In Schaltanlagen werden ausgewählte Sammelschienen, elektrische Verbindungen und Kabelanschlüsse mit Punktsonden überwacht. Jede Messstelle benötigt eine geeignete Befestigung und einen zugeordneten Messkanal. Das Auswertegerät führt die Werte zusammen und stellt sie für Anzeige, Alarmierung oder Anlagensteuerung bereit.
- Die Temperaturüberwachung von Schaltanlagen sollte sich auf ausgewählte stromführende Punkte wie Sammelschienenverbindungen, Leistungsschalterverbindungen und Kabelanschlüsse konzentrieren.
- Ein Punkttemperatursensor misst normalerweise einen definierten physischen Ort.
- Mehrpunktüberwachung ist erforderlich, wenn mehrere Phasen, Verbindungen oder Kabelabschlüsse unabhängig voneinander überwacht werden müssen.
- Gängige Methoden umfassen Infrarotinspektion, Kontakttemperatursensoren, drahtlose Sensoren und faseroptische Temperatursensoren, je nach Ausrüstung und Überwachungsziel.
- Faseroptische Sensoren sind besonders nützlich, wenn elektrische Isolierung und hohe Beständigkeit gegen elektromagnetische Störungen wichtig sind.
- Temperaturdaten können über ein kompatibles Auswertegerät an SPS, SCADA oder andere Überwachungsplattformen gesendet werden.
Leitfaden zur Temperaturüberwachung von Schaltanlagen
- Temperaturüberwachungspunkte für Schaltanlagen
- Überwachung der Sammelschienentemperatur
- Überwachung der elektrischen Verbindungstemperatur
- Überwachung der Kabelabschlusstemperatur
- Methoden für Temperatursensoren in Schaltanlagen
- Faseroptische Temperatursensoren für Schaltanlagen
- Glasfaser vs. Wireless vs. Infrarotüberwachung
- Mehrpunkt-Schaltanlagen-Temperaturüberwachung
- Anzahl der Schaltanlagen-Temperatursensorkanäle
- SPS- und SCADA-Integration
- Auswahlhilfe für die Temperaturüberwachung von Schaltanlagen
- INNO-Schaltanlagen-Temperaturüberwachung
- FAQ zur Temperaturüberwachung von Schaltanlagen
Wo soll die Temperatur in Schaltanlagen überwacht werden?
Typische Überwachungspunkte in Mittelspannungs- und Hochspannungsschaltanlagen sind:
- Sammelschienenverbindungen
- Phasenverbindungen
- Leistungsschalter-Verbindungspunkte
- Kabelanschlüsse
- Kabelschuhe
- Trennen Sie ggf. Kontakte.
- Weitere ausgewählte stromführende Verbindungen
Sensorpositionen werden anhand des Schaltanlagendesigns und des Strompfads ausgewählt. Nicht jede Schaltanlage verwendet die gleichen Positionen. Der Messpunkt sollte der elektrischen Verbindung oder dem Leiterort entsprechen, den der Techniker überwachen möchte.
Wie funktioniert die Überwachung der Sammelschienentemperatur?
Die Überwachung der Sammelschienentemperatur misst normalerweise ausgewählte Punkte an Phasensammelschienen, Sammelschienenverbindungen, Abzweigverbindungen und Verbindungsschnittstellen. Jeder Sammelschienentemperatursensor wird an einem ausgewählten Ort installiert und meldet dort die Temperatur.
Ein Punktsensor misst nur seinen Installationsort. Ein Sensor überwacht nicht eine ganze Sammelschiene. Müssen A-/B-/C-Phasen oder mehrere Gelenke überwacht werden, benötigt jedes seinen eigenen Messpunkt.
Warum die Temperatur elektrischer Verbindungen in Schaltanlagen überwachen?
Lokale Erwärmungen in Schaltanlagen treten häufig an stromführenden Anschlusspunkten auf, wo sich elektrische Verluste und Wärmeableitungsbedingungen von der umgebenden Struktur unterscheiden. Zu den Faktoren gehören Stromstärke, Verbindungswiderstand, Kontaktzustand, Verbindungsdesign, Leitergeometrie, Kühlung/Belüftung, Umgebungstemperatur und Gerätebelastung.
