電容器測溫

光纖溫度傳感器不僅可以在開關(guān)柜測溫、斷路器測溫、變壓器測溫領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，還在電容器溫度監(jiān)測可以有其他傳統(tǒng)溫度傳感器沒辦法做到的絕緣、抗干擾、耐高壓等特點。

高壓并聯(lián)電容器組裝置是目前電力系統(tǒng)中極為重要的無功電源，對于改善電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高電能質(zhì)量起著舉足輕重的作用。主要作用是為電力系統(tǒng)提供無功功率、較少線路損耗、改善電壓質(zhì)量、提高設(shè)備利用率。電力電容器作為一種無功補(bǔ)償設(shè)備，變電站通常采用高壓集中補(bǔ)償?shù)姆绞剑瑢⒀a(bǔ)償電容器接在變電站 10kV 或 35kV 母線上，補(bǔ)償變電站母線側(cè)所有線路及變壓器上的無功功率，使用中往往與有載調(diào)壓變壓器配合，可進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量。

高壓電容器的溫度升高故障影響

電容器在運行中常常會出現(xiàn)各種故障，這些故障對電力系統(tǒng)的安全正常運行帶來了非常大的威脅。電容器在電力運行中比較常見的故障有漏油、絕緣不良、熔斷器燒毀，其中危害最大且經(jīng)常出現(xiàn)的故障是發(fā)熱引起的電容器故障。發(fā)熱引起的電容器故障的發(fā)熱又分為母排連接點發(fā)熱和電容器外面的熔斷器發(fā)熱，其中又以后者出現(xiàn)可能性更大。近年來，35kV 高壓并聯(lián)電容器組在日常運行中，設(shè)備因運行年限長和施工安裝工藝影響，會出現(xiàn)因老化或負(fù)載電流大而出現(xiàn)溫度異常升高，若這類異常情況不及時發(fā)現(xiàn)并處理，容易發(fā)展擴(kuò)大，導(dǎo)致電容器單體損壞、甚至群爆群傷的現(xiàn)象，故障率偏高，直接威脅到500kV 電力設(shè)備的安全及運維人員的人身安全，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓明顯波動，有功、無功損耗增加，電容器使用壽命降低，影響電網(wǎng)的正常穩(wěn)定運行。電力電容器主要用于電力系統(tǒng)的無功功率補(bǔ)償，提高功率因數(shù)。為了使其能夠更加可靠地運行，目前行業(yè)內(nèi)主要考慮在電容器內(nèi)部元件串聯(lián)內(nèi)熔絲。電容器由于介質(zhì)弱點引起元件完全失效時，與元件串聯(lián)的內(nèi)熔絲動作，這樣只有一部分損壞元件被隔離，電容器將繼續(xù)運行，只有輕微的功率減少。此時電容器組中的擾動是可以忽略的，電容器組的總?cè)萘坎粫捎谝桓劢z的動作而受到明顯影響，內(nèi)熔絲的引入使電容器元件受到了保護(hù)，但無形中增加了故障點。在電力電容器內(nèi)部，內(nèi)熔絲是主要的發(fā)熱點，但是內(nèi)熔絲體積和直徑很小 ( 長度135mm 左右，直徑 0.45mm 左右 )，且一般隱藏于電容器元件之間，受限于目前的測量技術(shù)，很難真實客觀地測出內(nèi)熔絲在實際運行條件下表面溫度。

干式電容器溫度監(jiān)控

目前高壓領(lǐng)域一般普遍使用的的油浸式電容器和干式電容器，后者具有環(huán)保、省材、低成本、工藝簡單、重量輕面積小、產(chǎn)品具有自愈性、運行更加可靠、防火性能好、不易產(chǎn)生高壓氣體、產(chǎn)生爆炸性危害的可能性大大降低的優(yōu)點。
干式電容器由電容器芯子、外殼、套管和其他附件組成。電容器芯子由電容器元件和絕緣件組成。電容器元件由一定厚度和層數(shù)的薄膜絕緣介質(zhì)和鋁箔電極卷繞制成，也有在薄膜上蒸鍍一層金屬組成金屬化膜，元件卷好后裝入元件外殼內(nèi)，將若干個電容器元件串、并聯(lián)起來形成整個電容器芯子。
干式電容器通常在室內(nèi)或地下使用，通風(fēng)條件差，而電容器內(nèi)部只能依靠氣體散熱，與油浸式電容器比，氣體的換熱系數(shù)較低，因此干式電容器的散熱性能較差。這些都對干式電容器的運行產(chǎn)生不利的影響。電力系統(tǒng)運行實踐表明，電容器的故障率每年 6-9月份明顯高于其他月份。有的地區(qū)電力行業(yè)規(guī)定 ：全膜電容器芯子最熱點溫度不得高于80℃。溫度超過 80℃時，作為電介質(zhì)的聚丙烯薄膜 (pp 膜 ) 絕緣性能會有所下降。
目前，干式電容器溫度場一般用傳統(tǒng)的溫度傳感器測量電容器外殼的溫度，再計算內(nèi)部溫度，這樣得到的溫度值與電容器內(nèi)部溫度場的分布狀況有誤差，不能準(zhǔn)確獲得溫度最高點的真實溫度。

