RU2704606C1 - System of continuous monitoring of temperature of contacts of oil circuit breakers - Google Patents
System of continuous monitoring of temperature of contacts of oil circuit breakers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2704606C1 RU2704606C1 RU2019115720A RU2019115720A RU2704606C1 RU 2704606 C1 RU2704606 C1 RU 2704606C1 RU 2019115720 A RU2019115720 A RU 2019115720A RU 2019115720 A RU2019115720 A RU 2019115720A RU 2704606 C1 RU2704606 C1 RU 2704606C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- contacts
- switches
- working contacts
- sensors
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к системе контроля параметров масляного выключателя среднего напряжения с открытым расположением рабочих контактов, в частности контроля температуры рабочих контактов выключателей МГУ-20 или аналогичных.The invention relates to a system for monitoring the parameters of an oil circuit breaker of medium voltage with an open arrangement of working contacts, in particular, monitoring the temperature of working contacts of switches MGU-20 or similar.
Уровень техникиState of the art
Рабочие контакты масляных выключателей марки МГУ-20 или аналогичных представляют собой медные ножи, соединенные ламелями с медными токоведущими шинами, и расположены на открытом воздухе. Из-за этого они подвергаются воздействию пыли из воздуха, которая приводит к ухудшению электропроводящих свойств контактов, вследствие чего происходит сверхнормативный нагрев контактной группы, токопроводящих элементов и баков выключателя, приводящий, как правило, к аварийным последствиям в случае несвоевременного обнаружения оперативным персоналом и непринятия мер по разгрузке выключателя.The operating contacts of the oil switches of the MGU-20 brand or similar are copper knives connected by lamellas with copper current-carrying tires and are located in the open air. Because of this, they are exposed to dust from the air, which leads to a deterioration of the conductive properties of the contacts, resulting in excessive heating of the contact group, conductive elements and switch tanks, which usually leads to emergency consequences in case of untimely detection by operational personnel and failure to take measures for unloading the circuit breaker.
В системе электроснабжения алюминиевых заводов и других промышленных предприятий выключатели среднего напряжения являются важным элементом для обеспечения надежного и стабильного питания потребителей электроэнергии. В условиях высоких значений тока и напряжения надежность электроснабжения связана с нагревом контактов коммутационного оборудования. При работе электрооборудования высокая запыленность, частые коммутации и длительный срок эксплуатации могут увеличить контактное сопротивление, вызвать повышение температуры контакта выключателя и окисление контактной поверхности. Это вызывает лавинообразное увеличение переходного сопротивления контакта выключателя и, в конечном итоге, приводит к повреждению оборудования пожарам и перерывам в электроснабжении.In the power supply system of aluminum smelters and other industrial enterprises, medium voltage circuit breakers are an important element for ensuring reliable and stable power supply to electricity consumers. In conditions of high current and voltage, the reliability of power supply is associated with heating of the contacts of the switching equipment. When electrical equipment is operating, high dust content, frequent switching and a long service life can increase contact resistance, cause an increase in the contact temperature of the circuit breaker and oxidation of the contact surface. This causes an avalanche-like increase in the contact resistance of the switch contact and, ultimately, leads to equipment damage due to fires and interruptions in power supply.
В настоящее время нет эффективного способа непрерывного мониторинга температуры контактов выключателя. Одна из причин заключается в том, что контакты выключателя находятся под высоким напряжением, и контактный метод измерения температуры (например, с помощью термопары) не может быть использован. Во-вторых, существующий способ измерения температуры с помощью периодического тепловизионного контроля персоналом имеет свои недостатки: для контроля доступны только рабочие контакты с лицевой стороны выключателя, а также данный контроль не позволяет оценить состояние контактов выключателя. В-третьих, в ячейке выключателя при коммутации возникают электромагнитные помехи, которые отрицательно влияют на работу оборудования. В-четвертых, объект измерения (рабочие контакты выключателя) выполнены из меди и имеют очень низкий коэффициент поглощения, что затрудняет измерение температуры пирометром или тепловизором. В-пятых, при капитальном ремонте выключателя происходит практически полная его разборка и, соответственно, система контроля температуры должна обладать простотой монтажа и демонтажа измерительных датчиков.There is currently no effective way to continuously monitor the temperature of the circuit breaker contacts. One of the reasons is that the switch contacts are under high voltage, and the contact method for measuring temperature (for example, using a thermocouple) cannot be used. Secondly, the existing method for measuring temperature using periodic thermal monitoring by personnel has its drawbacks: only working contacts from the front of the circuit breaker are available for monitoring, and this control does not allow to evaluate the state of the circuit breaker contacts. Thirdly, when switching, electromagnetic interference occurs in the switch cell, which adversely affects the operation of the equipment. Fourth, the measurement object (operating contacts of the switch) is made of copper and has a very low absorption coefficient, which makes it difficult to measure temperature with a pyrometer or thermal imager. Fifthly, when the circuit breaker is overhauled, it is almost completely disassembled and, accordingly, the temperature control system should have the ease of mounting and dismounting of measuring sensors.
