一种高压柜母线室监控装置的研制与应用

引言

近年来,随着供电设备使用时间已经超过年限以及电网运行负荷的不断增长,一次设备出现损伤的情况越来越多。设备过负荷运行,局部过热超温绝缘损坏等现象时有发生,如果不能及时发现并予以处理,轻则损坏设备,造成停电事故,重则危及人身及电网安全。10kV高压柜中各种一次设备比较集中,设备接头和刀口通过电流超过1000A。尤其是高压柜母线室,为了满足用户用电,高压柜母线室长期无法进行停电观察和检修,经常出现母线室支持瓷瓶损伤、触头松动、刀口温度异常升高等问题。另外,工作人员日常巡视时,需要到每个高压柜的监视窗口查看,给巡视带来了极大的不便,同时也容易因监视不全监视频率过低而造成安全隐患。

基于此,研制一种能对高压柜母线室进行实时监控,使电力人员能够及时获取设备运行状态的装置成为电力行业的迫切需求。

1技术方案

为了能够有效地帮助变电人员完成日常维护和巡视的工作,要求高压柜母线室实时监控装置应满足以下要求:

(1）能够完成高压柜母线室一次设备运行温度的监控和实时运行状况的监控,并传输数据:

(2）监控装置结构简单,方便安装和维护:

(3）为了保证实现实时监控的功能,要求有不间断电源保证监控系统正常工作。

依据要求(1）,研制的高压柜母线室实时监控系统应该包括摄像头温度传感器无线传输装置和处理器,摄像头和温度传感器能对高压柜母线室内的情况进行图像、温度的双重监控,并通过无线传输装置传输至外部监控设备的接收端,实现对高压柜母线室一次设备运行状态的实时监控。处理器分别与摄像头、温度传感器、无线传输装置耦接,处理器将接收的信息转化为可视化影像。

依据要求(2）,研制的高压柜母线室实时监控系统需要制作特殊的监控装置外壳,摄像头、温度传感器能够安装在监控装置外壳一侧(上侧）,同时固定监控装置外壳的另一侧(下侧）固定在高压柜母线室的柜面,处理器和无线传输装置安装在监控装置外壳内。监控装置的外壳由满足绝缘要求的材料制作,保证其绝缘性能满足要求,监控摄像头的摄像端和温度传感器的测量端位于外壳上侧,摄像头和温度传感器应面对高压柜母线室内部。监控装置外壳下侧设有凸出于外壳的限位环,作为固定底座,将整个监控装置固定在高压柜母线室,另外为保证监控装置工作的安全性,温度传感器为非接触式温度传感器。

依据要求(3）,要求监控装置必须有不间断电源保证其正常运行,监控装置外壳下侧包含电源接口,保证监控装置有不间断的电源。

2技术实施

根据上述技术方案,设计出了一种高压柜母线室监控装置,如图1所示。

高压柜母线室监控装置包括固定底座和设于固定底座的监控组件,监控组件包括摄像头温度传感器无线传输装置和处理器,处理器分别与摄像头、温度传感器、无线传输装置耦接。该高压柜母线室监控装置通过固定底板进行安装,在安装更换时不需要断开母线,可在保持电力设备正常运行的情况下进行检修。监控组件的摄像头和温度传感器能对高压柜母线室内的情况进行图像温度的双重监控,处理器进行信息处理后通过无线传输装置传输至外部监控设备的接收端,实现对高压柜母线室状态的实时监控。

其中,固定底座安装于高压柜母线室外部,监控组件设于固定底座靠近高压柜母线室内部的一侧。高压柜母线室监控装置还包括用于保护的外壳,摄像头的摄像端和温度传感器的测量端位于外壳外侧。另外,固定底座为圆盘形,外壳靠近固定底座一端为圆柱型,底座的外径大于外壳的外径,形成凸出于外壳的限位环。在安装该高压柜母线室监控装置时,在母线室开设与外壳外径匹配的开孔,将高压柜母线室监控装置从外至内套接安装,此时监控组件朝向母线室内部,之后通过紧固件把高压柜母线室监控装置固定在高压柜上,完成安装。

另外,温度传感器为非接触式温度传感器。高压柜母线室监控装置还包括设于固定底座的电源接口。对母线室进行温度测定时,若通过高压柜外部设备使用无线测温技术进行测温,无法监控到母线室的运行状态,当温度异常时,无法确定该温度传感器的数据是否正确,需要额外设备辅助判断,或者停用母线才可进行温度判断,效果不好。而直接安装于母线室内的温度传感器,维护时一般需要停用母线才能进行检修,不便于维护。因此,通过固定底座安装温度传感器,并通过设于固定底座的电源接口在母线室外部外接电源,能在不停用母线的情况下,对监控装置进行维护检修,解决了上述问题。

该高压柜母线室监控装置在使用时,通过摄像头和温度传感器对温度、图像等信息进行采集处理,并通过无线传输装置传输信号至外部监控设备。通过监控数据实时查看柜内温度及图像,可对内部元件的工作情况进行实时监测,在出现问题时可快速响应,采取检修措施,及时排除安全隐患,使电力设备的事故发生率降到最低,对提高巡检效率和高压柜的安全运行起到了关键性的作用。

3结语

本文研制的高压柜母线室监控装置,包括了固定底座、摄像头、温度传感器、无线传输装置和处理器。高压柜母线室监控装置通过固定底座安装在高压柜母线室,摄像头和温度传感器能对高压柜母线室内的情况进行图像、温度数据的双重监控,能更准确地进行预警或判断故障问题。图像和温度的数据通过无线传输装置传输至外部监控设备的接收端中,实现对高压柜母线室状态的实时监控,有效地监控了高压柜母线室的实时运行情况,保证了电网的安全运行。