高壓開關(guān)柜柜內(nèi)設(shè)備紅外測(cè)溫技術(shù)示范研究

李銅，李江波，王書平，鄭劍南，宋勝參

（邢臺(tái)國網(wǎng)供電公司，河北 邢臺(tái) 054001）

高壓開關(guān)柜柜內(nèi)設(shè)備紅外測(cè)溫技術(shù)示范研究

李銅，李江波，王書平，鄭劍南，宋勝參

（邢臺(tái)國網(wǎng)供電公司，河北 邢臺(tái) 054001）

重點(diǎn)介紹紅外測(cè)溫技術(shù)在高壓開關(guān)柜示范應(yīng)用研究現(xiàn)狀。闡述項(xiàng)目開展對(duì)配電網(wǎng)高壓開關(guān)柜運(yùn)行中的狀態(tài)監(jiān)測(cè)所提供的有效手段，以期降低由于監(jiān)測(cè)不到位造成的事故隱患率。

高壓開關(guān)柜；紅外測(cè)溫技術(shù)；柜內(nèi)設(shè)備

1　實(shí)現(xiàn)高壓開關(guān)柜紅外測(cè)溫技術(shù)意義

隨著科技進(jìn)步及工農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，人民生活水平不斷提高，用電量大幅上升，對(duì)電網(wǎng)供電安全性、可靠性提出了越來越高的要求。高壓開關(guān)柜在配電網(wǎng)的應(yīng)用數(shù)量急劇增長(zhǎng)，而10 kV配電網(wǎng)的高壓開關(guān)柜由于受到日常運(yùn)行、外力破壞、重載線路過多等各類因素影響，導(dǎo)致過熱故障占比巨大，特別是在每年電網(wǎng)迎峰度夏以及高負(fù)荷時(shí)段，由于開關(guān)柜內(nèi)觸頭過熱引起的整體損壞現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。由于10 kV配電網(wǎng)傳統(tǒng)的鉗形電流表、溫度顯示片等溫度測(cè)量方法耗時(shí)費(fèi)力，工作效率不高，紅外窗口測(cè)溫這項(xiàng)新技術(shù)的開展就顯得非常有必要，不僅有效提升了配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)的有效性與針對(duì)性，同時(shí)又節(jié)省了大量巡視人員勞動(dòng)力，減少了狀態(tài)巡視的費(fèi)用支出，并且能對(duì)配電網(wǎng)開關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜等各類電氣設(shè)備的安全運(yùn)行有效提供安全保障，對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)的安全運(yùn)營(yíng)與供電可靠性提升有著重要的意義［1］。

2　高壓開關(guān)柜紅外測(cè)溫技術(shù)內(nèi)容

在用戶越來越強(qiáng)調(diào)供電可靠性的今天，及時(shí)發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)過熱缺陷并進(jìn)行處理、避免更大的損害是目前切實(shí)可行的重要措施之一。本文論述的高壓開關(guān)柜紅外測(cè)溫技術(shù)創(chuàng)新提出的紅外窗口鏡片，不僅能夠很好地透過紅外成像儀所需的紅外、紫外和可見光，同時(shí)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)過熱缺陷。簡(jiǎn)單迅速、安裝方便，可以推廣應(yīng)用到全部10 kV和35 kV開關(guān)柜上，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和推廣價(jià)值［2］。

本文論述的高壓開關(guān)柜紅外測(cè)溫技術(shù)采用的長(zhǎng)波紅外窗口的工作波段為0.15～14 μm，現(xiàn)有IRW60、IRW80兩種型號(hào)，在厚度為0.16 μm時(shí)，紅外窗口的透過率為95%；在厚度為13 μm時(shí)，紅外窗口的通過率為93%。

窗口直徑：55 mm（IRW60）；75 mm（IRW80）；

鏡片直徑：60 mm（IRW60）；80 mm（IRW80）；

窗口重量：200 g（IRW60）；250 g（IRW80）。

1）金屬環(huán)：在紅外窗口的測(cè)量金屬環(huán)上配備兩個(gè)金屬安裝螺孔，以便安裝時(shí)金屬環(huán)與O型密封圈同時(shí)緊固在設(shè)備外部面板，滿足防水等級(jí)IP67等級(jí)要求。

2）O型密封圈，O型密封圈主要原材料采用防水劑丁晴橡膠，可以有效保障防水性與水密性。

3）保護(hù)蓋：紅外測(cè)溫窗口的保護(hù)蓋可以使用磁鐵裝置進(jìn)行有效啟合，保護(hù)蓋具備有效的抗沖擊性，其抗沖擊等級(jí)符合IK07等級(jí)的NF EN 50102標(biāo)準(zhǔn)。

4）觀察窗口，觀察窗口的光透射波段可以有效穿透紫外線、各種可見光以及紅外線（取決于工作波長(zhǎng)）。同時(shí)觀察窗口可以劃分為短波窗口和長(zhǎng)波窗口。

長(zhǎng)波：長(zhǎng)波紅外窗口的工作波段為0.15～14 μm，它有IRW60、IRW80兩種型號(hào)；在0.15 μm時(shí)，窗口的透過率為94%；在12.5μm時(shí)，窗口的透過率為92%。

