[发明专利]电力设备电连接点温升红外监测系统及监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备安全运行监测技术领域，具体涉及一种电力设备电连接点温升红外监测系统及监测方法。

背景技术

开关设备是电力系统运行中的关键设备，在电力系统中起控制与保护作用。它的安全可靠性关系到整个电力系统正常运行状态。

根据多年来国际大电网会议(CIGRE)第13研究委员会和我国电力部门分别对世界范围内及在中国挂网运行的开关柜运行可靠性的全面调查与统计资料表明，整个90年代中国电力系统配电电压等级的开关事故类型分布如图1-2：机械故障（拒分、拒合、误动）33.3％，绝缘故障37.3％，温升故障（载流）8.9％，其它20.5％。从资料中可以看到因温升故障引起的事故在运行故障中占到了不小的比重，因温升超标导致开关设备烧毁的现象时有发生，因而对开关设备的温升问题及温度在线检测进行研究有着十分现实及重要的意义。电连接点是关键发热点，也是温升故障最容易出现的点。但是电连接点往往封闭起来了，不容易直接测量。

在该研究领域，由于开关设备是电力系统运行的关键设备，前人做过各种有益的探索。开关电气设备的温升状态在线监测采用的方法按照温度传感装置是否与被测温物体直接接触，分为接触式和非接触式两种。

中国专利ZL200420041719.1，名称为“一种成套开关在线监测接触式温度传感装置”，提出了一种接触式的温度状态在线监测方法。为了解决接触式温度传感装置供电问题，该方法在母线取流、整流并滤波，并需要保证母线流过小电流或流过短路电流时均能正常供电，造成取电时使用的铁芯制作成本昂贵，不利于大面积推广实施。

中国专利号ZL02258947.3，专利名为“基于软件补偿的红外测温传感装置”，采用红外辐射原理，提出了一种高压开关电器设备温升状态在线监测用的传感装置。该专利对测温点的温度值作线性插值得到精确的被测点实际温度。但是该专利采用的红外测温传感器具有较大的感测角度，由于传感器与被测对象之间需要满足绝缘安全距离的要求，感测角度大会使得测量区域过大，超出被测对象（如：母排）尺寸，使得测温结果受到干扰，精度大大降低。另一方面，电力设备中发热部位（电连接点）往往处于密封状态，通过红外测温方式难以直接对电连接点进行温度监测，而只能监测电连接点附近位置温度。该专利未对测温点与电连接点温度差异进行标定，从而难以获得电连接点的温度。

总的来说，开关设备的温度在线状态检测，国内外都在研究开发。而生产运行安全可靠的智能化电器设备适应了电力工业发展的需求，已成为电器行业发展的趋势。一个优秀的温度在线检测系统也应符合以下要求：

1)系统的投入和使用不应改变和影响电气设备的正常运行；

2)系统应能自动地连续地进行检测、数据处理和存储；

3)系统应具有自检和报警功能；

4)系统应具有较好的抗干扰能力和合理的检测灵敏度；

5)检测结果应具有较好的可靠性、重复性和合理的准确度；

6)系统应具有较好的时间响应特性。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目在于提供一种电力设备电连接点温升红外监测系统及监测方法，采用本发明监测系统和监测方法，通过测量电连接点附近母线温度（测温位置后面简称为测温点），并通过发热分析得出电连接点温度，并对故障进行报警。上述的测温点是指电力设备上温度传感器所检测到的部位，选取电力设备光洁面，原则是尽量靠近电连接点，同时又能够方便温度传感器安装及红外信号采集；本发明能够准确检测电力设备电连接点的温升，并及时判断出电力设备是否有短路电流通过，如有需要发出预警信号，进而提高电力设备的工作电寿命和工作可靠性，为电力系统的稳定运行提供安全可靠的保障。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种电力设备电连接点温升红外监测系统，包括相互通信连接的温度传感和数据采集模块、中央处理模块以及上位机通信处理模块；

所述温度传感和数据采集模块采用数字式红外温度传感器实现温度采集，能够自动连续地检测电力设备电连接点温度数据；

所述中央处理模块包括单片机，单片机中包含了利用基于有限元分析软件对电力设备电连接点进行热特性分析之后建立的温升特性参数表，中央处理模块能够完成温度数据处理和比较判断；

所述上位机通信处理模块包括上位机人机交互软件以及中央处理模块的单片机与上位机之间的通信连接线，能够完成数据的传输与储存以及远程的监控；