Das Ziel der elektrischen Verbindungstemperaturüberwachung besteht darin, die Temperatur an ausgewählten Verbindungen über einen längeren Zeitraum zu verfolgen, und nicht darin, eine Ursache automatisch zu diagnostizieren. Ein Temperaturanstieg allein identifiziert nicht seine Ursache und die Alarmeinstellungen sollten sich an der Projektspezifikation orientieren. Die Anschlusspunkttemperatur ist ein Input für die umfassendere Zustandsüberwachung von Schaltanlagen. Temperaturmessungen allein können nicht alle Ursachen für eine Geräteverschlechterung identifizieren.
Wie wird die Kabelabschlusstemperatur in Schaltanlagen überwacht?
Die Überwachung der Kabelabschlusstemperatur erfolgt je nach Schaltanlagendesign über einen Messpunkt am Kabelschuh, am Abschlussanschluss, am Leiteranschlusspunkt oder am ausgewählten Phasenabschluss. Der Messwert ist eine lokale Messung, nicht die Temperatur des gesamten Kabels.
Wenn die A-/B-/C-Abschlüsse separat überwacht werden, bedeutet das normalerweise drei unabhängige Erfassungspunkte. Ankommende und abgehende Stromkreise oder mehrere Kabelstromkreise erhöhen die Anzahl der Weichen entsprechend.
Welche Methoden zur Temperatursensorik in Schaltanlagen sind verfügbar?
| Methode | Was es misst | Kontinuierliche Überwachung | Hauptüberlegung |
|---|---|---|---|
| Infrarotinspektion | Zugängliche Oberflächentemperatur | Normalerweise periodisch, es sei denn, es wird ein festes Wärmebildsystem verwendet | Erfordert optischen Zugang/Sichtlinie |
| Elektrischen Sensor kontaktieren | Temperatur am installierten Punkt | Ja | Elektroinstallation und Isolierungsdesign |
| Drahtloser Temperatursensor | Temperatur am installierten Punkt | Normalerweise abhängig von der Sensor- und Leistungsarchitektur | Energie-, Kommunikations- und Installationsarchitektur hängen vom Sensordesign ab |
| Faseroptischer Temperatursensor | Temperatur am Standort der optischen Sonde | Ja | Erfordert optisches Auswertegerät |
| Schrankluftsensor | Innenlufttemperatur | Ja | Stellt die Temperatur der elektrischen Verbindung nicht direkt dar |
Wann sollte ein faseroptischer Temperatursensor in Schaltanlagen verwendet werden?
Ein faseroptischer Temperatursensor für Schaltanlagen ist besonders relevant, wenn direkte Punktmessung, elektrische Isolierung und Beständigkeit gegen elektromagnetische Störungen wichtig sind. Typische Fälle sind:
- Mittelspannungsschaltanlagen
- Hochspannungsgeräte
- Sammelschienen
- Ausgewählte unter Spannung stehende Anschlusspunkte
- Starke EMI-Umgebungen
- Anwendungen, die eine elektrische Isolierung erfordern
- Mehrpunkt-Direkttemperaturmessung
Der optische Erfassungspfad ist elektrisch isoliert und weist eine hohe Störfestigkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen auf. Das Auswertegerät und die externe Kommunikationsverkabelung bleiben elektronische Komponenten, und die richtige Schaltanlagenkonstruktion gilt weiterhin. Nicht jede Schaltanlage benötigt faseroptische Sensoren.
