淺談接點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在南鋼的應(yīng)用①

邢俊霞

摘 要：該文介紹了接點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理，通過(guò)與傳統(tǒng)的靠“五感”為主的點(diǎn)檢方式做比較，以及不同測(cè)溫方式的對(duì)比論述了接點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，工作方式以及在第一煉鐵廠3#燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)高壓開關(guān)柜中的接點(diǎn)溫度測(cè)量與應(yīng)用的情況，實(shí)踐證明對(duì)高壓設(shè)備的點(diǎn)檢起到了非常好的輔助作用該套系統(tǒng)的使用，較好的解決了接點(diǎn)溫度的在線檢測(cè)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢和超溫報(bào)警的難題，也為該系統(tǒng)在南鋼其它分廠的廣泛應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān)柜 溫度檢測(cè) 接點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM564 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）06（b）-0027-02

在電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，溫度的監(jiān)測(cè)是重要任務(wù)之一。溫度受其它參數(shù)變化的影響而升高，而溫度的升高又影響其它參數(shù)的變化，特別是與絕緣電阻值的相互關(guān)聯(lián)程度更是密不可分。電氣設(shè)備過(guò)熱特別是各部連接點(diǎn)的過(guò)熱經(jīng)常發(fā)生，它是造成電氣設(shè)備故障的主要原因之一，也是點(diǎn)檢人員巡視檢查電器設(shè)備的主要任務(wù)。電器設(shè)備連接點(diǎn)的過(guò)熱主要是由設(shè)備過(guò)負(fù)荷運(yùn)行和負(fù)荷突變的影響、設(shè)備老化變形、導(dǎo)體連接點(diǎn)松動(dòng)、接觸電阻大等原因產(chǎn)生，不少情況下會(huì)因?yàn)榻宇^處局部發(fā)熱而發(fā)展成設(shè)備燒毀事故。為使過(guò)熱部分能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，這樣就要求電器設(shè)備對(duì)有可能產(chǎn)生過(guò)熱的部位都要進(jìn)行溫度變化監(jiān)視、測(cè)量。因此對(duì)封閉式的高壓開關(guān)設(shè)備的觸頭和接頭部位的運(yùn)行溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)于保障開關(guān)設(shè)備的安全運(yùn)行，乃至電網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)都具有十分重要的意義。第一煉鐵廠燒結(jié)車間高壓配電室使用的都是中置式高壓柜，柜內(nèi)接點(diǎn)較多，在設(shè)備運(yùn)行時(shí)無(wú)法打開柜門檢查，而停電后又不能使過(guò)熱點(diǎn)表現(xiàn)出來(lái)，所以過(guò)去靠人的感覺的檢測(cè)方法，如果不出現(xiàn)變形、變色、有氣味等要發(fā)現(xiàn)存在過(guò)熱現(xiàn)象是相當(dāng)困難的。因此傳統(tǒng)的靠“五感”為主的點(diǎn)檢方式，已不能滿足現(xiàn)在設(shè)備（特別是高壓設(shè)備）的點(diǎn)檢要求。為了能夠準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)高壓柜的各接點(diǎn)溫度，在3#燒結(jié)機(jī)工程的高壓系統(tǒng)中，引進(jìn)了接點(diǎn)溫度在線檢測(cè)系統(tǒng)。接點(diǎn)溫度在線檢測(cè)系統(tǒng)的使用，較好的解決了接點(diǎn)溫度的在線檢測(cè)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢和超溫報(bào)警的難題。

1 接點(diǎn)溫度在線檢測(cè)儀與其他測(cè)溫設(shè)備的比較

目前使用較多的測(cè)溫設(shè)備有：示溫貼片、紅外測(cè)溫儀、無(wú)線溫度在線檢測(cè)系統(tǒng)等。紅外測(cè)溫儀由于無(wú)法對(duì)密封在開關(guān)柜內(nèi)的接點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的在線監(jiān)測(cè)，所以不適用于高壓開關(guān)柜的接點(diǎn)監(jiān)測(cè)。燒結(jié)的1#、2#機(jī)高壓柜目前都是使用示溫貼片來(lái)檢測(cè)接點(diǎn)溫度。雖然也能起到測(cè)溫效果，但與3#機(jī)使用的接點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相比存在一些弊端；主要是：由于高壓柜只在出線室的后面開有觀察窗，點(diǎn)檢時(shí)只能看到電纜接頭的溫度是否有變化，而看不到斷路器的動(dòng)靜觸頭發(fā)熱情況，其次是接點(diǎn)溫度是隨電氣設(shè)備的負(fù)荷的變化而變化的。當(dāng)監(jiān)視的電氣設(shè)備連接點(diǎn)發(fā)生了不同程度的過(guò)熱時(shí)，現(xiàn)用的“示溫貼片”不能準(zhǔn)確地反映溫度變化的趨勢(shì)。這就給及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患帶來(lái)了不便。三是目前使用的示溫貼片一旦變色就無(wú)法還原成原來(lái)的顏色，屬于一次性使用的物品。再就是示溫貼片顏色是否有變化，要到現(xiàn)場(chǎng)檢查才能發(fā)現(xiàn)，不具備遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)顯示、查詢和報(bào)警功能。而接點(diǎn)溫度在線檢測(cè)系統(tǒng)則能夠彌補(bǔ)示溫貼片在這些方面的不足，極大地方便了設(shè)備點(diǎn)檢人員對(duì)高壓設(shè)備接點(diǎn)溫度的監(jiān)測(cè)。

