在線測溫裝置在高壓開關(guān)柜中的應(yīng)用與探討

耿直+宋繼新

摘要：在線測溫裝置的實(shí)時監(jiān)測，保障了高壓開關(guān)柜的因連接部位引起的發(fā)熱故障必要技術(shù)手段，保障了高壓開關(guān)柜設(shè)備的安全運(yùn)行，本文介紹了在線測溫的工作原理及其組成，以及在開關(guān)柜中的安裝特點(diǎn)，安裝位置。

關(guān)鍵詞：在線測溫 開關(guān)柜 溫暖 無線 封閉

0引言

高壓配電開關(guān)柜作為電力系統(tǒng)中的核心樞紐部分，承擔(dān)著開斷和關(guān)合線路等重要作用，是電力系統(tǒng)中重要的控制設(shè)備。由于開關(guān)柜長期運(yùn)行在高電壓、強(qiáng)磁場、大電流、高負(fù)荷、封閉式結(jié)構(gòu)的環(huán)境下，開關(guān)柜內(nèi)的開關(guān)觸點(diǎn)、導(dǎo)體連接部分設(shè)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(fā)熱，溫度升高，使接觸位置長期發(fā)熱，造成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致連接部位溫度過高而燒毀，造成事故發(fā)生。

隨著電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行、智能化、自動化建設(shè)，對開關(guān)柜的智能化、安全可靠運(yùn)行要求越來越高。尤其是一些高負(fù)荷、大容量的大型企業(yè)中，如鋼鐵企業(yè)、石油、化工、發(fā)電廠等等的設(shè)備安全運(yùn)行不容忽視。近年來，因設(shè)備過熱而發(fā)生多起發(fā)生事故，據(jù)統(tǒng)計(jì)分析其原因是因?yàn)檫B接部位接觸電阻變大，過負(fù)荷等引起的接頭溫度過高所致。由于開關(guān)柜采用金屬封閉結(jié)構(gòu)，接點(diǎn)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(guān)柜的接點(diǎn)等易發(fā)熱部位監(jiān)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(guān)柜連接點(diǎn)的溫度進(jìn)行實(shí)時的在線連續(xù)監(jiān)測是十分必要的。

1測溫系統(tǒng)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(jiān)控顯示模塊、上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)三大部分組成。

1.2工作流程：首先在測試點(diǎn)安裝溫度傳感器，溫度傳感器采集接點(diǎn)溫度，上傳至采集模塊，再由模塊通過通訊線傳輸?shù)奖O(jiān)控主機(jī)。如圖1所示無線測溫系統(tǒng)圖。

2測溫裝置的主要特點(diǎn)

2.1非接觸式測溫技術(shù)不能滿足測溫要求

目前柜內(nèi)的開關(guān)柜主要采用KYN、XGN、氣體絕緣、固體絕緣的結(jié)構(gòu)形式，通常接觸部位被包裹起來，無法檢測，使得相關(guān)檢測人員難以對設(shè)備內(nèi)的溫度進(jìn)行檢測。

2.2溫度傳感器的絕緣

由于設(shè)備是帶電運(yùn)行的，屬于高壓設(shè)備，測溫傳感器必須要安裝在測溫點(diǎn)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(jìn)入低壓設(shè)備，以及因絕緣不夠引起設(shè)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(nèi)原有電氣元件的性能

由于開關(guān)柜內(nèi)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(dú)立的運(yùn)行原理，因此，在選擇測溫裝置要根據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式、安裝位置，既要保證設(shè)備的安全運(yùn)行，又要保證不影響設(shè)備自身的工作原理。

2.4適應(yīng)高壓柜運(yùn)行環(huán)境，電磁干繞

由于開關(guān)柜采用全封閉式金屬結(jié)構(gòu)，內(nèi)部溫度相對較高，工作中承載大電流，易產(chǎn)生渦流及強(qiáng)磁場。另外，變電站內(nèi)復(fù)雜的電磁環(huán)境，也會對測溫裝置產(chǎn)生嚴(yán)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(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及完整性。

3測溫裝置的分類及現(xiàn)狀

目前柜內(nèi)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(diǎn)上，非接觸式則是測溫傳感器照射或輻射到測溫點(diǎn)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(jìn)行測量。在電力行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，但對于開關(guān)柜而言，由于柜內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，光束很容易被其它元件所遮擋，不易照射到被測的接點(diǎn)表面，難以準(zhǔn)確的測量物體的溫度數(shù)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(dǎo)線連接，容易受到電磁干擾及高電壓涌入。在早期的開關(guān)柜中，應(yīng)用十分廣泛，但現(xiàn)在這種測溫方式不能滿足現(xiàn)在金屬全封閉的開關(guān)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(tǒng)組成?？蓪Χ喾N惡劣環(huán)境條件下的設(shè)備溫度變化情況實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場、遠(yuǎn)程同時在線監(jiān)測預(yù)警，方便維護(hù)人員全面及時掌握設(shè)備運(yùn)行狀況。測溫后，將溫度數(shù)據(jù)通過無線方式傳遞給測溫通訊終端。它具有安全性、準(zhǔn)確性、靈活性、易用性、低功耗等優(yōu)點(diǎn)。其分散式溫度傳感器直接安裝在測溫點(diǎn)上，無線溫度顯示儀安裝在開關(guān)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(diǎn)是溫度傳感器需要獨(dú)立的電源，電池供電。但因其維護(hù)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(guān)柜主要采取的測溫方式。

3.3光纖測溫

光纖測溫技術(shù)是近年才發(fā)展起來的新技術(shù)，并已逐漸顯露出某些優(yōu)異特性。即有電絕緣，本安特征，又有不受強(qiáng)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(zhǔn)、靈敏度度高優(yōu)點(diǎn)。直接安裝與測量部位，也不會對開關(guān)柜內(nèi)元件的性能有所影響，技術(shù)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(guān)柜的溫度測溫。缺點(diǎn)是成本較高。

4安裝位置實(shí)例：

測溫裝置根據(jù)傳感器的數(shù)量分為：3點(diǎn)、6點(diǎn)、9點(diǎn)、12點(diǎn)等等測溫，其應(yīng)用也不同，組合多樣化，應(yīng)用更為靈活、方便。

5結(jié)語

綜上所述，在線測溫裝置可以有效的解決開關(guān)柜內(nèi)接點(diǎn)溫度無法進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測的問題，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)柜電力設(shè)備的溫度監(jiān)測，從而防止各類引起的設(shè)備過熱損壞。保障了電力設(shè)備可靠運(yùn)行。尤其更為小型化開關(guān)柜、氣體絕緣、固體絕緣柜的溫度監(jiān)控提供了更多的參考依據(jù)。

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