淺談高壓開關柜在線測溫的必要性及方式

摘要：因為高壓開關柜中的空間是密閉的，加上電氣設備的安全距離非常小，當開關柜內溫度升高以后，會導致空氣絕緣下降引發故障，因此高壓開關柜采用在線測溫技術具有重要意義。針對這個問題，本文對在線測溫技術在高壓開關柜中應用必要性進行了分析，并探討了在線測溫技術的具體特點，希望可以提供一些參考，使高壓開關柜能夠更加穩定的運行。

關鍵詞：高壓開關柜；溫度升高；在線測溫；必要性

1背景研究

由于高壓開關柜屬于封閉式結構，散熱性能不好，容易積累很多熱量，對于變低或母聯等大電流開關柜，在長時間滿負荷工作時，當熱量急劇上升后，會對電氣設備造成損害，絕緣性大大降低。因此做好對開關柜母排、開關觸點等部位的及時監測，并做好相應的告警措施。由于溫度過高導致開關柜過熱時，會導致火災和停電事故，造成大的經濟損失，因此加以重視。

2高壓開關柜應用在線測溫技術的重要意義

高壓開關柜是電力系統中作用非常大的電氣設備，由于內部封閉容易導致溫度過高，從而引發高壓開關柜故障，是目前普遍存在的問題。因為開關柜內部溫度過高，對設備安全運行造成嚴重影響，同時由于溫度過高是逐漸上升的，因此如果不能及時采取相應措施，溫度會劇烈升高，嚴重損害到絕緣性能和電氣設備使用壽命。2.2業務協同有待深化，分散資源還需要進一步整合。

現在紅外線測溫技術的使用非常普遍，及時查找設備存在的安全隱患從而及時處理，可以避免更大損失。但是因為紅外測溫技術適用范圍是暴露在外界的設備，針對目前電力系統重要設備高壓開關柜不能進行檢測或容易存在檢測死角。高壓開關柜的特點是內部密封，有大量接頭、開關觸點和示溫片在外面是看不到的，不能使用其他測溫方法隨時檢測存在的故障問題。所以，目前對高壓開關柜內部的接頭及開關觸點的溫度監測面臨困難，需要采取在線測溫技術，才能更好的處理。

3引發高壓開關柜溫度升高的原因

3.1金屬接頭的膨脹

設備的銅質螺栓接頭在設備運行過程中，由于負荷電流、溫度發生改變會出現塑性變形，和溫度具有密切的關系。實際中發現，當接頭處溫度達到80攝氏度以上時，接頭金屬會受熱出現膨脹，因此接觸表面會產生縫隙導致氧化。一旦負荷電流和溫度降低后，接頭金屬恢復原位置，但因為表有氧化膜，不能直接接觸。每次溫度提高后，接觸電阻就會增加，這樣反而又會使溫度上升，由此出現一個的循環。

3.2連接部位螺栓過緊

安裝人員在進行導體連接時，通常認為對螺栓要擰的足夠緊才可以。但是如果螺母壓力過大時，由于材料強度不夠高，施加過大壓力，反而會使接觸面突起，減少了接觸面積，了接觸電阻，使導電效果下降。

3.3其他影響因素

其他影響因素包括：安裝工藝問題，比如加工、連接母線中，沒有處理好母線接觸表面，表面粗糙不光滑，會增加接觸面積，提高接觸電阻導致發熱。由于開關柜中高壓暴露，內部封閉空間小，因此不能人工開展巡查監測溫度，常規的測溫方法也不能使用。

無線測溫技術是在開關柜中的把帶電接頭和觸點安裝好溫度傳感器，通過在線測量這個部位的溫度，無線上傳到系統上，從而進行告警。無線測溫技術還可以同電力自動化系統進行連接，管理人員在距離較遠的地方可以隨時監測溫度變化，當溫度一旦過高，系統告警后迅速處理，防止出現更嚴重的問題。

4在線測溫技術的優勢

在線測溫技術的絕緣性能很好，可以對開關柜中的高壓隔離，可以將其安裝于開關柜中的高壓觸點，從而隨時監測高壓觸點的問題。

可以把在線測溫技術中的溫度傳感器在帶電體上面直接安裝，能夠在柜體內部直接對設備測量溫度，通過無線發射出去。

在線測溫技術的引線少，絕緣性好，成本比較低。

5在線測溫技術的使用特點

高壓開關柜內部接點溫度做到隨時監控，能夠及時掌握接點部位的溫度升高情況，一旦溫度過高，系統就會出現告警。溫度傳感器通常安裝在開關柜中的帶電觸頭部位，開關柜溫度監測設備隨時對內部傳回的數據進行整理，然后將數據傳送到工控機中。

應用無線傳送的方式，不會對開關柜絕緣性造成影響，應用非常便捷，成本低。由于無線傳感器經過了特殊處理，因此各種溫度數據可以及時傳送給溫度監測器，監測信號非常準確。對無線測溫系統的安裝、維修都非常安全、方便，不會干擾到一次設備。同時由于設計簡單，安裝過程非常簡單。溫度數據采集后，可以同電力系統進行連接，也可以同局域網進行連接，從而實現電力自動化控制。

6安科瑞溫度在線監測系統解決方案

6.1概述

電氣接點在線測溫裝置適用于高低壓開關柜內電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設備的溫度監測，防止在運行過程中因氧化、松動、灰塵等因素造成接點接觸 電阻過大而發熱成為安全隱患，提高設備安全保障，及時、持續、準確反映設備運行狀態，降低設備事故率。

Acrel-2000T無線測溫監控系統通過RS 485總線或以太網與間隔層的設備直接進行通訊，系統設計遵循國際標準Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規約，安全性、可靠性和開發性都得到了大地提高。該系統具有遙信、遙測、遙控、遙調、遙設、事件告警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能，可以監控無線測溫系統的設備運行狀況，實現快速告警響應，預防嚴重故障發生。

6.2應用場所

適合在泛在電力物聯網、鋼廠、化工、水泥、數據中xin、醫院、機場、電廠、煤礦等廠礦企業、變配電所等電力設備的溫度監測。

6.3系統結構

6.4系統功能

測溫系統主機Acrel-2000T安裝于值班監控室，可以遠程監視系統內所有開關設備運行溫度狀態。系統具有以下主要功能：

6.4.1溫度顯示：顯示配電系統內每個測溫點的實時值，也可實現電腦WEB/手機APP遠程查看數據。

6.4.2溫度曲線：查看每個測溫點的溫度趨勢曲線。

6.4.3運行報表：查詢及打印各測溫點時間的溫度數據。

6.4.4實時告警：系統能夠對各測溫點異常溫度發出告警。系統具有實時告警功能，能夠對所有事件發出告警，告警方式有彈窗、告警等，還可以/APP推送告警消息，及時提醒值班人員。

6.4.5歷史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和告警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析等。

在線監測技術用于高壓設備，可以方便的設定溫度傳感器監測時間，對監測部位的溫度監測也是非常便捷的。當數據采集后，計算機及時將數據整理，將所有監測部位的溫度變化情況整理成曲線圖，一旦出現溫度異常就會告警。目前高壓開關柜中，在線測溫技術發揮了越來越多的作用，逐漸得到了更大推廣。

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[5]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2019.11月版

作者介紹：

虞佳豪，男  現任職于江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要研究方向為電能計量管與保護。

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