2 接點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理

通過(guò)固定在被測(cè)接點(diǎn)上的無(wú)線溫度傳感器，采集被測(cè)接點(diǎn)的溫度信號(hào)，將此溫度信號(hào)經(jīng)過(guò)與傳感器相連的發(fā)射模塊發(fā)送到接收模塊，接收模塊經(jīng)數(shù)據(jù)線與接點(diǎn)溫度檢測(cè)儀相連，接收到的信號(hào)經(jīng)處理后與預(yù)設(shè)的溫度值進(jìn)行比較，如超出預(yù)設(shè)值接點(diǎn)溫度檢測(cè)儀將發(fā)出報(bào)警信號(hào)。同時(shí)后臺(tái)管理系統(tǒng)讀取接點(diǎn)溫度檢測(cè)儀的信號(hào)，發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警，提醒值班人員引起關(guān)注。

3 在3#燒結(jié)機(jī)的應(yīng)用

第一煉鐵廠3#燒結(jié)機(jī)共有36臺(tái)中置式高壓柜。中置式高壓開關(guān)柜的一次設(shè)備分布在3個(gè)相互獨(dú)立的隔室內(nèi)，分別是開關(guān)室、母線室、出線室。按有關(guān)的規(guī)程要求，除實(shí)現(xiàn)電氣連接、控制、通風(fēng)而必須在隔板上開孔外，所有隔室呈封閉狀態(tài)。由于母線的壓接點(diǎn)、斷路器的動(dòng)靜觸頭、電纜的接頭都是發(fā)熱點(diǎn)且都處在密封柜內(nèi)，運(yùn)行中的柜門禁止打開，點(diǎn)檢人員無(wú)法通過(guò)正常的監(jiān)視手段發(fā)現(xiàn)發(fā)熱缺陷。發(fā)熱嚴(yán)重時(shí)接頭會(huì)變紅甚至熔斷，將直接造成重大的生產(chǎn)事故。

在3#燒結(jié)機(jī)高壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，出于對(duì)燒結(jié)電氣維檢人員少、設(shè)備多、高壓配電室無(wú)人值守、以及方便點(diǎn)檢人員對(duì)高壓柜電纜頭和柜內(nèi)接點(diǎn)溫度的監(jiān)測(cè)等因素的考慮。采用了一套接點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由一個(gè)后臺(tái)管理系統(tǒng)和36個(gè)單機(jī)系統(tǒng)組成。

單機(jī)系統(tǒng)中每個(gè)高壓柜共采集九個(gè)點(diǎn)的溫度信號(hào)，分別是：A、B、C三相的上觸點(diǎn)；A、B、C三相的下觸點(diǎn)；和A、B、C三相電纜頭；這九個(gè)點(diǎn)溫度信號(hào)的采集已基本能夠滿足對(duì)本柜接點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)的需求。每臺(tái)高壓柜的接線室面板上裝有一個(gè)溫度監(jiān)測(cè)儀，接線室內(nèi)裝有電源模塊和信號(hào)接收模塊，在高壓值班室設(shè)有一個(gè)后臺(tái)管理系統(tǒng)。將每個(gè)高壓柜的溫度信號(hào)經(jīng)過(guò)通信接口傳送到后臺(tái)，這樣點(diǎn)檢人員無(wú)論在柜前還是在值班室都可以方便的檢查各接點(diǎn)的溫度情況。其后臺(tái)監(jiān)控的主顯示畫面如圖1所示。

3.1 基本設(shè)置

值班或點(diǎn)檢人員可通過(guò)后臺(tái)管理系統(tǒng)對(duì)裝置進(jìn)行多種所需的設(shè)置，其基本設(shè)置有：溫度巡檢時(shí)間間隔；溫度采樣時(shí)間間隔；記錄保存最大時(shí)間間隔；系統(tǒng)超限報(bào)警溫度；三相溫度差報(bào)警；系統(tǒng)溫升異常報(bào)警時(shí)間間隔、溫升度數(shù)；報(bào)警信號(hào)持續(xù)時(shí)間；報(bào)警音設(shè)置；根據(jù)有關(guān)規(guī)定，變配電場(chǎng)所設(shè)備的各部位溫度一般不超過(guò)70℃，個(gè)別部位最高不超過(guò)80℃。具體的參數(shù)設(shè)置可由管理人員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。該廠的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置如圖2所示。