Известна система мониторинга бесконтактного контроля температуры инфракрасного диапазона для контакта переключателя высокого напряжения (патент CN 20142683056, опубл. 2015-07-22), состоящая из инфракрасного датчика температуры, микропроцессорного блока, клавиатуры, дисплея, звукового и светового блока сигнализации, блока преобразования уровня, контроллера шины CAN, блока изоляции оптопары.A known monitoring system of non-contact temperature monitoring of the infrared range for the contact of the high voltage switch (patent CN 20142683056, publ. 2015-07-22), consisting of an infrared temperature sensor, microprocessor unit, keyboard, display, sound and light alarm unit, level conversion unit, CAN bus controller, optocoupler isolation unit.
Инфракрасный датчик температурной матрицы выполняет бесконтактное измерение температуры высоковольтного контакта выключателя в шкафу высокого напряжения, а измеренный сигнал отправляется в микропроцессорный блок, результат анализируется, и температура отображается на экране дисплея в режиме реального времени; с другой стороны, блок преобразования уровня выполняет преобразование уровня, а преобразованный уровень вводится в контроллер шины CAN и контроллер приемопередатчика CAN через блок изоляции оптопары, и его вывод отправляется на CAN-шину, что позволяет подключать и обрабатывать эти данные в режиме реального времени на удаленной рабочей станции или компьютерном оборудовании центра управления на CAN-шине. Когда температура контакта выключателя высокого напряжения превышает установленную температуру, звуковой и световой сигнализатор подает звук и свет. Клавиатурный блок и микропроцессор выполняют диалог человек-машина, а параметры, подлежащие обнаружению, устанавливаются в соответствии с конкретными условиями.The infrared sensor of the temperature matrix performs non-contact temperature measurement of the high-voltage switch contact in the high-voltage cabinet, and the measured signal is sent to the microprocessor unit, the result is analyzed, and the temperature is displayed on the display screen in real time; on the other hand, the level conversion unit performs level conversion, and the converted level is input into the CAN bus controller and the CAN transceiver controller via the optocoupler isolation unit, and its output is sent to the CAN bus, which allows you to connect and process this data in real time at a remote location workstation or computer equipment of the control center on the CAN bus. When the contact temperature of the high voltage switch exceeds the set temperature, the sound and light signaling device emits sound and light. The keyboard unit and the microprocessor carry out a human-machine dialogue, and the parameters to be detected are set in accordance with specific conditions.
По назначению, по технической сущности и наличию сходных признаков данное решение выбрано в качестве прототипа.According to the purpose, according to the technical nature and the presence of similar features, this solution is selected as a prototype.
Недостатком известной системы является то, что при использовании неэкранированных линий связи инфракрасных датчиков с микропроцессорным блоком, а также отсутствии устройств защиты от импульсных перенапряжений могут возникать помехи от электромагнитных воздействий энергетического оборудования, влияющие на результат измерения, кроме того, при использовании медных контактов высоковольтных выключателей невозможно добиться требуемой точности измерения за счет воздействия отраженного тепла. Также использование инфракрасных датчиков несъемной конструкции снижает удобство обслуживания выключателей при капитальном ремонте.A disadvantage of the known system is that when using unshielded communication lines of infrared sensors with a microprocessor unit, as well as in the absence of surge protection devices, interference from electromagnetic influences of power equipment can occur, affecting the measurement result, in addition, it is impossible to use copper contacts of high-voltage switches to achieve the required measurement accuracy due to the influence of reflected heat. Also, the use of infrared sensors of a fixed design reduces the convenience of servicing circuit breakers during overhaul.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности электроснабжения корпусов электролиза, а также других потребителей электроэнергии, исключение аварийной ситуации.The objective of the invention is to increase the reliability of power supply of electrolysis buildings, as well as other consumers of electricity, the exception of an emergency.
Техническим результатом является решение поставленной задачи, а именно повышение контроля температуры рабочих контактов масляных выключателей среднего напряжения.The technical result is to solve the problem, namely increasing the temperature control of the working contacts of medium voltage oil circuit breakers.
