Medição de temperatura usando sensores de fibra óptica em painéis GIS-INNO

Devido às suas vantagens, como tamanho reduzido, operação confiável, e longo ciclo de manutenção, Equipamentos GIS têm sido amplamente aplicados e promovidos em vários níveis de tensão do sistema de energia nos últimos anos.

Por que o GIS precisa instalar um sistema de medição de temperatura

Com o aumento contínuo no número de equipamentos GIS e o aumento da vida útil, vários defeitos estão aumentando gradualmente, manifestado principalmente como defeitos do tipo aquecimento, defeitos do tipo de descarga, e defeitos do tipo mecânico. Os defeitos de aquecimento incluem principalmente mau contato de circuitos condutores, umidade geral do isolamento, envelhecimento, etc., quais são os principais tipos de defeitos em equipamentos GIS. Falhas em equipamentos causadas por aquecimento têm sido comuns nos últimos anos, resultando em vários desligamentos de equipamentos e até mesmo explosões. Portanto, fortalecer a detecção e análise de defeitos térmicos em equipamentos GIS é de grande importância. Com o rápido desenvolvimento da indústria energética da China e o aumento contínuo da procura, interruptores fechados de metal isolados a gás (SIG) são amplamente utilizados em equipamentos GIS em sistemas de energia. A tecnologia de processamento é rigorosa, a tecnologia é avançada, e o meio de isolamento é gás SF6. Portanto, eles têm boa capacidade de ruptura e leves queimaduras de contato. Eles têm vantagens como longos ciclos de manutenção, baixas taxas de falha, baixos custos de manutenção, e pegada pequena. É precisamente por causa destas vantagens notáveis dos equipamentos GIS que a sua aplicação em subestações está se tornando cada vez mais difundida..

Dispositivo de monitoramento de temperatura on-line GIS

Quando o contato do equipamento GIS é ruim, o superaquecimento ocorrerá quando a corrente de carga fluir devido ao aumento da resistência de contato. O superaquecimento de contatos e barramentos pode causar envelhecimento do isolamento ou até mesmo quebra, levando a curtos-circuitos e acidentes significativos, resultando em enormes perdas económicas. De acordo com estatísticas incompletas, muitas empresas nacionais de geração de energia e empresas de energia usaram equipamentos GIS que sofreram, em vários graus, mudanças anormais de temperatura causadas pelo envelhecimento do isolamento ou mau contato de componentes, como barramentos fechados, interruptores de isolamento, e cabeças de cabo, levando a acidentes. Portanto, alcançando monitoramento de temperatura on-line de equipamentos GIS, detecção precoce e eliminação de riscos de falhas térmicas, é de grande importância para a operação segura e confiável do GIS.

Medição de temperatura usando sensores de fibra óptica em painéis de isolamento GIS

Comutador isolado a gás (SIG) has been widely used both domestically and internationally due to its small footprint and excellent insulation performance. During the operation of the equipment, overheating faults of the GI isolation switch often occur due to defects such as inadequate opening and closing, insufficient insertion depth of the conductive rod, etc., resulting in contact burnout and equipment flashover, seriously threatening the safe and stable operation of the power system.

Portanto, conducting research and analysis on overheating faults of GIS isolation switches is of great significance. Obter com precisão as características de aumento de temperatura dos contatos da chave de isolamento GIS e a relação correspondente entre o aumento da temperatura do contato e o aumento da temperatura do ponto de medição do invólucro é um pré-requisito importante para conduzir o monitoramento do aumento de temperatura da chave de isolamento GIS. Ao monitorar o aumento de temperatura dos interruptores de isolamento GIS, pontos de monitoramento de temperatura podem ser definidos na superfície do invólucro correspondente aos contatos trifásicos para monitorar a temperatura dos contatos trifásicos da chave de isolamento.

Medição de temperatura do barramento do painel de distribuição de gás GIS usando sensores de fibra óptica

Aparelhagem Isolada a Gás (SIG) equipamento teoricamente tem uma baixa taxa de falhas, mas uma vez que ocorre uma falha, as consequências são mais graves do que equipamentos elétricos comuns. Barramento GIS da subestação para avaria no solo; Ocorreu uma falha de curto-circuito trifásico no barramento GIS de 220kV, causando erosão do arco do barramento. A razão para o mau funcionamento acima é que o contato do barramento GIS causa aumento excessivo de temperatura devido ao aumento na resistência de contato, resultando em soldagem superficial do contato do barramento. As partículas metálicas produzidas pela soldagem causam distorção do campo elétrico, que por sua vez desencadeia um arco.

