CN1245792C - 开关柜内插头温度异常在线预警的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的是一种用于供配电开关柜内插头温度异常在线预警的方法，利用专用的温度数据采集装置对开关柜母线室和电缆室后盖板的外表面上分别选定的规定点的表面温升值进行自动循环检测，自动采集开关柜运行过程中这些部位所对应的温升值数据，再通过计算机对所采集的温升值数据以及相关的计算结果与基础数据和原始资料进行对照分析，得出温升值数据和相关的计算结果的走势和绝对值是否正常的结论，对温升值数据和相关的计算结果的异常值和异常变化发出预警。温度数据采集装置中的温度传感器设置在开关柜的壳体上。本发明的优点是设备造价低；与主回路之间无直接接触，可以方便地对软、硬件进行在线维护和修复；实现自动预警，可以减轻运行人员的劳动强度，提高故障监测的准确性和可靠性。

Description

开关柜内插头温度异常在线预警的方法
技术领域
本发明涉及的是一种用于供配电开关柜内插头温度异常在线预警的解决方法及其装置，属高压电器的技术领域。
背景技术
开关柜内主回路连接部分，特别是手车式开关柜的一次隔离插头部分在运行中的温升异常是一种故障。为了对这些温升异常作出预警，人们想了很多办法，目前通常采用的措施有：在分支母线的可见部分贴变色卡，通过人工巡检发现温升异常；采用无接触温度测量装置，通过人工巡检发现温升异常；采用光纤在线测温装置，采集检测点的温度信息，再通过计算机处理所采集到的数据，实现温升异常预警。这些方法尽管可以实现一定的预警，但都存在着固有的不足：人工巡检的方法存在着工作量大、对不可见或不可直接测对的部位还无法获得需要的数据，而且巡检得到的数据需人工记录，不容易对数据进行分析和判断；光纤在线测温的方法需要布置很大数量的传感器，设备造价的增加幅度会很大，而且传感器的信号还要通过光纤作与一次回路有接触的连接，人为地增加了出现绝缘故障的可能性，而且一旦某一传感器出现故障很难进行设备在线状态下的维护和修复。
发明内容
本发明的目的在于针对上述缺陷提出一种用于供配电开关柜内插头温度异常在线预警的解决方法及其装置。开关柜内最需要监视的发热故障点是手车式开关柜的隔离插头。开关柜内部主回路导体的发热状况会在对应的壳体外表面产生对应的反映。在一定的环境温度条件下，一定的主回路电流会对应一定的主回路发热量，而一定的主回路发热量将对应着壳体外表面对应部位的一定的温升值。当开关柜内部出现发热异常情况时，壳体外表面对应部位的温升值也将出现“异常”。本发明的技术解决方案：利用温度数据采集装置对开关柜母线室和电缆室后盖板的外表面上分别选定的规定点的表面温升值进行自动循环检测，自动采集开关柜运行过程中这些部位所对应的温升值数据，再通过计算机对所采集的温升值数据以及相关的计算结果与基础数据和原始资料进行对照分析，得出温升值数据和相关的计算结果的走势和绝对值是否正常的结论，对温升值数据和相关的计算结果的异常值和异常变化发出预警。
本发明的优点是设备造价低；与主回路之间无直接接触，可以方便地对软、硬件进行在线维护和修复；实现自动预警，可以减轻运行人员的劳动强度，提高故障监测的准确性和可靠性。
附图说明
附图是本发明温度数据采集装置的工作原理图。
图中的1是计算机(现有技术)、2是采集卡(型号：nudaq  acl-8112)3是温度传感器(型号：wd4-15)、4是隔离插头、5是开关柜。
具体实施方式
实施方案1，
