现代测试技术-课程分析设计

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1、选择一种需要温度检测的电力设备，分析温度检测的必要性及面临的问题。电力设备工作时，各部件正常发热不应超过其最高允许温度，才能保证安全运行。对电力设备运行状态进行温度在线监测能及时发现设备异常，并采取措施以避免事故的发生。在对温度在线监测几种方式分析基础上，提出电力设备温度在线监测技术关键，针对电力系统运行中超温事故多发的部分电力设备的薄弱环节和最热点部位进行温度在线监测，提出具体的技术解决方案供探讨。 电力设备过热的主要原因是过电流，单仅仅监视电流不能准确反映设备是否超温，因为温度是各种因素影响的综合反映。电力设备导电连接处、插接处的电接触状况不良是引起

2、该处温度过高的重要原因，即使在正常电流下也会超过最高允许温度。据统计，电网中因母线接触不良导致的故障占全部故障的10%，因此连接处和插接处是在线监测的主要部位。 原国家电力工业部颁布《带电设备红外诊断技术应用导则》主要应用热成象手段和红外诊断技术对6kV以上电力设备表面温度场进行检测和诊断，为检修提供依据。由于红外检测只能检测到设备表面温度，如果红外辐射受阻挡，就只能检测到热辐射的温度“投影”，而不能检测到内部缺陷部位的真实温度。红外检测属离线监测，不能反映温度的变化过程和及时发现设备异常。温度在线监测能及时发现设备内部发热缺陷，发挥其测温准，能预警、通

3、信、直接判断、使用方便等优势1 常用温度在线监测相关产品存在的不足  1.1 干式变压器绕组温度在线监测用温控器 温控器采用铂电阻作传感器，由于它无绝缘，进行耐压试验时必须将传感器与温控器分离，而实际运行中的过电压常损坏温控器；它的引线耐热不能满足干式变二次侧短路时，动热稳定350℃高温要求，传感器常烧坏。  1. 2电力变压器油温在线监测的压力式带电阻式温度计  该温度计采用铂电阻作传感器，由于其自身电阻值太小，受引线电阻影响较大。特别是引线中多个接线端子接头电阻在运行中因氧化、松动、检修等引起变化是无法进行温度补偿的。所以普遍存在显示油温值与实际油温

4、偏差过大的通病，影响显示温度值的可信度，又没有多部位油温监测，急需替代产品。2 急需温度在线监测的电力设备及其部位  2.1 中压开关设备 中压开关设备除老设备外，多数是封闭式结构，还带防误闭锁。运行时不能打开遮挡红外辐射的门或盖板进行红外检测。设备内部导电的接头和插头在运行、动作过程会因电磨损、机械操作和短路电动力引起机械振动等原因使接触电阻增加，引起温度升高，加剧接触表面氧化，造成设备重大故障。开关设备最经常发生故障的是手车触头和进出线端电缆连接处。  2.2 干式变压器中压绕组  随着电力设备发展，出现110kV高电压干式电力变压器和铁路系统专用的

5、干式变压器。其二次侧为6～10kV等级，还有一些二次侧电压高于660V的特殊干式变压器，对它们二次绕组温度监测还尚无可靠的在线监测产品。  2.3 柱上变压器（公用变）低压出线端  公用变受户外环境影响，二次侧多数无保护，常出现烧毁事故。据统计，主要原因是出线端过热引起的。《电力变压器运行规程》中第5.1.4条变压器日常巡视检查内容中规定，其引线接头、电缆、母线应无发热迹象。以往是通过人为目测、滴水、观察套管是否漏油等办法进行判断。由于巡查工作量大，容易被忽视，造成公用变突发事故。当变压器三相负载严重不平衡时，过大的中线电流经偏小的变压器中线出线端，如果

6、出线端接触又不良，则容易因发热被烧断，导致大量家用电器损坏。因此急需对其进行温度在线监测。  2.4 箱式变电站  国内制造的箱式变是将相关设备组合在全封闭的箱体内，大多数未进行成套性设计、试验。因封闭、甚至多重封闭，结果影响设备散热。又由于设备降容幅度难以合理确定，均可能导致内部设备超温。国家电力公司在箱式变电站招标书中要求变压器、高低压电器所有设备的运行温度不超过其最高允许温度。这就需要对它们进行温度在线监测。目前箱式变一般仅对变压器油温进行检测并随其温度变化自动投切通风机。由于没有相应的产品配套，对变压器出线端、低压开关和高压开关进出线端的温度均没

7、有按要求进行温度在线监测。  2.5 电缆的接头和电缆终端与电器设备的连接处 电缆的接头处多为现场制作，如果制作、安装不到位经运行容易发生电接触问题而超温。从表1中发现电缆长期允许温度比电器外部导体连接端的最高允许温度低15～40℃。由于两者标准的差异，使得电缆经常承受电器高温的危害，所以电缆与电器连接处成为薄弱环节，需重点防患。尤其需要对高压开关柜的进出线端电缆连接处进行温度在线监测选择一种适合的电力温度传感器，介绍其原理，特点光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（如光的强度

8、、波长、频率、相位、偏振态等）发生变化，称为被调制的信号光，再过利用被测量对光的