水泥廠電氣設(shè)備溫升分析及實(shí)時(shí)監(jiān)控

  在現(xiàn)代化的大型水泥工業(yè)中，電力系統(tǒng)是工廠企業(yè)的動(dòng)力核心。電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行也一直是工廠設(shè)備維護(hù)的重中之重。

  據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前國(guó)內(nèi)的眾多水泥廠均不同程度地出現(xiàn)了變電站開關(guān)柜、封閉母線、隔離開關(guān)、電纜頭等設(shè)備由于絕緣老化或接觸不良而造成溫度異常變化。當(dāng)溫度異常升高時(shí)，對(duì)設(shè)備主要有以下影響：

  1、對(duì)金屬材料的影響：溫度升高，金屬材料軟化．機(jī)械強(qiáng)度將明顯下降。例如，銅金屬材料長(zhǎng)期工作溫度超過(guò)200℃時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度明顯下降；短時(shí)工作溫度超過(guò)300℃時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度也明顯下降。鋁金屬材料的機(jī)械強(qiáng)度也與溫度密切相關(guān)。通常，鋁的長(zhǎng)期工作溫度不宜超過(guò)90℃，短時(shí)工作溫度不宜超過(guò)120℃。

  2、對(duì)電接觸的影響：電接觸不良是導(dǎo)致許多電氣設(shè)備故障的重要原因，而電接觸部分的溫度對(duì)電接觸的良好性影響極大。當(dāng)電接觸長(zhǎng)期高于90℃時(shí)，電接觸兩導(dǎo)體表面會(huì)劇烈氧化，接觸電阻明顯增加，造成導(dǎo)體及其附件(零部件)溫度升高，甚至可能使觸頭發(fā)生熔焊。由彈簧壓緊的觸頭，在溫度升高后，彈簧壓力降低，電接觸的穩(wěn)定性更差，更容易造成電氣故障。短時(shí)工作溫度不宜超過(guò)130℃ 。

  3、對(duì)絕緣材料的影響： 溫度過(guò)高，有機(jī)絕緣材料將會(huì)變脆老化，絕緣性能下降，甚至擊穿，材料的使用壽命也將縮短。例如，A級(jí)絕緣材料在一定溫度范圍內(nèi)，每增加8-10℃，材料的使用壽命約縮短50％。因此對(duì)電機(jī)類設(shè)備存在較大影響。溫度過(guò)高，對(duì)無(wú)機(jī)絕緣材料的絕緣性能也有明顯影響。如，電瓷的擊穿強(qiáng)度在溫度為80℃以下時(shí)約為250kv／mm。到100℃時(shí)，其擊穿強(qiáng)度約為100kv／mm。

  4、對(duì)電子元器件的影響： 高溫是許多電子元器件的大敵，如高溫可使半導(dǎo)體元件熱擊穿，因?yàn)闇囟壬撸娮蛹せ畛潭燃觿。贡緛?lái)不導(dǎo)電的半導(dǎo)體層導(dǎo)通；高溫使電子元器件的性能變劣，如在偏高酌溫度下，電子元件的反向?qū)щ婋娏髟黾?，長(zhǎng)時(shí)間工作在超過(guò)95℃的環(huán)境中，會(huì)損壞設(shè)備。

  現(xiàn)在工廠普遍使用的是小車式開關(guān)柜，其斷路器與開關(guān)柜之間采用插頭連接，長(zhǎng)期的大電流、觸頭老化等因素易致其接觸電阻增大，從而造成觸頭溫升過(guò)高甚至燒毀等現(xiàn)象。

  目前市場(chǎng)上，高壓開關(guān)柜在設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了安全防護(hù)和外觀美觀等綜合要求，高壓斷路器、母線、觸頭、刀頭被絕緣外殼密封起來(lái)，電氣設(shè)備內(nèi)部缺陷不易發(fā)現(xiàn)這些設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中溫度變化就不容易及時(shí)發(fā)現(xiàn)。影響設(shè)備不正常發(fā)熱有以下幾種情況：

