Wady i zalety stosowania pomiaru temperatury na podczerwień oraz bezprzewodowego pomiaru temperatury w rozdzielnicach-INNO

Dlaczego system elektroenergetyczny wymaga pomiaru temperatury

Podstawowy sprzęt elektryczny w systemie elektroenergetycznym składa się zazwyczaj z wyłączników automatycznych, transformatory, kable, szyny zbiorcze, rozdzielnice i inny sprzęt elektryczny; Są one połączone ze sobą szynami zbiorczymi, wskazówki, kable, itp. Ze względu na prąd przepływający przez punkt połączenia, ciepło jest nieuchronnie generowane, i prawie wszystkie awarie elektryczne spowodują zmiany temperatury punktu zwarcia; Dlatego, monitorowanie temperatury urządzeń w systemach elektroenergetycznych, takich jak rozdzielnice, jest powszechną praktyką umożliwiającą szybkie wykrywanie usterek. Przez wiele lat, ze względu na ograniczenia technologiczne, poziom bezpiecznej pracy systemu elektroenergetycznego został w pewnym stopniu ograniczony. Chociaż termometry na podczerwień, urządzenia do obrazowania w podczerwieni, kable do pomiaru temperatury, i tradycyjny punkt systemy pomiaru temperatury zostały wykorzystane do rozwiązania powyższych problemów, nie można uzyskać monitorowania w czasie rzeczywistym, i można przeprowadzać jedynie przeglądy okresowe, skutkujące zagrożeniami bezpieczeństwa związanymi z niewykryciem i zgłoszeniem. Do rozdzielnic, w celu poprawy jego warunków pracy i ochrony bezpieczeństwa personelu, konwencjonalna rozdzielnica ma teraz całkowicie metalową konstrukcję uszczelnioną. Tradycyjny metody pomiaru temperatury rozdzielnic nie mają już zastosowania do nowych rozdzielnic, szczególnie dla centralnej rozdzielnicy ruchomej. Podczas pracy wszystkie części przewodzące są pokryte materiałami izolacyjnymi, a konwencjonalne metody pomiaru temperatury w podczerwieni nie mogą mierzyć wyposażenia wewnętrznego. Dlatego, konieczne jest stosowanie metod pomiarów wewnętrznych w rozdzielnicy w celu monitorowania pracy elementów wewnętrznych w rozdzielnicy wysokoprądowej w czasie rzeczywistym, wcześnie wykryć źródło usterek, i zapobiegać wypadkom.

Kontaktowy i bezdotykowy pomiar temperatury

Do rozdzielnic, Istnieją dwie powszechnie stosowane metody pomiaru temperatury w kraju i za granicą: kontaktowy i bezdotykowy pomiar temperatury:

Zasada kontaktowego pomiaru temperatury: Metoda kontaktowego pomiaru temperatury polega na bezpośrednim kontakcie czujnika z mierzonym przedmiotem, tak, aby czujnik i mierzony obiekt utrzymywały tę samą temperaturę;

Zasada bezdotykowego pomiaru temperatury: Czujnik nie ma bezpośredniego kontaktu z mierzonym obiektem, ale mierzy temperaturę mierzonego sprzętu na zasadzie promieniowania cieplnego, która jest bezkontaktową metodą pomiaru.

Pomiar temperatury w podczerwieni:

Metoda pomiaru temperatury w podczerwieni jest typową metodą pomiaru bezdotykowego. Podstawową podstawą termometrii w podczerwieni jest prawo promieniowania ciała doskonale czarnego Stefana Boltzmanna, Plancka, i inne. Ciała doskonale czarne to idealne obiekty, które emitują to samo widmo elektromagnetyczne w tej samej temperaturze, niezależnie od konkretnego składu i kształtu ciała doskonale czarnego. Rozmiar i rozkład długości fal własnej energii promieniowania podczerwonego obiektu są ściśle powiązane z temperaturą jego powierzchni. Mierząc własną energię promieniowania podczerwonego obiektu, określa się temperaturę jego powierzchni, jest to podstawowa zasada, na której opiera się termometria promieniowania podczerwonego. Obecnie, Termometry na podczerwień składają się zazwyczaj z układów optycznych, detektory podczerwieni, wzmacniacze sygnału, przetwarzanie sygnału, wyjścia wyświetlania, i inne części. Sercem jest detektor podczerwieni, który przekształca padającą energię promieniowania podczerwonego na inne mierzalne formy sygnałów elektrycznych. Sygnał jest obliczany i korygowany przez wzmacniacz i obwód przetwarzania sygnału zgodnie z wewnętrznym algorytmem przyrządu, a następnie przeliczana na wartość temperatury mierzonego obiektu, który jest wyświetlany w układzie optycznym.

