一種高壓柜母線室監(jiān)控裝置的研制與應(yīng)用

引言

近年來,隨著供電設(shè)備使用時間已經(jīng)超過年限以及電網(wǎng)運(yùn)行負(fù)荷的不斷增長,一次設(shè)備出現(xiàn)損傷的情況越來越多。設(shè)備過負(fù)荷運(yùn)行,局部過熱超溫絕緣損壞等現(xiàn)象時有發(fā)生,如果不能及時發(fā)現(xiàn)并予以處理,輕則損壞設(shè)備,造成停電事故,重則危及人身及電網(wǎng)安全。10kV高壓柜中各種一次設(shè)備比較集中,設(shè)備接頭和刀口通過電流超過1000A。尤其是高壓柜母線室,為了滿足用戶用電,高壓柜母線室長期無法進(jìn)行停電觀察和檢修,經(jīng)常出現(xiàn)母線室支持瓷瓶損傷、觸頭松動、刀口溫度異常升高等問題。另外,工作人員日常巡視時,需要到每個高壓柜的監(jiān)視窗口查看,給巡視帶來了極大的不便,同時也容易因監(jiān)視不全監(jiān)視頻率過低而造成安全隱患。

基于此,研制一種能對高壓柜母線室進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控,使電力人員能夠及時獲取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的裝置成為電力行業(yè)的迫切需求。

1技術(shù)方案

為了能夠有效地幫助變電人員完成日常維護(hù)和巡視的工作,要求高壓柜母線室實(shí)時監(jiān)控裝置應(yīng)滿足以下要求:

(1）能夠完成高壓柜母線室一次設(shè)備運(yùn)行溫度的監(jiān)控和實(shí)時運(yùn)行狀況的監(jiān)控,并傳輸數(shù)據(jù):

(2）監(jiān)控裝置結(jié)構(gòu)簡單,方便安裝和維護(hù):

(3）為了保證實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控的功能,要求有不間斷電源保證監(jiān)控系統(tǒng)正常工作。

依據(jù)要求(1）,研制的高壓柜母線室實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該包括攝像頭溫度傳感器無線傳輸裝置和處理器,攝像頭和溫度傳感器能對高壓柜母線室內(nèi)的情況進(jìn)行圖像、溫度的雙重監(jiān)控,并通過無線傳輸裝置傳輸至外部監(jiān)控設(shè)備的接收端,實(shí)現(xiàn)對高壓柜母線室一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控。處理器分別與攝像頭、溫度傳感器、無線傳輸裝置耦接,處理器將接收的信息轉(zhuǎn)化為可視化影像。

依據(jù)要求(2）,研制的高壓柜母線室實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)需要制作特殊的監(jiān)控裝置外殼,攝像頭、溫度傳感器能夠安裝在監(jiān)控裝置外殼一側(cè)(上側(cè)）,同時固定監(jiān)控裝置外殼的另一側(cè)(下側(cè)）固定在高壓柜母線室的柜面,處理器和無線傳輸裝置安裝在監(jiān)控裝置外殼內(nèi)。監(jiān)控裝置的外殼由滿足絕緣要求的材料制作,保證其絕緣性能滿足要求,監(jiān)控攝像頭的攝像端和溫度傳感器的測量端位于外殼上側(cè),攝像頭和溫度傳感器應(yīng)面對高壓柜母線室內(nèi)部。監(jiān)控裝置外殼下側(cè)設(shè)有凸出于外殼的限位環(huán),作為固定底座,將整個監(jiān)控裝置固定在高壓柜母線室,另外為保證監(jiān)控裝置工作的安全性,溫度傳感器為非接觸式溫度傳感器。

依據(jù)要求(3）,要求監(jiān)控裝置必須有不間斷電源保證其正常運(yùn)行,監(jiān)控裝置外殼下側(cè)包含電源接口,保證監(jiān)控裝置有不間斷的電源。