利用温度数据采集装置对开关柜5母线室和电缆室后盖板的外表面上分别选定的一个规定点的表面温升值进行自动循环检测，自动采集开关柜运行过程中这些部位所对应的温升值数据，再通过计算机1对所采集的温升值数据以及相关的计算结果与基础数据和原始资料进行对照分析，得出温升值数据和相关的计算结果的走势和绝对值是否正常的结论，对温升值数据和相关的计算结果的异常值和异常变化发出预警。所述的温升异常现象是在相同的环境温度条件下，母线室或电缆室内三相电流值和后盖板上对应的规定点上得到的巡检温升值会有一定的对应关系。如果在一定的电流值下，巡检得到的后盖板上规定点上得到的对应温升值高出“正常值”，这时巡检的结果就预示着该间隔内存在着“异常”。异常的发生是渐进的。因为：温度的上升会经历一个过程，需要一定的时间，时间的长短和回路导体的热容量有关。温升试验表明，正常情况下，开关柜内温升达到稳定值的时间一般需要2至4个小时。一旦发生异常，“故障点”会有一个“恶性循环”的过程，表现在：接触电阻值会随着时间的推移逐渐(或是迅速)增长，这时温度的升高将取决于正常情况，但故障从“发生”到“爆发”仍然需要一定的时间，不会是“瞬间发生”的。柜内的某一个间隔内的触头发热状况与后盖板上的对应部位的表面温升值会存在一定的对应关系。影响巡检得到的温升值的因素指：与测得的开关柜后表面测量点的温升值有关的因素，这些因素主要有(这里忽略非主要影响因素)：环境温度(室温)；间隔内触头的发热；(触头的正常发热与该相回路中的电流值有关)；可忽略邻柜柜内和相邻间隔内触头发热对本柜或本间隔的影响。巡检方案是监视每台开关柜母线室间隔和电缆室间隔内各自的总发热和后盖板上规定部位的温度值巡检测温装置即温度数据采集装置，它有计算机1，计算机1的输入/出端对应接采集卡2的输出/入端，采集卡2的输入端接温度传感器3的输出端，温度传感器3设置在内装有隔离插头4的开关柜5的壳体上；巡检测温装置由柜后布设的轨道和在轨道上运动的测温探头组成。柜后的轨道可以布置在柜体上，也可以布置在靠近柜体的墙壁上。可以考虑两种测温的具体操作方式：采取接触式或非接触式测温装置测温。数据采集是采集开关柜运行状态下每一相的电流值和在开关柜母线室和电缆室的后盖板上相应部位的温升值。温升值有两个采集点(母线室盖板上一个点、电缆室盖板上一个点)。数据分析是将取得试验数据：在开关柜产品的温升试验过程中取得相应的记录值和对应的计算值以及相应的曲线资料。取得现场实际运行数据：设备现场运行过程中的初始巡检记录值和典型巡检记录值以及对应的计算值和相应的曲线资料。建立基础的记录值和对应的计算值以及相应曲线资料的库，作为实施中巡检资料的比照对象。巡检数据的分析是建立间隔内主回路单位时间发热量和巡检点温升值之间的对应函数关系
t = k ( I A 2 + I B 2 + I C 2 ) + ( t 0 - t n )
式中：t是巡检时得到的温升值；
k是系数(该系数不一定是常数，也可能是一条曲线。可从已建立的基础数据中取得)；
IA、IB、IC分别为巡检时间隔内A、B、C三相主回路中的电流值；
t0是基准环境温度值(该值可取40℃)。
Tn是巡检时的环境温度值。
实施方案2，利用温度数据采集装置对开关柜母线室和电缆室后盖板的外表面上分别选定的三个规定点的表面温升值进行自动循环检测，这三个点的位置分别对应着间隔内的三个隔离插头。自动采集开关柜运行过程中这些部位所对应的温升值数据，再通过计算机对所采集的温升值数据和相关的计算结果与基础数据和原始资料进行对照分析，得出温升值数据和相关的计算结果的走势和绝对值是否正常的结论，对温升值数据和相关的计算结果的异常值和异常变化发出预警。所述的异常现象是在相同的环境温度条件下，母线室或电缆室内三相电流值和后盖板上对应的规定点上得到的巡检温升值会有一定的对应关系。如果在一定的电流值下，巡检得到的后盖板上规定点上得到的对应温升值高出“正常值”，这时巡检的结果就预示着该间隔内存在着“异常”。同一间隔内出现三相电流值显著不平衡的情况是极为罕见的不正常现象。不考虑这类异常对巡检结果和数据分析的影响。