mesure de température sans fil.. Cependant, ce type d'appareil est immature, utilise des matériaux cristallins avec une mauvaise stabilité thermique, c'est cher, et n'améliore pas la qualité du signal des méthodes de transmission sans fil.