2技術(shù)實(shí)施

根據(jù)上述技術(shù)方案,設(shè)計出了一種高壓柜母線室監(jiān)控裝置,如圖1所示。

高壓柜母線室監(jiān)控裝置包括固定底座和設(shè)于固定底座的監(jiān)控組件,監(jiān)控組件包括攝像頭溫度傳感器無線傳輸裝置和處理器,處理器分別與攝像頭、溫度傳感器、無線傳輸裝置耦接。該高壓柜母線室監(jiān)控裝置通過固定底板進(jìn)行安裝,在安裝更換時不需要斷開母線,可在保持電力設(shè)備正常運(yùn)行的情況下進(jìn)行檢修。監(jiān)控組件的攝像頭和溫度傳感器能對高壓柜母線室內(nèi)的情況進(jìn)行圖像溫度的雙重監(jiān)控,處理器進(jìn)行信息處理后通過無線傳輸裝置傳輸至外部監(jiān)控設(shè)備的接收端,實(shí)現(xiàn)對高壓柜母線室狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控。

其中,固定底座安裝于高壓柜母線室外部,監(jiān)控組件設(shè)于固定底座靠近高壓柜母線室內(nèi)部的一側(cè)。高壓柜母線室監(jiān)控裝置還包括用于保護(hù)的外殼,攝像頭的攝像端和溫度傳感器的測量端位于外殼外側(cè)。另外,固定底座為圓盤形,外殼靠近固定底座一端為圓柱型,底座的外徑大于外殼的外徑,形成凸出于外殼的限位環(huán)。在安裝該高壓柜母線室監(jiān)控裝置時,在母線室開設(shè)與外殼外徑匹配的開孔,將高壓柜母線室監(jiān)控裝置從外至內(nèi)套接安裝,此時監(jiān)控組件朝向母線室內(nèi)部,之后通過緊固件把高壓柜母線室監(jiān)控裝置固定在高壓柜上,完成安裝。

另外,溫度傳感器為非接觸式溫度傳感器。高壓柜母線室監(jiān)控裝置還包括設(shè)于固定底座的電源接口。對母線室進(jìn)行溫度測定時,若通過高壓柜外部設(shè)備使用無線測溫技術(shù)進(jìn)行測溫,無法監(jiān)控到母線室的運(yùn)行狀態(tài),當(dāng)溫度異常時,無法確定該溫度傳感器的數(shù)據(jù)是否正確,需要額外設(shè)備輔助判斷,或者停用母線才可進(jìn)行溫度判斷,效果不好。而直接安裝于母線室內(nèi)的溫度傳感器,維護(hù)時一般需要停用母線才能進(jìn)行檢修,不便于維護(hù)。因此,通過固定底座安裝溫度傳感器,并通過設(shè)于固定底座的電源接口在母線室外部外接電源,能在不停用母線的情況下,對監(jiān)控裝置進(jìn)行維護(hù)檢修,解決了上述問題。

該高壓柜母線室監(jiān)控裝置在使用時,通過攝像頭和溫度傳感器對溫度、圖像等信息進(jìn)行采集處理,并通過無線傳輸裝置傳輸信號至外部監(jiān)控設(shè)備。通過監(jiān)控數(shù)據(jù)實(shí)時查看柜內(nèi)溫度及圖像,可對內(nèi)部元件的工作情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,在出現(xiàn)問題時可快速響應(yīng),采取檢修措施,及時排除安全隱患,使電力設(shè)備的事故發(fā)生率降到最低,對提高巡檢效率和高壓柜的安全運(yùn)行起到了關(guān)鍵性的作用。

3結(jié)語

本文研制的高壓柜母線室監(jiān)控裝置,包括了固定底座、攝像頭、溫度傳感器、無線傳輸裝置和處理器。高壓柜母線室監(jiān)控裝置通過固定底座安裝在高壓柜母線室,攝像頭和溫度傳感器能對高壓柜母線室內(nèi)的情況進(jìn)行圖像、溫度數(shù)據(jù)的雙重監(jiān)控,能更準(zhǔn)確地進(jìn)行預(yù)警或判斷故障問題。圖像和溫度的數(shù)據(jù)通過無線傳輸裝置傳輸至外部監(jiān)控設(shè)備的接收端中,實(shí)現(xiàn)對高壓柜母線室狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控,有效地監(jiān)控了高壓柜母線室的實(shí)時運(yùn)行情況,保證了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。