目前針對電力電容器內(nèi)部保護(hù)用熔絲溫度測量方法包括溫升試驗，但該試驗僅通過測量內(nèi)熔絲電流及電阻以估算內(nèi)熔絲溫升，其準(zhǔn)確性較差，且在實際給內(nèi)熔絲通流過程中，內(nèi)熔絲的電阻會隨其溫度的變化而變化，一方面難以保證其通流恒定，另一方面，內(nèi)熔絲電阻與溫度的對應(yīng)關(guān)系只適用于一定溫度范圍之內(nèi)，超過該范圍將難以得出準(zhǔn)確結(jié)果，故這種間接測量電容器內(nèi)熔絲溫升的方法具有局限性，且準(zhǔn)確度不高。另外，通過熱電阻對內(nèi)熔絲溫升進(jìn)行測量，但由于熱電阻無論是在體積還是在直徑上均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于內(nèi)熔絲，其在接觸測量內(nèi)熔絲溫度過程中將對內(nèi)熔絲實際溫度造成影響，測量準(zhǔn)確性更差。鑒于此，有必要設(shè)計出簡單可行的測量裝置，以便準(zhǔn)確掌握電容器內(nèi)熔絲在實際運行條件下的溫度，為電容器內(nèi)熔絲的設(shè)計選型提供依據(jù)，并有效提高內(nèi)熔絲保護(hù)動作可靠性，確保內(nèi)熔絲溫度不會對電容器內(nèi)部絕緣造成損傷。

紅外熱成像儀測溫的缺點

目前對電容器的發(fā)熱檢修主要通過紅外成像儀巡檢，但紅外熱像不能測試封閉環(huán)境內(nèi)的溫度，及測試結(jié)果受季節(jié)、時辰和測試設(shè)備表面光潔度的影響，紅外測試設(shè)備昂貴，且不能長時間連續(xù)監(jiān)測高壓電氣設(shè)備的溫度。在電容器上有著高壓，周圍有很強(qiáng)的電磁干擾，導(dǎo)致傳統(tǒng)的探測器誤報、漏報的現(xiàn)象時常發(fā)生。為此，需要高可靠、高性能的溫度傳感器對電容器的溫度進(jìn)行實時有效監(jiān)測，避免設(shè)備燒毀及停電事故發(fā)生。

另外目前測溫設(shè)備并不能檢測電容器內(nèi)具體方位溫度?，F(xiàn)有的電容器使用環(huán)境溫度變化較大，在異常溫度下長時間使用電容器，會嚴(yán)重影響電容器的使用壽命，增加電容器的損壞率。

電容器光纖測溫系統(tǒng)

華光天銳電容器熒光光纖測溫系統(tǒng)既解決了傳統(tǒng)溫度傳感器無法對細(xì)小內(nèi)熔絲進(jìn)行精確溫度測量的問題，又解決了強(qiáng)電與弱電的電位隔離以及數(shù)據(jù)通信的抗電磁干擾問題，為全面精確掌握電容器內(nèi)部芯子熱點溫度提供了很好的解決方案 。

光纖測溫監(jiān)控主機(jī)中安裝有測溫報警軟件，監(jiān)控計算機(jī)通過通信口采集光纖溫度信號解調(diào)儀傳輸?shù)臏囟刃畔ⅰ崟r顯示各個測溫點的溫度數(shù)據(jù)，測溫報警軟件提供分級監(jiān)測、溫度曲線繪制、溫度分布顯示、歷史曲線查詢、報表生成和打印等功能 ；