高壓開關柜溫度的在線監測方法分析

郭玉+劉虹麟

摘 要：高壓開關柜，是電網運行中的主要設備，在電網線路中，起到開斷、關合的功能。高壓開關柜的運行過程中，采用溫度監測的方法，預防高溫火災問題，以在線監測方法為例，監督高壓開關柜的溫度狀態，規避潛在的風險隱患，確保高壓開關柜的溫度，保持安裝與穩定，提升高壓開關柜的工作水平。本文主要以高壓開關柜為研究對象，探討溫度在線監測的相關方法。

關鍵詞：高壓開關柜；溫度；在線監測

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.139

我國電力系統的大規模發展，增加了高壓開關柜的運行壓力，隨著電網的改革與建設，高壓開關柜的數量越來越多，增加了故障的發生機率。高壓開關柜能夠監測電網的故障設備，促使其準確的退出故障端，保護電網系統的安全。溫度因素，是高壓開關柜的指標，采用在線監測的方法，監督溫度變化，可以有效預防高壓開關柜的高溫故障，保障高壓開關柜的安全性。

1 高壓開關柜溫度在線監測設計

本文以高壓開關柜的溫度為研究對象，專門開關設計了在線檢測系統，從測溫單元、ZigBee技術、監控中心三個項目，分析在線監測的設計表現。

1.1 測溫單元

在線監測系統的測溫單元，專門采用數字溫度傳感器，直接讀取高壓開關柜的溫度數據，而且具有可編程的優勢，測量的溫度范圍是：-55℃～125℃，測量誤差在-0.5℃～+0.5℃之間，可以布設多點測溫系統，在線監測系統，可以識別高壓開關柜溫度的測量點，快速定位出溫度異常的部分，即使在有限的高壓開關柜內，也能準確的布置。數字溫度傳感器于在線監測系統內，專門從測溫單元內，獲取溫敏振蕩器的變化頻率，計算振蕩周期，掌握溫度的測量結果[1]。數字溫度傳感器，配置了總線接口，在線檢測系統的測溫單元，可以圍繞高壓開關柜，構建傳感器網絡，提高在線監測的水平。

1.2 ZigBee技術

ZigBee技術，向在線監測提供了無線節點的硬件服務，促使在線監測在高壓開關柜溫度測控方面，實現了低功率、短距離的監測，同時遵循IEEE802.15.4技術標準，構建了無線局域網，保障高壓開關柜溫度在線監測的安全性、可靠性[2]。ZigBee技術，提供了簡單有效的協議，運用網狀、星型、簇樹狀的結構，向在線監測系統，提供優質的拓撲結構，確保溫度監測的有效性。

1.3 監控中心

監控中心的計算機內，安裝了在線監測軟件，利用上位機監控軟件，實時監測高壓開關柜的溫度數據，重點監測高壓開關柜的觸頭、母線上的溫度，如有溫度異常，及時發出警報。

2 高壓開關柜溫度在線監測技術

高壓開關柜溫度的在線監測技術，從性質上可以分為兩種，分別是接觸式的測溫監測以及非接觸式的測溫監測，兩項在線監測技術中，典型的代表技術是：光纖測溫和無線測溫技術，結合高壓開關柜的運行，例舉在線監測技術的應用。

2.1 光纖測溫技術

光纖測溫技術，是接觸式在線監測方法中，比較傳統的一類技術，通過監測高壓開關柜散射的溫度，評估高壓開關柜是否有溫度異常的問題[3]。光線測溫技術的原理是：在高壓開關柜上發送光脈沖，光脈沖沿著光纖的一端，進入到另一端的光纖內，整個光脈沖會順著光纖向前傳送，每個傳播點，均會出現反射，反射光纖的一小部分光，形成散射光，散射光和入射光呈現相反的狀態，背向反射的光，強度和高壓開關柜光纖的反射點，存在著直接的關聯。高壓開關柜反射點處，溫度越高，反射的光強度，就會越大，在線監測的方法中，直接利用反射光強度，就可以反饋出高壓開關柜的溫度。高壓開關柜運行時，安裝光纖式溫度在線測量設備，在光纖傳導的作用下，在線測量出高壓開關柜的溫度。光纖測溫技術，在高壓開關柜溫度在線監測中，不會受到環境、壓力等因素的干擾，具有較高的穩定性，也存在著不能忽視的缺陷，即：光纖測溫設備，受到光纖材料的影響，容易發生斷開、折損的情況，而且對溫度的要求很高，不能在較高溫度下工作，增加了高壓開關柜內部結構中，光纖布線的難度，由此干預了光纖測溫技術，在使用時，要根據高壓開關柜的實際需求，合理設計光纖測溫技術，體現在線監測方法的實踐價值。

2.2 無線測溫技術

高壓開關柜在線監測中，非接觸式的監測方法，主要是紅外熱像技術，結合高壓開關柜的運行，配置紅外熱像儀，專門在線監測高壓開關柜的溫度。市場上，紅外熱像儀的型號較多，按照高壓開關柜的實際需求，選擇合適的紅外熱像儀，提高溫度在線監測的準確性[4]。例如：某電網系統的高壓開關柜上，溫度在線監測采用了商用型的紅外熱像儀，專門通過紅外傳感器，在高壓柜內形成紅外熱像圖，測量熱點溫度，在線獲取高壓開關柜的溫度信息，商業型紅外熱像儀的工作性能優質，內部結構復雜，成本相對較高，僅僅在少部分的電網高壓開關柜溫度在線監測中應用，由此該電網企業，取消了商用型紅外傳感器，溫度在線監測中，轉為無線測溫技術，融入了通信、計算機以及傳感器，構成了無線測溫的環境，無線測溫技術也是從紅外熱像技術的基礎上發展來的，高壓開關柜溫度在線監測的非接觸式中，無線測溫技術涉及到的方法有：紅外測溫、測溫蠟片、有源無線、無源無線等，不同的在線測溫方法，有著不同的差異，需按照高壓開關柜溫度在線監測的實際需求，選擇可用的無線測溫方法，全面監測高壓開關柜的溫度。

3 結束語

高壓開關柜溫度的在線監測方法中，主要運用了測溫的原理，從溫度測控的角度出發，在線監測高壓開關柜的溫度是否異常。高壓開關柜溫度的在線監測，要注重合理性，全面規范在線監測系統的設計，同時配置好在線監測技術，滿足測溫的基本需求，更重要的是維護高壓開關柜的溫度參數，避免影響電網系統的安全性，進而發揮高壓開關柜的有效作用。

參考文獻：

[1]宋梁，溫秀峰.高壓開關柜溫度在線監測研究[J].電氣開關，2012（03）：32-34.

[2]孫正來，孫鳴.高壓開關柜溫度在線監測技術研究[J].電力信息化，2008（06）：62-66.

[3]王奎英.高壓開關柜溫度在線監測系統設計[J].現代電子技術，2012（15）：52-54+58.

[4]余艷偉.高壓開關柜溫度在線監測分析[J].河南機電高等專科學校學報，2012（04）：3-6+26.

作者簡介：郭玉（1985-），女，江蘇揚中人，本科，助理工程師，研究方向：電氣工程。endprint