Metoda pomiaru temperatury w podczerwieni rozpoczęła się około II wojny światowej, a technologię pomiaru temperatury w podczerwieni po raz pierwszy zastosowano w wojsku. Pierwsza generacja urządzeń do obrazowania w podczerwieni stosowanych w wojsku została opracowana i opracowana przez firmę Texas Land Instruments w Stanach Zjednoczonych, znany jako system celownika na podczerwień (FLIR). W połowie lat 60, szwedzka firma AGA opracowała pierwszy przemysłowy system obrazowania w czasie rzeczywistym (THV), ale charakteryzował się wysokim kosztem, duża objętość, ciężka waga, i niewygodna przenośność. Po kilku generacjach ulepszeń instrumentu, wprowadzono na rynek w pełni funkcjonalną kamerę termowizyjną 1988, który zintegrowany pomiar temperatury, modyfikacja, analiza, pozyskiwanie obrazu, i przechowywanie. Funkcjonalność instrumentu, dokładność, i funkcjonalność uległy znacznej poprawie. W połowie lat 90, Firma FSI Corporation w Stanach Zjednoczonych jako pierwsza z sukcesem opracowała i wprowadziła na rynek kamerę termowizyjną na podczerwień (CCD), która została przekształcona z technologii wojskowej (FPA) do użytku cywilnego. Funkcje techniczne były bardziej zaawansowane, a pomiar temperatury na miejscu był potrzebny jedynie do wycelowania w cel w celu wykonania zdjęć, i zapisz powyższe informacje na karcie PC wewnątrz urządzenia, aby zakończyć wszystkie operacje. Ustawienia różnych parametrów można zwrócić do oprogramowania wewnętrznego w celu modyfikacji i analizy danych, i wreszcie, raport z wykrycia można uzyskać bezpośrednio. Ze względu na ulepszenia technologiczne i zmiany strukturalne, złożone skanowanie mechaniczne zostało zastąpione, a instrument waży niecałe dwa kilogramy. Używa się go jak aparatu ręcznego, i można go łatwo obsługiwać jedną ręką. Następnie, Technologia pomiaru temperatury w podczerwieni znalazła szerokie zastosowanie w energetyce, oraz różne czujniki temperatury na podczerwień zostały pomyślnie opracowane i wprowadzone na rynek w dużych ilościach.

Zalety pomiaru temperatury w podczerwieni: łatwy w obsłudze i kompaktowych rozmiarach. Obecnie, Termometry na podczerwień wymagają jedynie ustawienia parametrów i ustawienia względem mierzonego obiektu, aby natychmiast zmierzyć temperaturę powierzchni obiektu. Posiadają również funkcję robienia zdjęć i automatycznego znajdowania najwyższego punktu pomiaru temperatury. Są bardzo wygodne w użyciu na miejscu i są szeroko stosowane, stając się głównym środkiem technicznym pomiaru temperatury w wielu urządzeniach energetyki.

Wady pomiaru temperatury w podczerwieni: Może mierzyć tylko sprzęt wystawiony na działanie powietrza. Chociaż niektóre uniwersytety opracowały również systemy pomiaru temperatury w podczerwieni dla rozdzielnic wysokiego napięcia, na metodę pomiaru temperatury sondą podczerwoną w rozdzielnicach wysokiego napięcia łatwo wpływa zakłócenie ścieżki promieniowania podczerwonego przez wewnętrzne elementy rozdzielnicy, i nie może dokładnie zmierzyć temperatury kontaktu. Chociaż można wprowadzić pewne poprawki, istnieje wiele czynników wpływających na promieniowanie podczerwone i są one zmienne w czasie, co utrudnia kalibrację ich pojedynczo. Dlatego, metoda ta ma niewielką uniwersalność i nie można jej promować do stosowania. Metodę tę można zastosować wyłącznie do wczesnych konstrukcji rozdzielnic i nie można jej stosować do pomiarów rozdzielnic wysokiego napięcia z owiniętą izolacją.

