現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電能的依賴性極高,用電密度越大的地區(qū)對(duì)電的依賴性越高,因而對(duì)供電設(shè)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(guān)柜由于斷路器與開關(guān)柜之間采用插頭聯(lián)接,當(dāng)小車與開關(guān)柜因制造、運(yùn)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(guān)柜如進(jìn)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(shí)監(jiān)測(cè)觸頭溫升的裝置顯得非常迫切。
由于高壓開關(guān)觸頭處于高電壓、高溫度、強(qiáng)磁場(chǎng)以及極強(qiáng)的電磁干擾環(huán)境中,要實(shí)現(xiàn)對(duì)觸頭的測(cè)溫,必須解決電子測(cè)量裝置在上述惡劣環(huán)境條件下的適應(yīng)性。
1.1高壓隔離
實(shí)現(xiàn)高壓設(shè)備在線監(jiān)測(cè),首先要解決高壓隔離問題。一般來說,解決這個(gè)問題有兩個(gè)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(hào)可由光傳送或無線電傳送,本方案采用無線電進(jìn)行信號(hào)傳送,它具有隔離徹底、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)、工作可靠等特點(diǎn)。而通過光纖隔離存在著沿面放電問題,需要有較長(zhǎng)的沿面爬電距離!
1.2開關(guān)柜無線測(cè)溫供電方式
因?yàn)闇囟葯z測(cè)器與測(cè)溫點(diǎn)處同一高電位,檢測(cè)器工作電源不能從外部供給,只能由內(nèi)部產(chǎn)生,為此可以采用電池供電或感應(yīng)供電,因?yàn)殡姵毓╇姶嬖谛盘?hào)發(fā)射功率低,溫度數(shù)據(jù)更新周期長(zhǎng),使用壽命短等缺點(diǎn),所以我們采用感應(yīng)供電,方法是在主導(dǎo)電回路上安裝一感應(yīng)線圈作為電源。但由于開關(guān)柜工作電流變化很大,一般可達(dá)十幾倍,為保證感應(yīng)線圈能提供較為穩(wěn)定的電源,利用鐵芯磁飽和原理,適當(dāng)選擇鐵芯截面,小電流時(shí)鐵芯正常勵(lì)磁,大電流時(shí)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(cè)器提供穩(wěn)定可靠的電源。
1.3開關(guān)柜無線測(cè)溫抗干擾措施
高壓開關(guān)柜運(yùn)行在高電壓、大電流的狀態(tài),系統(tǒng)事故瞬間還出現(xiàn)強(qiáng)烈的電磁暫態(tài)過程,這些都產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)及強(qiáng)電磁干擾,這對(duì)于微電子系統(tǒng)及微弱信號(hào)處理非常不利。
為消除這些干擾,同時(shí)采用軟、硬件抗干擾措施,在軟件設(shè)計(jì)上應(yīng)用數(shù)字編碼、解碼技術(shù),剔除干擾信號(hào),并使用了軟件濾波技術(shù);在硬件上采用金屬屏蔽,加強(qiáng)各級(jí)濾波消除高頻干擾。檢測(cè)器與測(cè)溫點(diǎn)處于同一電位,減少電場(chǎng)的影響。另外為消除隨機(jī)干擾,利用觸頭溫度變化相對(duì)緩慢的特點(diǎn),對(duì)檢測(cè)點(diǎn)信號(hào)反復(fù)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(jī)有了較好的抗干擾能力,測(cè)量數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。
1.4開關(guān)柜無線測(cè)溫?zé)岱(wěn)定性問題
溫度檢測(cè)器安裝在主導(dǎo)電回路上,測(cè)量點(diǎn)溫度可達(dá)120℃以上,這就要求檢測(cè)器有良好的熱穩(wěn)定性,由于測(cè)溫探頭與檢測(cè)器之間用導(dǎo)線聯(lián)接,檢測(cè)器可遠(yuǎn)離高溫區(qū),安裝在導(dǎo)電回路溫度較低處(一般可在80℃以下),從而降低了檢測(cè)器耐高溫的要求。與此同時(shí)選用熱穩(wěn)定性較好的元器件。本監(jiān)測(cè)器在測(cè)量點(diǎn)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(nèi)。
1.5開關(guān)柜無線測(cè)溫實(shí)用性
實(shí)際應(yīng)用必須做到工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧、便于安裝又不影響開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)性能,而且產(chǎn)品的價(jià)格易被用戶接受。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),選用通用、標(biāo)準(zhǔn)、可靠的元器件,在保證實(shí)際需要的前提下,既降低成本,又保證足夠的實(shí)用精度;在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上力求緊湊小巧,與開關(guān)柜配套時(shí),原柜結(jié)構(gòu)無需變動(dòng),不影響原柜各種性能,特別是開關(guān)柜的絕緣性能幾乎不被影響。
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