水泥廠電氣設備溫升分析及實時監控
在現代化的大型水泥工業中,電力系統是工廠企業的動力核心。電力系統的安全運行也一直是工廠設備維護的重中之重。
據不完全統計,目前國內的眾多水泥廠均不同程度地出現了變電站開關柜、封閉母線、隔離開關、電纜頭等設備由于絕緣老化或接觸不良而造成溫度異常變化。當溫度異常升高時,對設備主要有以下影響:
1、對金屬材料的影響:溫度升高,金屬材料軟化.機械強度將明顯下降。例如,銅金屬材料長期工作溫度超過200℃時,機械強度明顯下降;短時工作溫度超過300℃時,機械強度也明顯下降。鋁金屬材料的機械強度也與溫度密切相關。通常,鋁的長期工作溫度不宜超過90℃,短時工作溫度不宜超過120℃。
2、對電接觸的影響:電接觸不良是導致許多電氣設備故障的重要原因,而電接觸部分的溫度對電接觸的良好性影響極大。當電接觸長期高于90℃時,電接觸兩導體表面會劇烈氧化,接觸電阻明顯增加,造成導體及其附件(零部件)溫度升高,甚至可能使觸頭發生熔焊。由彈簧壓緊的觸頭,在溫度升高后,彈簧壓力降低,電接觸的穩定性更差,更容易造成電氣故障。短時工作溫度不宜超過130℃ 。
3、對絕緣材料的影響: 溫度過高,有機絕緣材料將會變脆老化,絕緣性能下降,甚至擊穿,材料的使用壽命也將縮短。例如,A級絕緣材料在一定溫度范圍內,每增加8-10℃,材料的使用壽命約縮短50%。因此對電機類設備存在較大影響。溫度過高,對無機絕緣材料的絕緣性能也有明顯影響。如,電瓷的擊穿強度在溫度為80℃以下時約為250kv/mm。到100℃時,其擊穿強度約為100kv/mm。
4、對電子元器件的影響: 高溫是許多電子元器件的大敵,如高溫可使半導體元件熱擊穿,因為溫度升高,電子激活程度加劇,使本來不導電的半導體層導通;高溫使電子元器件的性能變劣,如在偏高酌溫度下,電子元件的反向導電電流增加,長時間工作在超過95℃的環境中,會損壞設備。
現在工廠普遍使用的是小車式開關柜,其斷路器與開關柜之間采用插頭連接,長期的大電流、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高甚至燒毀等現象。
目前市場上,高壓開關柜在設計過程中,為了安全防護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,電氣設備內部缺陷不易發現這些設備在運行過程中溫度變化就不容易及時發現。影響設備不正常發熱有以下幾種情況:
1:電氣設備外部缺陷。電氣外部設備缺陷主要問題就是連接不良,主要有以下幾種,(1)開關、母線、線纜接頭連接不良,螺栓為擰緊。(2)導體、觸頭長期運行的電化學腐蝕氧化。(3)大氣中的有害氣體、灰塵引起的腐蝕。(4)設備材質質量差,加工安裝工藝不好造成導體損傷。(5)機械振動等各種原因所造成的實際截面積降低。(6)觸頭接觸空氣形成氧化電阻產生溫升。
2:電氣設備本身質量問題。主要是指(1)、設備殼體內部電氣故障.(2)絕緣介質劣化。(3)內部受潮介質損耗增大。(4)不同金屬材料連接產生接觸電阻。(5)電纜終端、中間頭制作工藝缺陷。(6)鐵芯渦流產生升溫。(7)非線性負載引起的高次諧波等所引起的發熱。
3:使用不當。(1)短路引起溫升。(2)帶負荷拉閘造成弧光短路發熱。(3)超負荷運行。
因為水泥廠供電系統長期處于運行狀態,封閉母線、穿墻套管、開關觸點、母排連接處因氧化或者接觸電阻過大而發熱,但是又無法檢測,如果長期處于異常發熱狀態就會可能導致短路跳電,發生電氣事故。因此對這些電氣設備的重要部位的溫度上升情況進行實時的在線檢測,隨時掌握電氣設備 的運行狀態,對設備的預防性維護,尤為重要。
為滿足電力設備溫度監控,北京斯拓高科電氣有限公司研發的ST4.0無線測溫系統,完全實現了對電氣設備溫度實時監控。ST4.0系統主要有以下特點:
1、無線監測系統ST4.0將各個采集裝置采集到的溫度信號,通過無線發射模塊發送給無線接收裝置,是采用先進的Zigbee無線組網技術,2.4G頻率進行通信,抗干擾強。
2、采集裝置由高能電池供電,供電時間3-5年,無需外部布線供電,安裝便利。
3、安全性高、可靠性好。ST4000在設計過程中采用了多種抗干擾措施。靜電放電抗干擾符合4級,電快速瞬變脈沖群抗干擾性符合4級,高壓沖擊抗干擾符合4級,浪涌抗干擾符合3級,面板防護等級符合IP54,殼體防護等級符合IP20.
4、能通過管理系統實時、直觀的觀察到各測溫點運行溫度的變化情況.
5、通過對所有現場檢測到的數據,能自動生成指定時間段的溫度變化趨勢、歷史事件統計,以及所需要的曲線圖和圖表。
6、系統能夠對所檢測到的數據進行分析,提前預知和判斷被監測點故障,詳細顯示故障點的位置。
7、報警溫度可以根據用戶的實際情況自行設定,對監測點溫度警戒值、溫度危險值可進行現場設定在溫度超過預警線時系統可進行聲、光報警并輸出相應無源開關觸點,使維護人員及時排除故障,杜絕故障的發生。
對電氣設備溫度的可靠控制是企業安全運營的重要保障,全面掌握設備運行情況,實時監測電氣設備關鍵點溫度,能夠對設備隱患及時處理,避免設備事故發生,提高整個電力系統的運行可靠性。
編輯:張敏
監督:0571-85871667
投稿:news@ccement.com