高压开关柜温度的在线监测方法分析

郭玉+刘虹麟

摘 要：高压开关柜，是电网运行中的主要设备，在电网线路中，起到开断、关合的功能。高压开关柜的运行过程中，采用温度监测的方法，预防高温火灾问题，以在线监测方法为例，监督高压开关柜的温度状态，规避潜在的风险隐患，确保高压开关柜的温度，保持安装与稳定，提升高压开关柜的工作水平。本文主要以高压开关柜为研究对象，探讨温度在线监测的相关方法。

关键词：高压开关柜；温度；在线监测

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

我国电力系统的大规模发展，增加了高压开关柜的运行压力，随着电网的改革与建设，高压开关柜的数量越来越多，增加了故障的发生机率。高压开关柜能够监测电网的故障设备，促使其准确的退出故障端，保护电网系统的安全。温度因素，是高压开关柜的指标，采用在线监测的方法，监督温度变化，可以有效预防高压开关柜的高温故障，保障高压开关柜的安全性。

1 高压开关柜温度在线监测设计

本文以高压开关柜的温度为研究对象，专门开关设计了在线检测系统，从测温单元、ZigBee技术、监控中心三个项目，分析在线监测的设计表现。

1.1 测温单元

在线监测系统的测温单元，专门采用数字温度传感器，直接读取高压开关柜的温度数据，而且具有可编程的优势，测量的温度范围是：-55℃～125℃，测量误差在-0.5℃～+0.5℃之间，可以布设多点测温系统，在线监测系统，可以识别高压开关柜温度的测量点，快速定位出温度异常的部分，即使在有限的高压开关柜内，也能准确的布置。数字温度传感器于在线监测系统内，专门从测温单元内，获取温敏振荡器的变化频率，计算振荡周期，掌握温度的测量结果[1]。数字温度传感器，配置了总线接口，在线检测系统的测温单元，可以围绕高压开关柜，构建传感器网络，提高在线监测的水平。

1.2 ZigBee技术

ZigBee技术，向在线监测提供了无线节点的硬件服务，促使在线监测在高压开关柜温度测控方面，实现了低功率、短距离的监测，同时遵循IEEE802.15.4技术标准，构建了无线局域网，保障高压开关柜温度在线监测的安全性、可靠性[2]。ZigBee技术，提供了简单有效的协议，运用网状、星型、簇树状的结构，向在线监测系统，提供优质的拓扑结构，确保温度监测的有效性。

1.3 监控中心

监控中心的计算机内，安装了在线监测软件，利用上位机监控软件，实时监测高压开关柜的温度数据，重点监测高压开关柜的触头、母线上的温度，如有温度异常，及时发出警报。

2 高压开关柜温度在线监测技术

高压开关柜温度的在线监测技术，从性质上可以分为两种，分别是接触式的测温监测以及非接触式的测温监测，两项在线监测技术中，典型的代表技术是：光纤测温和无线测温技术，结合高压开关柜的运行，例举在线监测技术的应用。

2.1 光纤测温技术

光纤测温技术，是接触式在线监测方法中，比较传统的一类技术，通过监测高压开关柜散射的温度，评估高压开关柜是否有温度异常的问题[3]。光线测温技术的原理是：在高压开关柜上发送光脉冲，光脉冲沿着光纤的一端，进入到另一端的光纤内，整个光脉冲会顺着光纤向前传送，每个传播点，均会出现反射，反射光纤的一小部分光，形成散射光，散射光和入射光呈现相反的状态，背向反射的光，强度和高压开关柜光纤的反射点，存在着直接的关联。高压开关柜反射点处，温度越高，反射的光强度，就会越大，在线监测的方法中，直接利用反射光强度，就可以反馈出高压开关柜的温度。高压开关柜运行时，安装光纤式温度在线测量设备，在光纤传导的作用下，在线测量出高压开关柜的温度。光纤测温技术，在高压开关柜温度在线监测中，不会受到环境、压力等因素的干扰，具有较高的稳定性，也存在着不能忽视的缺陷，即：光纤测温设备，受到光纤材料的影响，容易发生断开、折损的情况，而且对温度的要求很高，不能在较高温度下工作，增加了高压开关柜内部结构中，光纤布线的难度，由此干预了光纤测温技术，在使用时，要根据高压开关柜的实际需求，合理设计光纤测温技术，体现在线监测方法的实践价值。

2.2 无线测温技术

高压开关柜在线监测中，非接触式的监测方法，主要是红外热像技术，结合高压开关柜的运行，配置红外热像仪，专门在线监测高压开关柜的温度。市场上，红外热像仪的型号较多，按照高压开关柜的实际需求，选择合适的红外热像仪，提高温度在线监测的准确性[4]。例如：某电网系统的高压开关柜上，温度在线监测采用了商用型的红外热像仪，专门通过红外传感器，在高压柜内形成红外热像图，测量热点温度，在线获取高压开关柜的温度信息，商业型红外热像仪的工作性能优质，内部结构复杂，成本相对较高，仅仅在少部分的电网高压开关柜温度在线监测中应用，由此该电网企业，取消了商用型红外传感器，温度在线监测中，转为无线测温技术，融入了通信、计算机以及传感器，构成了无线测温的环境，无线测温技术也是从红外热像技术的基础上发展来的，高压开关柜温度在线监测的非接触式中，无线测温技术涉及到的方法有：红外测温、测温蜡片、有源无线、无源无线等，不同的在线测温方法，有着不同的差异，需按照高压开关柜温度在线监测的实际需求，选择可用的无线测温方法，全面监测高压开关柜的温度。

3 结束语

高压开关柜温度的在线监测方法中，主要运用了测温的原理，从温度测控的角度出发，在线监测高压开关柜的温度是否异常。高压开关柜温度的在线监测，要注重合理性，全面规范在线监测系统的设计，同时配置好在线监测技术，满足测温的基本需求，更重要的是维护高压开关柜的温度参数，避免影響电网系统的安全性，进而发挥高压开关柜的有效作用。

参考文献：

[1]宋梁，温秀峰.高压开关柜温度在线监测研究[J].电气开关，2012（03）：32-34.

[2]孙正来，孙鸣.高压开关柜温度在线监测技术研究[J].电力信息化，2008（06）：62-66.

[3]王奎英.高压开关柜温度在线监测系统设计[J].现代电子技术，2012（15）：52-54+58.

[4]余艳伟.高压开关柜温度在线监测分析[J].河南机电高等专科学校学报，2012（04）：3-6+26.

作者简介：郭玉（1985-），女，江苏扬中人，本科，助理工程师，研究方向：电气工程。endprint