基于 基于ZIGBEE ZIGBEE技术的高压开关柜温度在线检测系统介绍.pdf

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基于ZIGBEE技术的高压开关柜温度在线检测系统介绍

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1.高压开关柜实行温度在线监测的必要性
2.与其他现有方案的比较。
3.我们的方案
4.关于ZIGBEE
5.产品的技术参数
6.应用场合

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高压开关柜实行温度在线监测的必要性（一）

高压开关柜作为电力系统中非常重要的电气设备。现代电力系统对电能
质量的要求越来越高，相应地对高压开关柜的可靠性也提出了更高的要
求。随着电网的发展和设备技术的提高，10，35kV系统开关柜在电网中
已大量使用。而开关柜的内部过热现象已成为开关柜使用中的常见问
题，由于开关柜体的密闭性，在一些负荷较重的地区，存在开关柜的温
升超标问题。开关柜的温升超标，直接影响设备的安全稳定运行，而
且，过热问题是一个不断发展的过程，如果不加以控制，过热程度会不
断加剧，并对绝缘件的性能及设备寿命产生很大的影响。目前，对电力
系统内部使用的开关柜，严格遵守设备采购程序及技术政策，确保入网
的开关柜都通过型式试验，尤其对温升的要求比较严格。运行中，负荷
通常都不会达到开关柜的设计满容量，开关柜的温升问题应该不会很突
出，但是实际情况并不尽然。开关柜内部实际温升情况，尤其是母排连
接等部位，通常总是比型式试验测出的数据高。

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高压开关柜实行温度在线监测的必要性（二）

高压开关柜温度过高的几点原因（1）：

1.试验测得数据通常在试验室完成，持续时间不长，一般不超过8h，不具备温升
累积效应，不能等同于长期运行并持续发热的设备。

2.不同金属的膨胀效应不同。钢制螺栓的金属膨胀系数要比铜质、铝质母线小
得多，尤其是螺栓型设备接头，在运行中随着负荷电流及温度的变化，其铝或
铜与铁的膨胀和收缩程度将有差异而产生蠕变，也就是金属在应力的作用下缓
慢的塑性变形，蠕变的过程还与接头处的温度有很大的关系。实践证明，当接
头处的运行工作温度超过80℃时，接头金属将因过热而膨胀，使接触表面位置
错开，形成微小空隙而氧化。当负荷电流减小温度降低回到原来接触位置时，
由于接触面氧化膜的覆盖，不可能是原安装时金属间的直接接触。每次温度变
化的循环所增加的接触电阻，将会使下一次循环的热量增加，所增加的温度又
使接头的工作状况进一步变坏，因而形成恶性循环。

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高压开关柜实行温度在线监测的必要性（三）

高压开关柜温度过高的几点原因（2）

3.连接部位紧固螺栓压力不当。部分安装或检修人员在导体连接上认为连接螺
栓拧得愈紧愈好，其实不然。特别是铝质母线，弹性系数小，当螺母的压力
达到某个临界压力值时，若材料的强度差，再继续增加不当的压力，将会造
成接触面部分变形隆起，反而使接触面积减少，接触电阻增大，从而影响导
体接触效果。
4.选用的导体材料电导率不满足要求，多数属于导体原材料纯度不够。

5.现场的其它因素，比如可能存在安装检修工艺不当，如母线在加工、连接、
安装过程中，对母线接触表面处理不到位、不平整、不光滑、没有涂专用电
力脂等，导致有效接触面积减少接触电阻增大而发热。

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高压开关柜实行温度在线监测的必要性（四）

现代社会对电能的依赖性极高，用电密度越大的地区对电的依赖性越高，因而对供
电设备的可靠性提出了越来越高的要求。做为目前普遍使用的小车式开关柜由于断
路器与开关柜之间采用插头联接，当小车与开关柜因制造、运输及安装不良等都将
引起触头接触不良，接触电阻增大，出现触头温升过高，甚至烧毁停电，这些现象
在大电流开关柜如进线柜上尤为突出，且影响极大。电力系统高压设备在长期运行
过程中常出现表面氧化腐蚀、紧固螺栓松动,触点和母线排连接处老化等问题,造成
设备过热甚至出现严重事故.而开关柜内有裸露高压,空间封闭狭小,无法进行人工巡
查测温,传统的测温方式都无法有效地解决这个问题.无线测温系统是将温度传感器
安装到开关柜内的带电接头触点上,在线测量该点温度后,以无线方式将数据上传,集
中显示,并实现超温报警.还可与电力自动化系统连接,用户在远端监视设备温度运行
状态,系统发现设备