在线测温装置在高压开关柜中的应用与探讨

耿直+宋继新

摘要：在线测温装置的实时监测，保障了高压开关柜的因连接部位引起的发热故障必要技术手段，保障了高压开关柜设备的安全运行，本文介绍了在线测温的工作原理及其组成，以及在开关柜中的安装特点，安装位置。

关键词：在线测温 开关柜 温暖 无线 封闭

0引言

高压配电开关柜作为电力系统中的核心枢纽部分，承担着开断和关合线路等重要作用，是电力系统中重要的控制设备。由于开关柜长期运行在高电压、強磁场、大电流、高负荷、封闭式结构的环境下，开关柜内的开关触点、导体连接部分设备绝缘老化、螺丝松动等等，都会造成接触部位电阻增大，接触不良，使连接位置发热，温度升高，使接触位置长期发热，造成恶性循环，最终导致连接部位温度过高而烧毁，造成事故发生。

随着电力系统的安全运行、智能化、自动化建设，对开关柜的智能化、安全可靠运行要求越来越高。尤其是一些高负荷、大容量的大型企业中，如钢铁企业、石油、化工、发电厂等等的设备安全运行不容忽视。近年来，因设备过热而发生多起发生事故，据统计分析其原因是因为连接部位接触电阻变大，过负荷等引起的接头温度过高所致。由于开关柜采用金属封闭结构，接点位置不易观测、测量，尤其是断路器的动接触头位置，目前对开关柜的接点等易发热部位监测，大多采用手持式红外线测温仪测定，需要开启盖板柜门，危及人身安全。因此对开关柜连接点的温度进行实时的在线连续监测是十分必要的。

1测温系统的组成及工作流程

1.1组成：它是由温度传感器（接触式、非接触式）、监控显示模块、上位监控计算机三大部分组成。

1.2工作流程：首先在测试点安装温度传感器，温度传感器采集接点温度，上传至采集模块，再由模块通过通讯线传输到监控主机。如图1所示无线测温系统图。

2测温装置的主要特点

2.1非接触式测温技术不能满足测温要求

目前柜内的开关柜主要采用KYN、XGN、气体绝缘、固体绝缘的结构形式，通常接触部位被包裹起来，无法检测，使得相关检测人员难以对设备内的温度进行检测。

2.2温度传感器的绝缘

由于设备是带电运行的，属于高压设备，测温传感器必须要安装在测温点上，而采集模块装在柜体前面的仪表门上，则传感器与采集器间存在高电压，因此，必须采取有效的措施绝缘措施防止高电压进入低压设备，以及因绝缘不够引起设备绝缘距离不够，造成短路事故。

2.3测温装置不能影响柜内原有电气元件的性能

由于开关柜内部本身就安装有一些电气元件，这些元件都有自身的可操作性，独立的运行原理，因此，在选择测温装置要根据设备的结构形式、安装位置，既要保证设备的安全运行，又要保证不影响设备自身的工作原理。

2.4适应高压柜运行环境，电磁干绕

由于开关柜采用全封闭式金属结构，内部温度相对较高，工作中承载大电流，易产生涡流及强磁场。另外，变电站内复杂的电磁环境，也会对测温装置产生严重的电磁干绕，这就要求测温装置具有良好的抗干扰能力，以保证测量数据的准确性及完整性。

3测温装置的分类及现状

目前柜内测温装置主要分为：非接触式与接触式。接触式则是测温传感器直接安装到测温点上，非接触式则是测温传感器照射或辐射到测温点上。常用的有以下三种

3.1红外测温

红外测温属于非接触式测温，其原理是黑体辐射定律。它通过将红外线光束照射到需要测温的部位上，进行测量。在电力行业中应用十分广泛，但对于开关柜而言，由于柜内结构复杂，光束很容易被其它元件所遮挡，不易照射到被测的接点表面，难以准确的测量物体的温度数值，也无法校正，通用性较差，而且传感器与采集装置间采用导线连接，容易受到电磁干扰及高电压涌入。在早期的开关柜中，应用十分广泛，但现在这种测温方式不能满足现在金属全封闭的开关柜中。

3.2无线测温

由无线温度显示仪、分散式无线温度传感器、后台管理系统组成。可对多种恶劣环境条件下的设备温度变化情况实现现场、远程同时在线监测预警，方便维护人员全面及时掌握设备运行状况。测温后，将温度数据通过无线方式传递给测温通讯终端。它具有安全性、准确性、灵活性、易用性、低功耗等优点。其分散式温度传感器直接安装在测温点上，无线温度显示仪安装在开关柜上，它采用无线通讯的方式，隔离高电压的涌入，使用上更为安全。缺点是温度传感器需要独立的电源，电池供电。但因其维护方便，成本不高，传感器安装方式多样化，安装简单、方便，仍为目前高压开关柜主要采取的测温方式。

3.3光纤测温

光纤测温技术是近年才发展起来的新技术，并已逐渐显露出某些优异特性。即有电绝缘，本安特征，又有不受强电磁场干扰等特性，它还具有测温探头体积小，便于狭小空间安装，耐腐蚀、测量精准、灵敏度度高优点。直接安装与测量部位，也不会对开关柜内元件的性能有所影响，技术成熟。这是其它测温装置所无法比拟的，更为适合用于高压开关柜的温度测温。缺点是成本较高。

4安装位置实例：

测温装置根据传感器的数量分为：3点、6点、9点、12点等等测温，其应用也不同，组合多样化，应用更为灵活、方便。

5结语

综上所述，在线测温装置可以有效的解决开关柜内接点温度无法进行实时监测的问题，实现了开关柜电力设备的温度监测，从而防止各类引起的设备过热损坏。保障了电力设备可靠运行。尤其更为小型化开关柜、气体绝缘、固体绝缘柜的温度监控提供了更多的参考依据。

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