Glasfaser vs. Wireless vs. Infrarot-Schaltanlagen-Temperaturüberwachung
| Funktion | Faseroptischer Sensor | Drahtloser Kontaktsensor | Infrarot |
|---|---|---|---|
| Messung | Direkt installierter Punkt | Direkt installierter Punkt | Zugängliche Oberfläche |
| Kontinuierliche Überwachung | Ja | Ja | Abhängig vom System |
| Elektrischer Pfad am Erfassungspunkt | Elektrisch isolierter optischer Erfassungspfad | Abhängig vom Sensordesign | Berührungslos |
| EMI-Berücksichtigung | Hohe Störfestigkeit entlang des optischen Pfades | Abhängig vom Design | Berührungslose optische Messung |
| Erfordert Sichtlinie | Nein | Nein | Ja für IR-Messung |
| Mehrpunktüberwachung | Ja | Ja | Systemabhängig möglich |
| Typische Passform | Elektrische Isolierung / starke EMI / ausgewählte Punktüberwachung | Nachrüstung / drahtlose Architektur, wo geeignet | Inspektion / begehbare Oberflächen |
Verschiedene Methoden passen zu unterschiedlichen Überwachungsarchitekturen und einige Projekte kombinieren sie.
Wie funktioniert die Temperaturüberwachung von Mehrpunkt-Schaltanlagen?
Eine punktförmige faseroptische Sonde entspricht normalerweise einem aktiven Messkanal. Drei Phasen an einem Ort (A / B / C) bedeuten normalerweise 3 Messpunkte. Zwei dreiphasige Standorte, beispielsweise eine Sammelschienenverbindung plus ein Kabelabschluss, können 6 Messpunkte bedeuten. Mehr überwachte dreiphasige Standorte können zu 9/12 Kanälen oder anderen projektspezifischen Kanalzahlen führen.
Eine solche Mehrpunkt-Temperaturüberwachung misst jeden Punkt unabhängig über ein Mehrkanal-Instrument. Für INNO werden bei Projekten in Schaltanlagen und kastenförmigen Umspannwerken üblicherweise Konfigurationen mit 3/6/9/12 Kanälen verwendet. Hierbei handelt es sich um praktische Konfigurationsmuster, nicht um verbindliche Industriestandards. Die endgültige Zahl hängt von den tatsächlichen Erfassungspunkten ab.
Wie viele Temperatursensoren benötigt ein Schaltschrank?
| Beispiel für einen Überwachungsumfang | Beispielpunktanzahl | Mögliche Kanalanforderung |
|---|---|---|
| Ein dreiphasiger Anschluss | 3 Punkte | 3 Kanäle |
| Sammelschienenverbindung + Kabelabschluss, drei Phasen | 6 Punkte | 6 Kanäle |
| Drei dreiphasige Standorte | 9 Punkte | 9 Kanäle |
| Vier dreiphasige Standorte | 12 Punkte | 12 Kanäle |
Dies ist nur ein Konfigurationsbeispiel. Die tatsächliche Kanalanzahl sollte sich nach dem Schaltkreisdesign der Schaltanlage, der Anzahl der Phasen, der Anzahl der überwachten Verbindungen und dem Projektüberwachungsziel richten.
Wie kann die Temperaturüberwachung von Schaltanlagen mit einer SPS oder SCADA verbunden werden?
Eine faseroptische Sonde wird normalerweise nicht direkt an eine SPS angeschlossen. Die Struktur ist:
Faseroptische Sonde → Mehrkanal-Temperaturüberwachungsgerät → SPS / SCADA / Fernüberwachungssystem
Mögliche Integrationsoptionen sind:
- RS485 mit einem unterstützten Protokoll wie Modbus RTU
- 4-20 mA
- Alarmrelais
- KANN, sofern unterstützt
- Ethernet / TCP/IP, sofern unterstützt
Verfügbare Schnittstellen hängen vom Gerät und der Konfiguration ab. SPS oder SCADA können dann die Anzeige der Kanaltemperatur, die Trendaufzeichnung, den Alarmstatus, historische Daten und die Überwachung auf Systemebene übernehmen.
Stellt die Schranklufttemperatur die Sammelschienen- oder Verbindungstemperatur dar?
Nein, nicht direkt. Die Schranklufttemperatur spiegelt die örtliche Schaltschrankumgebung wider, während die Temperaturen von Sammelschienen, Verbindungen und Kabelanschlüssen bestimmte stromführende Stellen darstellen.
