加强高压电气系统的温度监测

用于高压系统和母线监控的非接触式温度测量解决方案

高压电气系统中温度监测的挑战和重要性

配电系统中电气连接的温度是其状况的重要指标。随着连接的退化,其电阻会增加,从而导致温度升高。这种升高可能会造成进一步的损坏,并带来严重的火灾或爆炸风险。忽视持续的温度监测可能会导致代价高昂的停机和意外的设备故障,从而可能导致安全隐患。大型工业场所通常将电气开关设备、变压器和面板安装在专用房间内,故障可能随着时间的推移逐渐出现,也可能由于突然的组件故障而迅速出现。持续的温度监测对于预防这些风险和规划预防性维护至关重要。

有多种因素会产生热量,例如过载、相位不平衡、功率因数问题、腐蚀和电气连接不良。这种热量的产生不仅表明能量损失和电力浪费,而且还会使设备的使用寿命缩短高达 85%。这些情况可能缓慢发展,也可能是由灾难性故障引起的。在开关柜内,电力通过连接处用螺栓固定在一起的铜母线传输,这些母线特别容易发生故障。接头温度升高可能是劣化的早期迹象,可通过使用传感器进行持续的温度监测来检测。

高压 (HV) 环境中的温度测量对人身安全提出了重大挑战。传统的电气测量技术,例如热电偶、RTD 和 NTC,通过高度隔离的测量电子设备、传感器和特殊绝缘的电缆来解决这些挑战。然而,在 HV 环境中使用电气传感器有缺点。仪表和维护都需要合格的电工。电缆的强绝缘和传统传感器的直径可能会在安装过程中(例如钻孔时)对 HV 物体产生不可接受的影响。厚电缆绝缘层也使狭窄区域中的多通道应用变得复杂。此外,如果传感器发生故障,则必须将整个电缆、传感器和连接器作为单个、封装和测试的单元进行更换。尽管传统传感器相互隔离,但它们的信号质量仍可能受到电磁干扰 (EMC)、静电放电 (ESD) 和电力电子设备(逆变器)中常见的高电势的影响。

Enhancing Temperature Monitoring in High-Voltage Electrical Systems

重新思考高压环境中使用非接触式红外测温仪的维护程序

接触式温度测量可能很危险、耗时且成本高昂,因此非接触式红外 (IR) 传感器必不可少。低成本的红外传感器永久安装在开关柜内,用于状态监测,并为预防性维护提供预警。但是,它们不适用于紧急停机、火灾探测或作为主要安全措施。

准确的温度测量对于有效的维护和安全至关重要。为确保这种准确性,应在测量位置准备母线表面以最大限度地降低反射率。这可以通过涂漆、涂层或收缩包装表面来实现。或者,通过将测量点放置在腔体中或边缘上来利用红外光的腔体效应也可以有所帮助。母线的常用铜表面,Optris 发射率贴纸,可用于增加发射率。

这些传感器的光学分辨率范围从 2:1 到 22:1,允许将传感器安全地放置在机柜内,远离母线,以避免闪络和电磁干扰 (EMI)。广角 2:1 光学元件在短距离时效果最佳,而较窄的 22:1 光学元件适用于较高电压,从而实现更长的测量距离。聚焦光学元件可用于边缘测量窄母线或厚母线。

传感器安全地放置在母线附近以避免电弧风险,并测量小点内的表面温度。测量点大小取决于所选光学元件和测量距离,建议的点大小为母线宽度的一半。传感器头和安装支架不需要特殊的绝缘材料即可安装到设备结构上。

传感器的输出信号通常输入可编程逻辑控制器 (PLC) 或分布式计算机控制系统。这些系统将数据用于报警和趋势分析,提供开关设备随时间变化的全面状况。

使用 CS LT 高温计对集装箱船上的母线进行经济有效的温度监测

母线用途广泛,是电气系统中必不可少的组件,可在较短距离内提供安全的高压 (HV) 连接。它们广泛应用于各个领域,主要是在灵活的配电至关重要的领域。母线连接电气开关场的高压设备和电池组中的低压设备,使其在汽车和国防领域占有重要地位。大电流母线段之间的接头通常具有精确加工的匹配表面,这些表面镀银以降低接触电阻。

在集装箱船电力站的这一​​特定应用中,开关柜内使用了多个 CS LT 测温仪来监测母线的温度负荷。母线对于维持船上可靠的配电至关重要,可确保各种系统平稳高效地运行。使用 CS LT 测温仪进行监测可提供母线温度的实时数据,从而可以立即检测到可能表明过热或过载等潜在问题的任何异常。

CS LT 测温仪的简单报警功能包括数字输出,可将信息转发到中央逻辑单元。此功能可确保及时报告任何温度偏差,从而能够快速响应以防止任何可能的故障或安全隐患。这种改造安装使在狭窄且难以到达的位置使用手持式红外枪进行传统抽查监控变得过时,从而节省时间、缓解劳动力限制并降低安全风险。持续监控能力还提高了集装箱船上电气系统的整体安全性和可靠性。

CS LT 测温仪是一种专为 OEM 解决方案设计的低成本传感器,已被证明对此类应用具有成本效益。它的实施不仅可以提高运营效率,还可以通过防止热应力和潜在损坏来延长母线的使用寿命。该解决方案体现了如何利用现代技术来增强传统电气系统,从而提供更好的性能和更高的安全性。