3　紅外測(cè)溫技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與關(guān)鍵點(diǎn)

1）通過加裝紅外測(cè)試窗口，實(shí)現(xiàn)不開柜門進(jìn)行紅外測(cè)溫。2）通過對(duì)比不同類型開關(guān)柜紅外測(cè)試，找到有利于紅外測(cè)溫的開關(guān)柜設(shè)計(jì)方案。3）通過對(duì)不同類型開關(guān)柜紅外測(cè)試窗口安裝位置的對(duì)比測(cè)試找到一個(gè)或兩個(gè)最佳觀測(cè)點(diǎn)，從而確定每類開關(guān)柜紅外測(cè)試窗口的最佳安裝位置。4）確定柜內(nèi)設(shè)備紅外測(cè)溫的周期及測(cè)試要點(diǎn)。5）通過對(duì)不同類型開關(guān)柜的紅外測(cè)試對(duì)比，嘗試找到最有利于紅外測(cè)溫的開關(guān)柜設(shè)計(jì)方案。

通過對(duì)紅外測(cè)試窗口的應(yīng)用和推廣，可以實(shí)現(xiàn)帶電檢測(cè)柜內(nèi)刀閘及CT等設(shè)備連接點(diǎn)的溫度，從而安全、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)以往由于高壓開關(guān)柜門的阻隔而不能進(jìn)行紅外測(cè)溫的設(shè)備隱患和缺陷。

4　效益分析與結(jié)論

“高壓開關(guān)柜柜內(nèi)設(shè)備紅外測(cè)溫技術(shù)”經(jīng)過三個(gè)多月的運(yùn)行監(jiān)測(cè)，證明紅外測(cè)溫可行性良好。結(jié)合迎峰度夏專業(yè)特巡、常規(guī)周期紅外測(cè)溫，在安裝紅外窗口的各變電站共進(jìn)行了三次紅外測(cè)溫，于夏季發(fā)現(xiàn)511-4刀閘C相靜觸頭與母線接線排連接處嚴(yán)重過熱缺陷一項(xiàng)，及時(shí)進(jìn)行了處理，消除了設(shè)備運(yùn)行隱患，避免了更大損害的發(fā)生。

據(jù)此進(jìn)行推算，假設(shè)每座變電站每年及時(shí)發(fā)現(xiàn)3處危急嚴(yán)重過熱的缺陷并及時(shí)處理，就可節(jié)約因嚴(yán)重?fù)p害造成的開關(guān)更換、CT、刀閘等各項(xiàng)費(fèi)用約18萬元。尤其是在設(shè)備保有量數(shù)值較大的基礎(chǔ)上，此項(xiàng)成果的直接經(jīng)濟(jì)效益就會(huì)相當(dāng)可觀。

開關(guān)柜的改造安裝快捷省時(shí)，并且改造安裝費(fèi)用極低，投入使用后能實(shí)現(xiàn)柜內(nèi)高壓設(shè)備的紅外監(jiān)測(cè)，降低了由于監(jiān)測(cè)不到位造成的事故隱患的發(fā)生。相對(duì)電氣設(shè)備而言，該項(xiàng)目投資非常有限，可節(jié)約大量的人力、物力來維護(hù)、恢復(fù)因無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)柜內(nèi)過熱缺陷帶來的設(shè)備損壞。可以將有限的檢修力量資源集中到需要檢修維護(hù)的設(shè)備上，從整體上提高了設(shè)備維護(hù)質(zhì)量水平［3］。

通過該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用與推廣，實(shí)現(xiàn)了不打開開關(guān)柜柜門情況下對(duì)開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備進(jìn)行紅外測(cè)溫，消除柜內(nèi)設(shè)備紅外測(cè)溫的盲區(qū)，減少了由于監(jiān)測(cè)不到位形成的事故隱患。

［1］劉健，王兆安.配電網(wǎng)故障區(qū)域判斷和隔離［J］.西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2000（1）：1-5.

［2］張玉春，楊成峰，周云芳，等.配電系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的研究與設(shè)計(jì)［J］.吉林電力，2008（3）：3-5.

［3］Chun-Lien Su，Jen-Hao Teng. Economic Evaluation of a Distribution Automation Project［J］.IEEE Transactions on Industry Applications 2007，43（6）：6-8.

（編輯：賈娟）

High Voltage Switchgear Cabinet Equipment Lnfrared Temperature Measurement Technique Demonstration

Li Tong，Li Jiangbo，Wang Shuping，Zheng Jiannan，Song Shengcan
（Xingtai State Grid Power Supply Company，Xingtai Hebei 054001）

This paper emphases on the infrared temperature measurement technology in high voltage switch cabinet demonstration application research status.Project on high voltage switch cabinet distribution network running state monitoring provided effective means， in order to decrease the rate of accident hidden danger caused by monitoring does not reach the designated position.

high voltage switchgear； infrared temperature measurement technology； equipment cabinet

TM591

A

2095-0748（2016）15-0039-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.15.16

2016-06-13

李銅（1973—），男，河北邢臺(tái)人，工程師，高壓檢查班班長(zhǎng)，研究方向：高壓檢查。