Portanto, se o monitoramento on-line da temperatura do barramento GIS puder ser realizado, monitoramento em tempo real da temperatura do ônibus e sua tendência de desenvolvimento pode ser realizado, e aviso de superaquecimento e manutenção podem ser organizados em caso de superaquecimento do ônibus, será benéfico reduzir a probabilidade de falhas de superaquecimento do barramento GIS e terá significado prático para a operação segura do sistema de energia. Atualmente, the main difficulty in online monitoring of GIS bus temperature is that the sensor performance cannot meet practical needs, manifested in insufficient sensor sensitivity and temperature measurement accuracy, which cannot quickly respond to changes in GIS bus temperature.

Atualmente, there are three main preventive measures adopted on the operation site to address the issue of overheating of GIS equipment contacts:
1. Manually observe the surface color of the contact, regularly measure the circuit resistance, and use an infrared imager to regularly monitor the temperature of fixed monitoring points. The first two require power outage maintenance of GIS equipment, and the method of measuring circuit resistance cannot accurately determine the location of poor contact parts. O método de medição de temperatura infravermelha não pode perturbar e danificar o campo de temperatura e o equilíbrio térmico dentro do equipamento GIS, e também pode resolver os problemas de isolamento de alta tensão e forte interferência de campo magnético. No entanto, é necessário instalar um sensor infravermelho de temperatura na caixa GIS, e sua precisão de medição é muito afetada por fatores como a emissividade da superfície metálica do condutor e a concentração do gás SF6. O método principal é usar termovisores infravermelhos portáteis para detectar regularmente a temperatura dos barramentos GIS, que possuem alta resolução e precisão de medição de temperatura, mas são caros. A eficácia dos testes é facilmente afetada por fatores ambientais, e é difícil conseguir sistemas integrados de monitoramento on-line. A resolução e a precisão desta última tecnologia de imagem infravermelha são difíceis de atender aos requisitos. Além disso, os métodos de monitoramento usados acima são difíceis de alcançar a medição contínua da temperatura do equipamento GIS, o que significa que o monitoramento on-line não pode ser alcançado.

Medição de temperatura de fibra óptica fluorescente a tecnologia adota o princípio do brilho residual de fluorescência para medição de temperatura, que tem a vantagem de não ser afetado por interferência eletromagnética, bom desempenho de isolamento, pequeno volume, peso leve, etc.. Tem sido amplamente utilizado em equipamentos de energia, como transformadores, motores, comutador, ambientes experimentais severos, juntas de cabos, etc., e a tecnologia é relativamente madura. A aplicação de sensores de temperatura de fibra óptica fluorescentes no monitoramento de temperatura de contato de condutores GIS pode obter medições precisas de temperatura sem danificar o campo elétrico interno e o campo de temperatura do GIS, e tem uma ampla gama de perspectivas de aplicação.

Usando sensores fluorescentes de fibra óptica como elementos sensores de temperatura, FJINNO projetou e desenvolveu um sistema de monitoramento online para temperatura do barramento GIS, que pode monitorar a temperatura em tempo real de cada barramento trifásico de intervalo e seu ambiente correspondente no barramento GIS interno de uma subestação de 110kV. A comparação com os resultados da medição de temperatura de um termovisor infravermelho portátil e a operação experimental no local mostram que o Fibra óptica de barramento GIS sistema de monitoramento on-line de temperatura tem precisão e sensibilidade de medição de alta temperatura, e pode monitorar o status de aquecimento do barramento em tempo real e de forma eficaz, melhorando o nível de operação segura do GIS. Sensores de temperatura de fibra óptica fluorescentes foram aplicados ao monitoramento de temperatura de barramentos GIS, e sistemas de monitoramento on-line correspondentes foram projetados, que pode monitorar efetivamente a temperatura do ônibus e sua tendência de mudança, e usar resultados de monitoramento para obter a temperatura exata dos condutores do barramento.