Die Überwachung der Schaltschranktemperatur durch Luft- oder Umgebungssensoren kann die direkte Messung am Anschlusspunkt nicht ersetzen. Es kann weiterhin nützlichen Kontext für die Interpretation von Verbindungspunktablesungen liefern.
So wählen Sie eine Methode zur Überwachung der Schaltanlagentemperatur aus
| Anforderung | Was Sie beachten sollten |
|---|---|
| Messziel | Sammelschiene / Verbindung / Kabelabschluss / Schrankluft |
| Kontinuierliche oder periodische Überwachung | Online-Sensor vs. Infrarotinspektion |
| Elektrische Umgebung | Spannungsniveau / Isolierung / EMI |
| Anzahl der Messpunkte | Einzelpunkt vs. Mehrpunkt |
| Neue Ausrüstung oder Nachrüstung | Installationszugriff und -struktur |
| Signalarchitektur | Lokaler Alarm / SPS / SCADA / Remote-Plattform |
| Sensorverkabelung | Elektrisch / drahtlos / optisch |
| Kanalanzahl | 3 / 6 / 9 / 12 oder projektspezifisch |
| Überwachung des Instrumentenstandorts | Im Schrank / Panel / externen Überwachungsbereich |
Schaltanlagen-Temperatursensoren für neue Geräte im Vergleich zu Retrofit-Projekten
Neue Schaltanlage: Temperaturmesspunkte und Faserführung können zusammen mit dem Gerätelayout während der Schrankkonstruktion und -montage geplant werden.
Nachrüstung: Vorhandene Freiräume, Zugänglichkeit, Montagepositionen und Kommunikationsarchitektur sollten zunächst überprüft werden. Die Sensorplatzierung sollte den Anforderungen des Schaltanlagendesigns und der Projekttechnik entsprechen.
INNO faseroptische Temperaturüberwachung für Schaltanlagen
INNO bietet fluoreszenzbasierte punktförmige faseroptische Temperatursensoren und Mehrkanal-Auswertegeräte für die Temperaturüberwachung von Schaltanlagen, Sammelschienen, elektrischen Verbindungen und Kabelanschlüssen. Auf der Seite Fluoreszierende faseroptische Temperatursensortechnologie wird das Sensorprinzip erläutert.
- Direkte Punkttemperaturmessung
- Elektrisch isolierter optischer Erfassungspfad
- Hohe Beständigkeit gegen elektromagnetische Störungen entlang des optischen Erfassungspfads
- Kompakte Punktsonden
- Benutzerdefinierte Faserlänge
- 3/6/9/12-Kanal-Konfigurationen für gängige Schaltanlagenprojekte
- Andere Kanalanzahlen je nach Instrument und Projekt verfügbar
- SPS-/SCADA-Integration durch kompatible Auswertegeräte
- OEM-/ODM-Optionen für Schaltanlagenhersteller und Systemintegratoren
Typische INNO-Punktsonden-Referenzen umfassen einen Temperaturbereich von etwa -40 bis 260 °C, eine Genauigkeit von etwa ±0,5 bis ±1 °C, eine Reaktion unter 1 s, einen Sondendurchmesser von etwa 2–3 mm und eine Faserlänge von etwa 0–20 m, je nach Sonde, Instrument und Projektkonfiguration.
Welche Informationen werden für eine Konfiguration zur Temperaturüberwachung einer Schaltanlage benötigt?
- Schaltanlagentyp
- Spannungspegel
- Anzahl der Schränke
- Anzahl der Phasen
- Messpunkte
- Sammelschienen-Verbindungsstellen
- Kabelabschlussorte
- Anzahl der erforderlichen Erfassungspunkte
- Erforderliche Kanäle
- LWL-Routing-Entfernung
- Überwachung des Gerätestandorts
- Lokale Anzeigeanforderung
- SPS-/SCADA-Anforderung
- Kommunikationsschnittstelle
- Alarmausgabeanforderung