异常的发生是渐进的。因为：温度的上升会经历一个过程，需要一定的时间，时间的长短和回路导体的热容量有关。温升试验表明，正常情况下，开关柜内温升达到稳定值的时间一般需要2至4个小时。一旦发生异常，“故障点”会有一个“恶性循环”的过程，表现在：接触电阻值会随着时间的推移逐渐(或是迅速)增长，这时温度的升高将快于正常情况，但故障从“发生”到“爆发”仍然需要一定的时间，不会是“瞬间发生”的。某一相的某一个触头的发热状况与后盖板上的对应部位的表面温升值会存在一定的对应关系，同时也会对后盖板上的相邻相所对应的部位的表面温升值存在一定的影响。影响巡检得到的温升值的因素指：与测得的开关柜后表面测量点的温升值有关的因素，这些因素主要有(这里忽略非主要影响因素)：环境温度(室温)；间隔内与之对应的触头的发热；(触头的正常发热与该相回路中的电流值有关)间隔内相邻相的触头的发热；(相邻相可以采用这样的定义：同一间隔内的另两相)，可忽略邻柜柜内和相邻间隔内触头发热对本柜或本间隔的影响。巡检是监视每台开关柜母线间隔和电缆间隔内各相主回路的发热和后盖板上规定部位的温度。巡检测温装置即上述的温度数据采集装置，巡检测温装置由柜后布设的轨道和在轨道上运动的测温探头组成。柜后的轨道可以布置在柜体上，也可以布置在靠近柜体的墙壁上。可以考虑两种测温的具体操作方式：一种采取接触式测温装置测温。另一种采取非接触式测温装置测温。数据采集是采集开关柜运行状态下每一相的电流值和在开关柜母线室和电缆室的后盖板上规定部位的温升值。温升值有六个采集点(母线室盖板上3个点、电缆室盖板上3个点)。数据分析是将取得试验数据：在开关柜产品的温升试验过程中取得相应的记录值和对应的计算值以及相应的曲线资料。取得现场实际运行数据：设备现场运行过程中的初始巡检记录值和典型巡检记录值以及对应的计算值和相应的曲线资料。建立基础的记录值和对应的计算值以及相应曲线资料的库，作为实施中巡检资料的比照对象。巡检数据的分析：分相一一对应地分析电流值和后盖板上巡检得到的温升值之间的函数关系
t＝k′m×AA+(t0-tn)
式中：t是巡检时得到的温升值。
k’是主回路电流值与巡检时测得的温升值之间的关系系数(该系数是在环境温度和邻近相电流值都是标准值时得到的值，该系数不一定是常数，也可能是一条曲线。可从已建立的基础数据中得)；
m是相邻相对该巡检点的影响系数(该系数的取得比较复杂，这里暂时不论述)
AA(或AB、AC)是主回路A相(B相、C相)的电流值；
t0是基准环境温度值。
tn是巡检时的环境温度值。
上述是根据巡检采集到的数据和所进行的分析，可以方便地向运行人员发出相应的故障预警，提示运行人员及时采取措施检查、核实并排除故障，保证设备正常运行。

Claims (3)

1、用于供配电开关柜内插头温度异常在线预警的方法，其特征是利用温度数据采集装置对开关柜母线室和电缆室后盖板的外表面上分别选定的规定点的表面温升值进行自动循环检测，自动采集开关柜运行过程中这些部位所对应的温升值数据，再通过计算机对所采集的温升值数据以及相关的计算结果与基础数据和原始资料进行对照分析，得出温升值数据和相关的计算结果的走势和绝对值是否正常的结论，对温升值数据和相关的计算结果的异常值和异常变化发出预警。
2、根据权利要求1所述的用于供配电开关柜内插头温度异常在线预警的方法，其特征是温度数据采集装置有计算机，计算机的输入/出端对应接采集卡的输出/入端，采集卡的输入端接温度传感器的输出端，温度传感器是设置在内装有隔离插头的开关柜的壳体上。
3、根据权利要求1所述的用于供配电开关柜内插头温度异常在线预警的方法，其特征是所选定的测试规定点是一个或多个。
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