3.2 數(shù)據(jù)查詢

利用該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)查詢功能可對(duì)：報(bào)警事件、溫升異常報(bào)警、故障記錄、事件日志、歷史數(shù)據(jù)（歷史曲線、歷史記錄、各接點(diǎn)溫度比較條形圖）、溫度數(shù)據(jù)匯總等進(jìn)行查詢。值班或點(diǎn)檢人員可通過(guò)這些功能查詢到每一臺(tái)高壓柜在某個(gè)時(shí)間接點(diǎn)溫度的情況。對(duì)于一些重要設(shè)備的溫度變化趨勢(shì)可通過(guò)歷史曲線的查詢來(lái)了解，結(jié)合當(dāng)時(shí)的環(huán)境溫度的情況對(duì)接點(diǎn)溫度進(jìn)行分析，可以對(duì)設(shè)備是否存在隱患的判斷起到很好的輔助作用。

3.3 使用效果

該系統(tǒng)自投用以來(lái)，在溫度異常報(bào)警方面已有體現(xiàn)。

例一、2011年2月27日大夜班零時(shí)左右，3#機(jī)主抽供電柜報(bào)警，溫度超限，當(dāng)班的值班人員經(jīng)過(guò)檢查，發(fā)現(xiàn)接點(diǎn)溫度75℃。遂立即要求停機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)電纜接線有松動(dòng)的現(xiàn)象。緊固電纜后重新開機(jī)，報(bào)警消除，避免了一起電機(jī)燒損的重大設(shè)備事故。

例二、2011年6月5日3#燒結(jié)機(jī)溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，顯示機(jī)尾風(fēng)機(jī)溫度超限，經(jīng)過(guò)電氣人員的認(rèn)真檢查，會(huì)同機(jī)械部門現(xiàn)場(chǎng)檢查結(jié)果，確認(rèn)電氣部分不存在問(wèn)題。溫度超限是由于風(fēng)機(jī)軸承損壞導(dǎo)致電流增大而引起。由于問(wèn)題被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并得到及時(shí)處理，成功的避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大。保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。事故發(fā)生時(shí)的溫度曲線如圖3所示。

3.4 系統(tǒng)的的擴(kuò)展性

燒結(jié)3#機(jī)的接點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留有接口，在今后時(shí)機(jī)成熟的時(shí)候可以將3#機(jī)的變壓器一、二次接頭以及低壓柜母線、低壓大功率電機(jī)、生產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備的接觸器等設(shè)備的接點(diǎn)溫度信號(hào)，納入系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理。擴(kuò)展時(shí)只需增加相應(yīng)的檢測(cè)元器件，接入系統(tǒng)即可，原系統(tǒng)不受影響。

3.5 系統(tǒng)目前存在的缺陷：

（1）該系統(tǒng)的在發(fā)射模塊中使用的電池容量較小，當(dāng)電池電壓低于3.6V的時(shí)候發(fā)送出來(lái)的信號(hào)有失真現(xiàn)象。（2）曲線的Y軸數(shù)值被限定在100℃不能自動(dòng)隨Y軸曲線改變而改變。這給超過(guò)100℃接點(diǎn)溫度曲線的讀取帶來(lái)了不便。（3）曲線的局部放大功能不夠靈活，對(duì)故障分析不便。

4 結(jié)語(yǔ)

接點(diǎn)溫度在線檢測(cè)系統(tǒng)在3#燒結(jié)機(jī)投用以來(lái)，對(duì)高壓設(shè)備的點(diǎn)檢起到了較好的輔助作用。采用接點(diǎn)溫度在線檢測(cè)系統(tǒng)較好的彌補(bǔ)了維修人員不足和受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境限制等因素而導(dǎo)致的無(wú)法全面有效點(diǎn)檢問(wèn)題，在一定程度上減少了維檢人員的工作量。該系統(tǒng)可以比較直觀的反映現(xiàn)場(chǎng)高壓設(shè)備運(yùn)行時(shí)的溫度變化情況，對(duì)溫度出現(xiàn)異常的設(shè)備，運(yùn)行人員可根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采取相應(yīng)的措施，保證設(shè)備隱患能夠被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。為設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)提供了相應(yīng)的依據(jù)。因而采用該系統(tǒng)可以對(duì)生產(chǎn)的自動(dòng)化控制和保障生產(chǎn)順利進(jìn)行起到重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 王國(guó)貞.電氣設(shè)備故障與維護(hù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008.

[2] 呂厚余.工業(yè)電氣控制技術(shù)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2010.

[3] 深圳英唐YTT-100H接點(diǎn)溫度在線監(jiān)測(cè)儀使用說(shuō)明書，2011.