Технический результат достигается тем, что система непрерывного контроля температуры рабочих контактов масляных трехполюсных выключателей, содержащая информационно-техническую сеть, пирометрические датчики, размещенные на токоведущих шинах рабочих контактов выключателей и соединенные посредством модуля ввода-вывода сигналов с контроллером для обработки сигнала, сервером базы данных и панелью визуализации, размещенных в шкафу сбора данных, выполненного с возможностью сбора, обработки и передачи данных температуры с пирометрических датчиков в информационно-техническую сеть, согласно заявляемому изобретению, дополнительно снабжена устройством защиты от импульсных перенапряжений, выполненным в виде модуля защиты интерфейсов передачи данных, и размещенным на линиях между пирометрическими датчиками и модулем ввода-вывода сигналов, при этом линии связи выполнены в виде экранированного кабеля для защиты от электромагнитных полей, а токоведущие шины рабочих контактов масляных выключателей покрыты высокотемпературным теплоотражающим средством.The technical result is achieved by the fact that the system of continuous monitoring of the temperature of the working contacts of oil three-pole switches, containing an information technology network, pyrometric sensors located on the current-carrying busbars of the working contacts of the switches and connected via a signal input-output module with a controller for signal processing, a database server and visualization panel located in the data collection cabinet, configured to collect, process and transmit temperature data with pyrometric x sensors in the information technology network, according to the claimed invention, is additionally equipped with a surge protection device made in the form of a protection module for data transmission interfaces, and placed on the lines between the pyrometric sensors and the signal input-output module, while the communication lines are made in the form shielded cable for protection against electromagnetic fields, and current-carrying busbars of working contacts of oil circuit breakers are coated with high-temperature heat-reflecting means.
Предложенная автоматизированная система мониторинга температуры рабочих контактов масляных выключателей содержит пирометрические датчики, соединенные с контроллером для обработки сигнала, сервер и панель визуализации, расположенные в шкафу сбора данных. Шкаф сбора данных, обеспечивает сбор, обработку и передачу на верхний уровень информации с пирометрических датчиков, установленных на каждом полюсе трехполюсного выключателя и фиксирующих температуру нагрева рабочих контактов. Количество пирометрических датчиков определяется количеством разрывов электрической цепи выключателя, т.е. на каждый разрыв (отдельное место контроля температуры) требуется свой датчик. Например, для трехполюсного выключателя с двумя параллельными контурами и двумя разрывами на полюс необходимо 12 датчиков.The proposed automated system for monitoring the temperature of the working contacts of oil switches contains pyrometric sensors connected to the controller for signal processing, a server and a visualization panel located in the data collection cabinet. The data collection cabinet provides for the collection, processing and transmission to the upper level of information from pyrometric sensors installed at each pole of a three-pole switch and fixing the heating temperature of the working contacts. The number of pyrometric sensors is determined by the number of breaks in the circuit breaker, i.e. for each gap (a separate place of temperature control) requires its own sensor. For example, for a three-pole circuit breaker with two parallel circuits and two breaks per pole, 12 sensors are needed.
Предпочтительно, чтобы система содержала устройства для защиты от импульсных помех на линиях связи пирометров и шкафа сбора данных, а также эти линии были выполнены экранированным кабелем для защиты от электромагнитных полей электрооборудования.Preferably, the system contains devices for protection against impulse noise on the communication lines of the pyrometers and the data acquisition cabinet, and also these lines are made of shielded cable to protect against electromagnetic fields of electrical equipment.
Система может содержать планку для крепления пирометров на выключателе для удобства монтажа и демонтажа при капитальном ремонте выключателя.The system may include a bracket for mounting pyrometers on the switch for ease of installation and dismantling during overhaul of the switch.
Также контролируемые поверхности рабочих контактов масляных выключателей могут быть окрашены высокотемпературным матовым пленкообразующим веществом, например матовой краской, для повышения точности измерения температуры за счет защиты от отраженного тепла.Also, the controlled surfaces of the working contacts of the oil circuit breakers can be painted with a high-temperature matte film-forming substance, for example, matte paint, to increase the accuracy of temperature measurement due to protection from reflected heat.
Изобретение поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:
На фиг. 1 представлена структурная схема заявляемой системы; на фиг. 2 размещена схема расположения пирометрических датчиков на выключателе; на фиг. 3 показано крепление датчиков на планке, а также планки к верхнему швеллеру выключателя; на фиг. 4 представлен общий вид выключателя с указанием места установки датчиков; на фиг. 5 показан главный токоведущий контур выключателя с токоведущими шинами и ламелями.In FIG. 1 presents a structural diagram of the inventive system; in FIG. 2 shows the arrangement of pyrometric sensors on the switch; in FIG. 3 shows the mounting of sensors on a bar, as well as a bar to the upper channel of the switch; in FIG. 4 shows a general view of the switch indicating the location of the sensors; in FIG. 5 shows the main current-carrying circuit of the circuit breaker with current-carrying tires and sipes.