Zasada działania bezprzewodowego pomiaru temperatury

Bezprzewodowa metoda pomiaru temperatury stanowi udoskonalenie metody kontaktowego pomiaru temperatury, mające głównie na celu rozwiązanie problemu izolacji wysokiego i niskiego napięcia pomiędzy urządzeniami do pomiaru temperatury a systemem elektroenergetycznym. Ogólnie, bezprzewodowy system pomiaru temperatury składa się z trzech części: rozproszony węzeł pomiaru temperatury, odbiornik danych, i backendowy system przetwarzania danych. Rozproszone węzły pomiaru temperatury są instalowane bezpośrednio w częściach wymagających pomiaru, która należy do metody pomiaru temperatury kontaktowej. Odbiornik danych umieszczony jest w pewnej odległości od korpusu rozdzielnicy. Pomiędzy rozproszonymi węzłami pomiaru temperatury a odbiornikiem danych do transmisji danych wykorzystywana jest komunikacja bezprzewodowa, uzyskując w ten sposób izolację wysokiego napięcia i gromadzenie danych z pomiarów temperatury, rozwiązanie problemu trudności w monitorowaniu temperatury pracy styków wewnątrz rozdzielnicy wysokiego napięcia za pomocą pomiaru temperatury w podczerwieni.

Wady bezprzewodowy pomiar temperatury
Chociaż bezprzewodowy pomiar temperatury skutecznie rozwiązuje problemy bezpieczeństwa urządzeń do pomiaru temperatury, istnieją również pewne problemy w zastosowaniach praktycznych. Wśród nich, Najważniejszym problemem jest stabilność urządzenia do pomiaru temperatury umieszczonego w pozycji styku przełącznika. W praktycznych zastosowaniach, zasilaniem tego modułu jest często prądowy zasilacz indukcyjny, który pozyskuje energię z linii energetycznej (jeśli używane jest zasilanie bateryjne, nie tylko wymaga regularnej wymiany, ale akumulator jest również podatny na fałszywe alarmy w środowiskach o wysokiej temperaturze i przy stanach zasilania akumulatorowego, znacząco wpływające na dokładność monitorowania). Wielkość energii uzyskiwanej przez ten zasilacz różni się znacznie w zależności od obciążenia linii energetycznej, dlatego moduł często doświadcza niewystarczającego zasilania. W odpowiedzi na ten problem, niektórzy proponowali użycie baterii, zmniejszenie poboru mocy urządzeń do pomiaru temperatury, itp. Metoda, Ta metoda wiąże się z problemami, takimi jak konieczność regularnej wymiany baterii po jej zużyciu, może to również skutkować niską mocą transmisji bezprzewodowej i zakłóceniami elektromagnetycznymi z otoczenia, co prowadzi do błędów w transmisji danych pomiaru temperatury. Urządzenie do wymiany baterii wymaga od rozdzielnicy wysokiego napięcia odłączenia zasilania, które nie są w stanie spełnić wymagań ciągłej pracy rozdzielnic wysokiego napięcia.

Pasywny bezprzewodowy pomiar temperatury

Niektóre firmy wykorzystują powierzchniowe urządzenia wykorzystujące fale akustyczne do produkcji czujników temperatury, które dostarczają informacji zwrotnej o zmianach temperatury za pośrednictwem anten. Nie ma potrzeby zasilania elementów czujnika, aby rozwiązać związane z tym problemy powodowane przez aktywne akumulatory do bezprzewodowego pomiaru temperatury. Jednakże, tego typu urządzenie jest niedojrzałe, wykorzystuje materiały krystaliczne o słabej stabilności termicznej, jest drogie, i nie poprawia jakości sygnału metod transmisji bezprzewodowej.