在線測溫裝置在高壓開關柜中的應用與探討

耿直+宋繼新

摘要：在線測溫裝置的實時監測，保障了高壓開關柜的因連接部位引起的發熱故障必要技術手段，保障了高壓開關柜設備的安全運行，本文介紹了在線測溫的工作原理及其組成，以及在開關柜中的安裝特點，安裝位置。

關鍵詞：在線測溫 開關柜 溫暖 無線 封閉

0引言

高壓配電開關柜作為電力系統中的核心樞紐部分，承擔著開斷和關合線路等重要作用，是電力系統中重要的控制設備。由于開關柜長期運行在高電壓、強磁場、大電流、高負荷、封閉式結構的環境下，開關柜內的開關觸點、導體連接部分設備絕緣老化、螺絲松動等等，都會造成接觸部位電阻增大，接觸不良，使連接位置發熱，溫度升高，使接觸位置長期發熱，造成惡性循環，最終導致連接部位溫度過高而燒毀，造成事故發生。

隨著電力系統的安全運行、智能化、自動化建設，對開關柜的智能化、安全可靠運行要求越來越高。尤其是一些高負荷、大容量的大型企業中，如鋼鐵企業、石油、化工、發電廠等等的設備安全運行不容忽視。近年來，因設備過熱而發生多起發生事故，據統計分析其原因是因為連接部位接觸電阻變大，過負荷等引起的接頭溫度過高所致。由于開關柜采用金屬封閉結構，接點位置不易觀測、測量，尤其是斷路器的動接觸頭位置，目前對開關柜的接點等易發熱部位監測，大多采用手持式紅外線測溫儀測定，需要開啟蓋板柜門，危及人身安全。因此對開關柜連接點的溫度進行實時的在線連續監測是十分必要的。

1測溫系統的組成及工作流程

1.1組成：它是由溫度傳感器（接觸式、非接觸式）、監控顯示模塊、上位監控計算機三大部分組成。

1.2工作流程：首先在測試點安裝溫度傳感器，溫度傳感器采集接點溫度，上傳至采集模塊，再由模塊通過通訊線傳輸到監控主機。如圖1所示無線測溫系統圖。

2測溫裝置的主要特點

2.1非接觸式測溫技術不能滿足測溫要求

目前柜內的開關柜主要采用KYN、XGN、氣體絕緣、固體絕緣的結構形式，通常接觸部位被包裹起來，無法檢測，使得相關檢測人員難以對設備內的溫度進行檢測。

2.2溫度傳感器的絕緣

由于設備是帶電運行的，屬于高壓設備，測溫傳感器必須要安裝在測溫點上，而采集模塊裝在柜體前面的儀表門上，則傳感器與采集器間存在高電壓，因此，必須采取有效的措施絕緣措施防止高電壓進入低壓設備，以及因絕緣不夠引起設備絕緣距離不夠，造成短路事故。

2.3測溫裝置不能影響柜內原有電氣元件的性能

由于開關柜內部本身就安裝有一些電氣元件，這些元件都有自身的可操作性，獨立的運行原理，因此，在選擇測溫裝置要根據設備的結構形式、安裝位置，既要保證設備的安全運行，又要保證不影響設備自身的工作原理。

2.4適應高壓柜運行環境，電磁干繞

由于開關柜采用全封閉式金屬結構，內部溫度相對較高，工作中承載大電流，易產生渦流及強磁場。另外，變電站內復雜的電磁環境，也會對測溫裝置產生嚴重的電磁干繞，這就要求測溫裝置具有良好的抗干擾能力，以保證測量數據的準確性及完整性。

3測溫裝置的分類及現狀

目前柜內測溫裝置主要分為：非接觸式與接觸式。接觸式則是測溫傳感器直接安裝到測溫點上，非接觸式則是測溫傳感器照射或輻射到測溫點上。常用的有以下三種

3.1紅外測溫

紅外測溫屬于非接觸式測溫，其原理是黑體輻射定律。它通過將紅外線光束照射到需要測溫的部位上，進行測量。在電力行業中應用十分廣泛，但對于開關柜而言，由于柜內結構復雜，光束很容易被其它元件所遮擋，不易照射到被測的接點表面，難以準確的測量物體的溫度數值，也無法校正，通用性較差，而且傳感器與采集裝置間采用導線連接，容易受到電磁干擾及高電壓涌入。在早期的開關柜中，應用十分廣泛，但現在這種測溫方式不能滿足現在金屬全封閉的開關柜中。

3.2無線測溫

由無線溫度顯示儀、分散式無線溫度傳感器、后臺管理系統組成。可對多種惡劣環境條件下的設備溫度變化情況實現現場、遠程同時在線監測預警，方便維護人員全面及時掌握設備運行狀況。測溫后，將溫度數據通過無線方式傳遞給測溫通訊終端。它具有安全性、準確性、靈活性、易用性、低功耗等優點。其分散式溫度傳感器直接安裝在測溫點上，無線溫度顯示儀安裝在開關柜上，它采用無線通訊的方式，隔離高電壓的涌入，使用上更為安全。缺點是溫度傳感器需要獨立的電源，電池供電。但因其維護方便，成本不高，傳感器安裝方式多樣化，安裝簡單、方便，仍為目前高壓開關柜主要采取的測溫方式。

3.3光纖測溫

光纖測溫技術是近年才發展起來的新技術，并已逐漸顯露出某些優異特性。即有電絕緣，本安特征，又有不受強電磁場干擾等特性，它還具有測溫探頭體積小，便于狹小空間安裝，耐腐蝕、測量精準、靈敏度度高優點。直接安裝與測量部位，也不會對開關柜內元件的性能有所影響，技術成熟。這是其它測溫裝置所無法比擬的，更為適合用于高壓開關柜的溫度測溫。缺點是成本較高。

4安裝位置實例：

測溫裝置根據傳感器的數量分為：3點、6點、9點、12點等等測溫，其應用也不同，組合多樣化，應用更為靈活、方便。

5結語

綜上所述，在線測溫裝置可以有效的解決開關柜內接點溫度無法進行實時監測的問題，實現了開關柜電力設備的溫度監測，從而防止各類引起的設備過熱損壞。保障了電力設備可靠運行。尤其更為小型化開關柜、氣體絕緣、固體絕緣柜的溫度監控提供了更多的參考依據。

參考文獻：

[1]劉培恩徐霞尹慶何敬國郝繼鑫 在線溫度監測技術在變電站開關柜中的應用？冶金動力

[2]陳偉 張思學 林妍君 高壓開關柜在線測溫系統的研究 電工技術

[3]劉廷眾 光纖測溫技術在變電站高壓開關柜中的應用王寧；？農村電氣化

[4]田德科 高壓開關柜溫度在線監測技術的研究與應用 山東工業技術