Система содержит следующие конструктивные элементы:The system contains the following structural elements:
1 - Пирометрические датчики;1 - Pyrometric sensors;
2 - Выключатель;2 - switch;
3 - Устройство защиты от импульсных перенапряжений;3 - surge protection device;
4 - Контроллер;4 - Controller;
5 - Модуль ввода-вывода сигналов;5 - Signal input-output module;
6 - Сервер базы данных;6 - database server;
7 - Сетевой коммутатор;7 - Network switch;
8 - Контроллер панели визуализации;8 - visualization panel controller;
9 - Панель визуализации;9 - visualization panel;
10 - Источник бесперебойного питания;10 - Uninterruptible power supply;
11 - Шкаф сбора данных;11 - Data collection cabinet;
12 - Витая пара;12 - Twisted pair;
13 - Информационно-Техническая Сеть (ИТС) завода Ethernet;13 - Information Technology Network (ITS) of the Ethernet plant;
14 - Автоматизированное Рабочее Место (АРМ) оперативно-диспетчерского персонала;14 - Automated Workplace (AWP) of operational dispatching personnel;
15 - Рабочие контакты выключателя;15 - Working contacts of the switch;
16 - Металлическая планка;16 - Metal strip;
17 - Верхний швеллер выключателя;17 - Upper channel of the switch;
18 - Кронштейн;18 - Bracket;
19 - Токоведущая шина выключателя;19 - Current-carrying bus circuit breaker;
20 - Ламели.20 - Lamels.
В качестве решения предложена автоматизированная система непрерывного контроля температуры рабочих контактов масляных выключателей типа МГУ-20.As a solution, an automated system for continuous monitoring of the temperature of the working contacts of oil switches of the MGU-20 type is proposed.
Контроль температуры рабочих контактов масляных выключателей производится бесконтактным способом при помощи инфракрасных пирометрических датчиков 1. Датчики устанавливаются над каждым из 12-ти рабочих контактов 15 выключателя 2 с помощью кронштейнов 18 на металлическую, предпочтительно алюминиевую, планку 16, смонтированную на верхние швеллеры 17 выключателя 2.The temperature of the working contacts of the oil switches is controlled by a non-contact method using infrared
Сигналы с датчиков 1 передаются по витой паре 12, экранированной и заземленной для защиты от электромагнитных помех, на контроллер 4 посредством модулей ввода-вывода сигналов 5 через устройства для защиты от импульсных перенапряжений 3, выполненные в виде модулей защиты интерфейсов передачи данных, которые состоят из каскадов на трехэлектродных двухкамерных разрядниках и каскадов на защитных диодах (супрессорах). Контроллер 4 производит прием, буферное хранение и передачу данных на сервер базы данных 6. Коммутация сигналов осуществляется через сетевой коммутатор 7. Все вышеупомянутое оборудование располагается в шкафу сбора данных 11, устанавливаемом в помещении электроустановки с контролируемыми выключателями. Оборудование шкафа сбора данных электрически запитано от источника бесперебойного питания 10 для обеспечения непрерывности контроля температуры контактов.The signals from the
На сервере базы данных 6 производится обработка, выборка и хранение данных. Температура рабочих контактов 15 введенных в работу масляных выключателей 2 записывается в базу данных с периодичностью 1 мин. Данные на сервере базы данных 6 архивируются с глубиной 6 месяцев.
На двери шкафа сбора данных 11 располагается панель визуализации 9 для отображения текущей температуры рабочих контактов, состояния системы на базе контроллера 4 панели визуализации 9.On the door of the
Данные с сервера базы данных 6 поступают на существующие Автоматизированные Рабочие Места (АРМы) оперативно-диспетчерского персонала 14.Data from the
Программное обеспечение автоматизированной системы непрерывного контроля температуры, устанавливаемое на АРМ, является автономным, без взаимодействия с существующим программным обеспечением (ПО). С ПО автоматизированной системы мониторинга температуры производится дистанционный мониторинг всей системы: визуализация температур на экране, аварийная и предупредительная сигнализация, настройка системы, просмотр истории событий, накопленных данных, формирование отчетов.The software of the automated system of continuous temperature control, installed on the workstation, is autonomous, without interaction with existing software (software). Using the software of an automated temperature monitoring system, remote monitoring of the entire system is performed: visualization of temperatures on the screen, alarm and warning alarms, system settings, viewing the history of events, accumulated data, and generating reports.