  1：電氣設(shè)備外部缺陷。電氣外部設(shè)備缺陷主要問(wèn)題就是連接不良，主要有以下幾種，（1）開關(guān)、母線、線纜接頭連接不良，螺栓為擰緊。（2）導(dǎo)體、觸頭長(zhǎng)期運(yùn)行的電化學(xué)腐蝕氧化。（3）大氣中的有害氣體、灰塵引起的腐蝕。（4）設(shè)備材質(zhì)質(zhì)量差，加工安裝工藝不好造成導(dǎo)體損傷。（5）機(jī)械振動(dòng)等各種原因所造成的實(shí)際截面積降低。（6）觸頭接觸空氣形成氧化電阻產(chǎn)生溫升。

  2：電氣設(shè)備本身質(zhì)量問(wèn)題。主要是指（1）、設(shè)備殼體內(nèi)部電氣故障.（2）絕緣介質(zhì)劣化。（3）內(nèi)部受潮介質(zhì)損耗增大。（4）不同金屬材料連接產(chǎn)生接觸電阻。（5）電纜終端、中間頭制作工藝缺陷。（6）鐵芯渦流產(chǎn)生升溫。（7）非線性負(fù)載引起的高次諧波等所引起的發(fā)熱。

  3：使用不當(dāng)。（1）短路引起溫升。（2）帶負(fù)荷拉閘造成弧光短路發(fā)熱。（3）超負(fù)荷運(yùn)行。

  因?yàn)樗鄰S供電系統(tǒng)長(zhǎng)期處于運(yùn)行狀態(tài)，封閉母線、穿墻套管、開關(guān)觸點(diǎn)、母排連接處因氧化或者接觸電阻過(guò)大而發(fā)熱，但是又無(wú)法檢測(cè)，如果長(zhǎng)期處于異常發(fā)熱狀態(tài)就會(huì)可能導(dǎo)致短路跳電，發(fā)生電氣事故。因此對(duì)這些電氣設(shè)備的重要部位的溫度上升情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的在線檢測(cè)，隨時(shí)掌握電氣設(shè)備 的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)，尤為重要。

  為滿足電力設(shè)備溫度監(jiān)控，北京斯拓高科電氣有限公司研發(fā)的ST4.0無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)，完全實(shí)現(xiàn)了對(duì)電氣設(shè)備溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控。ST4.0系統(tǒng)主要有以下特點(diǎn)：

  1、無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)ST4.0將各個(gè)采集裝置采集到的溫度信號(hào)，通過(guò)無(wú)線發(fā)射模塊發(fā)送給無(wú)線接收裝置，是采用先進(jìn)的Zigbee無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)，2.4G頻率進(jìn)行通信，抗干擾強(qiáng)。

  2、采集裝置由高能電池供電，供電時(shí)間3-5年，無(wú)需外部布線供電，安裝便利。

  3、安全性高、可靠性好。ST4000在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用了多種抗干擾措施。靜電放電抗干擾符合4級(jí)，電快速瞬變脈沖群抗干擾性符合4級(jí)，高壓沖擊抗干擾符合4級(jí)，浪涌抗干擾符合3級(jí)，面板防護(hù)等級(jí)符合IP54，殼體防護(hù)等級(jí)符合IP20.

  4、能通過(guò)管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)、直觀的觀察到各測(cè)溫點(diǎn)運(yùn)行溫度的變化情況.

  5、通過(guò)對(duì)所有現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，能自動(dòng)生成指定時(shí)間段的溫度變化趨勢(shì)、歷史事件統(tǒng)計(jì)，以及所需要的曲線圖和圖表。

  6、系統(tǒng)能夠?qū)λ鶛z測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提前預(yù)知和判斷被監(jiān)測(cè)點(diǎn)故障，詳細(xì)顯示故障點(diǎn)的位置。

  7、報(bào)警溫度可以根據(jù)用戶的實(shí)際情況自行設(shè)定，對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度警戒值、溫度危險(xiǎn)值可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定在溫度超過(guò)預(yù)警線時(shí)系統(tǒng)可進(jìn)行聲、光報(bào)警并輸出相應(yīng)無(wú)源開關(guān)觸點(diǎn),使維護(hù)人員及時(shí)排除故障，杜絕故障的發(fā)生。

  對(duì)電氣設(shè)備溫度的可靠控制是企業(yè)安全運(yùn)營(yíng)的重要保障，全面掌握設(shè)備運(yùn)行情況，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電氣設(shè)備關(guān)鍵點(diǎn)溫度，能夠?qū)υO(shè)備隱患及時(shí)處理，避免設(shè)備事故發(fā)生，提高整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。