現(xiàn)代社會對電能的依賴性極高,用電密度越大的地區(qū)對電的依賴性越高,因而對供電設備的可靠性提出了越來越高的要求。目前普遍使用的小車式開關柜由于斷路器與開關柜之間采用插頭聯(lián)接,當小車與開關柜因制造、運輸及安裝不良等都將引起觸頭接觸不良,接觸電阻增大,出現(xiàn)觸頭溫升過高,甚至燒毀,造成停電,這些現(xiàn)象在大電流開關柜如進線柜上尤為突出,且影響極大。為避免此類事故的發(fā)生,安裝一種能即時監(jiān)測觸頭溫升的裝置顯得非常迫切。
由于高壓開關觸頭處于高電壓、高溫度、強磁場以及極強的電磁干擾環(huán)境中,要實現(xiàn)對觸頭的測溫,必須解決電子測量裝置在上述惡劣環(huán)境條件下的適應性。
1.1高壓隔離
實現(xiàn)高壓設備在線監(jiān)測,首先要解決高壓隔離問題。一般來說,解決這個問題有兩個途徑:一是通過空間隔離,另一是通過光纖隔離?臻g隔離,信號可由光傳送或無線電傳送,本方案采用無線電進行信號傳送,它具有隔離徹底、結構簡單、抗干擾能力強、工作可靠等特點。而通過光纖隔離存在著沿面放電問題,需要有較長的沿面爬電距離。
1.2開關柜無線測溫供電方式
因為溫度檢測器與測溫點處同一高電位,檢測器工作電源不能從外部供給,只能由內部產生,為此可以采用電池供電或感應供電,因為電池供電存在信號發(fā)射功率低,溫度數(shù)據(jù)更新周期長,使用壽命短等缺點,所以我們采用感應供電,方法是在主導電回路上安裝一感應線圈作為電源。但由于開關柜工作電流變化很大,一般可達十幾倍,為保證感應線圈能提供較為穩(wěn)定的電源,利用鐵芯磁飽和原理,適當選擇鐵芯截面,小電流時鐵芯正常勵磁,大電流時鐵芯飽和,從而提供了變化幅度較小的電源,再通過電子穩(wěn)壓裝置,向檢測器提供穩(wěn)定可靠的電源。
1.3開關柜無線測溫抗干擾措施
高壓開關柜運行在高電壓、大電流的狀態(tài),系統(tǒng)事故瞬間還出現(xiàn)強烈的電磁暫態(tài)過程,這些都產生強電場、磁場及強電磁干擾,這對于微電子系統(tǒng)及微弱信號處理非常不利。
為消除這些干擾,同時采用軟、硬件抗干擾措施,在軟件設計上應用數(shù)字編碼、解碼技術,剔除干擾信號,并使用了軟件濾波技術;在硬件上采用金屬屏蔽,加強各級濾波消除高頻干擾。檢測器與測溫點處于同一電位,減少電場的影響。另外為消除隨機干擾,利用觸頭溫度變化相對緩慢的特點,對檢測點信號反復接收,多次采集,排除異常數(shù)據(jù)以保證數(shù)據(jù)可靠,通過以上綜合措施,整機有了較好的抗干擾能力,測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。
1.4開關柜無線測溫熱穩(wěn)定性問題
溫度檢測器安裝在主導電回路上,測量點溫度可達120℃以上,這就要求檢測器有良好的熱穩(wěn)定性,由于測溫探頭與檢測器之間用導線聯(lián)接,檢測器可遠離高溫區(qū),安裝在導電回路溫度較低處(一般可在80℃以下),從而降低了檢測器耐高溫的要求。與此同時選用熱穩(wěn)定性較好的元器件。本監(jiān)測器在測量點溫度為20~125℃,環(huán)境溫度為80℃以下,穩(wěn)定性可控制在±1℃以內。
1.5開關柜無線測溫實用性
實際應用必須做到工作可靠、結構簡單、體積小巧、便于安裝又不影響開關柜的結構性能,而且產品的價格易被用戶接受。為實現(xiàn)上述目標,選用通用、標準、可靠的元器件,在保證實際需要的前提下,既降低成本,又保證足夠的實用精度;在結構設計上力求緊湊小巧,與開關柜配套時,原柜結構無需變動,不影響原柜各種性能,特別是開關柜的絕緣性能幾乎不被影響。
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