Связь контроллера 4, сервера базы данных 6 и АРМ 14 производится по заводской информационной сети Ethernet 13.The
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019115720A RU2704606C1 (en) | 2019-05-22 | 2019-05-22 | System of continuous monitoring of temperature of contacts of oil circuit breakers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019115720A RU2704606C1 (en) | 2019-05-22 | 2019-05-22 | System of continuous monitoring of temperature of contacts of oil circuit breakers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2704606C1 true RU2704606C1 (en) | 2019-10-30 |
Family
ID=68500910
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019115720A RU2704606C1 (en) | 2019-05-22 | 2019-05-22 | System of continuous monitoring of temperature of contacts of oil circuit breakers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2704606C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3983454A (en) * | 1974-08-12 | 1976-09-28 | Westinghouse Electric Corporation | Distribution transformer secondary circuit breaker |
SU1781719A1 (en) * | 1990-11-11 | 1992-12-15 | Yurij A Fominykh | Method of checking status of current-carrying system of commutation apparatus |
RU2327179C1 (en) * | 2007-02-26 | 2008-06-20 | ЗАО "СибКОТЭС" | High-voltage oil switch diagnostics system |
WO2014176372A1 (en) * | 2013-04-25 | 2014-10-30 | General Atomics | Pulsed interrupter and method of operation |
-
2019
- 2019-05-22 RU RU2019115720A patent/RU2704606C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3983454A (en) * | 1974-08-12 | 1976-09-28 | Westinghouse Electric Corporation | Distribution transformer secondary circuit breaker |
SU1781719A1 (en) * | 1990-11-11 | 1992-12-15 | Yurij A Fominykh | Method of checking status of current-carrying system of commutation apparatus |
RU2327179C1 (en) * | 2007-02-26 | 2008-06-20 | ЗАО "СибКОТЭС" | High-voltage oil switch diagnostics system |
WO2014176372A1 (en) * | 2013-04-25 | 2014-10-30 | General Atomics | Pulsed interrupter and method of operation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101423559B1 (en) | Intelligent deterioration monitoring vision system for electric distributing board | |
US20060229834A1 (en) | Dual connection power line parameter analysis method and system | |
KR101194021B1 (en) | Distributing board using many area temperature sensing | |
EP2442122A2 (en) | Acoustic sensor system for detecting electrical conductivity faults in an electrical distribution system | |
KR20140101539A (en) | A high tension panel, low tension panel, dstribution panel and motor control panel for Fire Sensing Fuction | |
CN103676888A (en) | System and method for monitoring ring main unit cable joint temperature | |
CN105093076A (en) | Online abnormity monitor of high tension switchgear | |
KR20200081088A (en) | The implement method of smart solution for switchgear existing installed | |
KR101723217B1 (en) | A self-diagnosis module for diagnosing whether or not the operation is correct within the power distribution panel itself and for alarming if the operation is inaccurate, and a switchboard | |
KR20180003978A (en) | A self-diagnosis module for diagnosing whether or not the operation is correct within the power distribution panel itself and for alarming if the operation is inaccurate, and a switchboard | |
CN113687160A (en) | Method, device, terminal and system for station alternating current loop early warning | |
CN204214573U (en) | A kind of arc light temperature-detecting device | |
EP1707969A1 (en) | Power line parameter analysis method and system | |
CN116092260A (en) | Electrical fire monitoring method and system based on image acquisition | |
CN101943722B (en) | On-line detecting device for surge protector | |
KR101535923B1 (en) | An electric distributing board with diagnosis function of electric power quality through monitoring carbonization of power cable and dischare of power apparatus connecting parts | |
KR102336205B1 (en) | Method for Detecting Abnomal Temperature using Fire Preventing Device of Rack | |
RU2704606C1 (en) | System of continuous monitoring of temperature of contacts of oil circuit breakers | |
CN210322033U (en) | Female temperature monitoring devices that arranges of cubical switchboard | |
CN202614392U (en) | Transformer substation equipment monitoring device based on passive wireless sensing technology | |
CN111650475A (en) | Power distribution network cable monitoring method | |
CN109473878B (en) | Online temperature measurement system of direct current switch cabinet body for locomotive power supply | |
CN208225247U (en) | Building electrical fire hidden danger detection system | |
CN210625728U (en) | Cubical switchboard running state monitoring facilities | |
JPH11262117A (en) | Board temperature monitoring method and equipment |